DE19601517B4

DE19601517B4 - Regelung eines Gasheizgeräts

Info

Publication number: DE19601517B4
Application number: DE19601517A
Authority: DE
Inventors: Hubert Nolte; Roland Merker
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1996-01-17
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2016-01-18
Also published as: DE19601517A1

Abstract

Regelung eines Gasheizgeräts, dessen Brenner Brenngas über ein Gasventil und Luft über ein Gebläse zugeführt wird, und bei dem ein die Flammen überwachender Fühler ein Steuersignal an eine Regelschaltung legt,
wobei
die Regelschaltung (8) bei normalem Gasnetzdruck (D) die Stellung des Gasventils (5) und die Drehzahl des Gebläses (4) regelt, und
bei im Brennerbetrieb sinkendem Gasnetzdruck (D) in einer ersten Phase durch Öffnen des Gasventils (5) bis zur maximalen Öffnungsstellung ein Sollwert der Luftzahl durch Steuerung der Gebläsedrehzahl beibehalten wird und
bei Erreichen der maximalen Öffnungsstellung des Gasventils (5) und in einer anschließenden zweiten Phase bei weiter sinkendem Gasnetzdruck (D) die Gebläsedrehzahl reduziert wird und
bei einem Mindestwert der Gebläsedrehzahl die Regelschaltung (8) den Brenner (2) abschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft die Regelung eines Gasheizgeräts, dessen Brenner Brenngas über ein Gasventil und Luft über ein Gebläse zugeführt wird und bei dem ein die Flammen überwachender Fühler ein Steuersignal an eine Regelschaltung legt, die die Stellung des Gasventils und die Drehzahl des Gebläses steuert.

Eine derartige Regelung ist in der DE 39 37 290 A1 und in der älteren Deutschen Patentanmeldung 44 33 425 A1 beschrieben.

DE 39 37 290 A1 zeigt eine Regeleinrichtung für einen Gasbrenner mit einer ionisationsmesselektrode im Flammbereich, durch die in Abhängigkeit von der Verbrennung ein Ionisationsstrom fließt und an die eine Regelschaltung angeschlossen ist, welche das Gas/Luft-Verhältnis nach einem Sollwert einstellt. Bei Änderung der Verbrennungsbedingungen, wie beispielweise der Gasart oder des Gasdrucks, wandert der Lambda-Istwert vom Lambda-Sollwert ab. Diese Störungen werden durch Änderung der Luftgebläse-Drehzahl ausgeregelt.

Aus der DE 44 33 425 A1 ist bekannt, die optimale Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft in Abhängigkeit der jeweiligen elektrischen Leitfähigkeit des Flammenbereichs der Verbrennung einzustellen. Hierbei wird die Größe eines ionisationsstroms genutzt. Die Messung der Leitfähigkeit erfolgt mittels einer ionisationselektrode und einer ihr zugeordneten Masseelektrode in einem durch den Flammenbereich geführten Stromkreis. Das Meßergebnis wird mit einem Sollwert verglichen und die Luftzahl des Gemisches auf Basis dieses Vergleichs geregelt.

Der Druck des Gasnetzes, an das das Gasheizgerät angeschlossen ist, kann aufgrund von Ereignissen im Gasnetz unter seinen normalen Wert absinken. Beim Absinken des Gasnetzdruckes unter einen Mindestwert wird dem Brenner zu wenig Brenngas zugeführt. Dadurch steigt die Luftzahl Lambda so lange an, bis die Flammen vom Brenner abheben, wodurch das Gasheizgerät auf "Störung" schaltet, was ein Kundendienstfall ist.

Bei Gasbrennern mit Gebläse sind in der Regel Gasdruckwächter vorgesehen (vgl. DIN 4788 T.2). Der Gasdruckwächter schaltet bei Unterschreiten eines voreingestellten Gasnetzdruckes das Gasgerät so lange ab, bis der normale Gasnetzdruck wieder erreicht ist. Dadurch ist zwar vermieden, daß das Gasgerät bei verringertem Gasnetzdruck gleich auf "Störung" schaltet, jedoch ist die Heizbetriebszeit des Gasgeräts eingeschränkt. Der Gasdruckwächter ist ein zur Regelung zusätzliches, aufwendiges Aggregat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regelung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die das Gasheizgerät auch bei verringertem Gasnetzdruck noch möglichst lang in Betrieb hält.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß die Regelschaltung bei im Brennerbetrieb sinkendem Gasnetzdruck zunächst das Gasventil weiter öffnet und bei Erreichen der maximalen Öffnungsstellung des Gasventils und weitersinkendem Gasnetzdruck die Gebläsedrehzahl reduziert.

Dadurch ist erreicht, daß das Gasheizgerät auch bei sinkendem Gasnetzdruck (Gasmangel) noch weiterarbeitet. Bei Gasmangel hält die Regelschaltung den Betrieb in einer ersten Phase durch Öffnen des Gasventils bis zur maximalen Öffnungsstellug, (Endanschlag) aufrecht. In einer anschließenden zweiten Phase hält sie den Betrieb durch Verringerung der Gebläsedrehzahl, also Reduzierung der Luftzufuhr aufrecht. Dabei verringert sich zwar die Brennerleistung, der Brenner wird jedoch – noch – nicht abgeschalten.

In Ausgestaltung der Erfindung schaltet die^`Regelschaltung den Brenner erst bei einem Mindestwert der Gebläsedrehzahl ab. Nach einer festgelegten Abschaltdauer startet die Regelschaltung den Brenner erneut. Dieser geht dann wieder in Betrieb, wenn sich inzwischen der Gasnetzdruck wieder erhöht hat.

Vorzugsweise steuert die Regelschaltung bei verringertem Gasnetzdruck das Gasventil und bei, dessen maximaler öffnungsstellung die Gebläsedrehzahl so, daß ein Sollwert der Luftzahl Lambda erhalten bleibt. Es ist damit auch bei Gasmangel eine hinsichtlich der Abgase günstige Verbrennung gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch 2, und der folgenden Beschreibung, eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Gasheizgeräts und
2 einen beispielhaften zeitlichen Gasnetzdruckverlauf.
An eine Vormischkammer (1) eines Brenners (2) sind eine Brenngasleitung (3) und ein Gebläse (4) angeschlossen. In der Brenngasleitung (3) liegt ein steuerbares Gasventil (5), das bei (6) an. das Gasnetz angeschlossen ist.
Die Flammen des Brenners (2) werden von einer ionisationselektrode (7) als Fühler überwacht. Die ionisationselektrode (7) ist an eine Regelschaltung (8) angeschlossen und gibt an diese ein der Luftzahl Lambda entsprechendes Steuersignal. An der Regelschaltung (8), die mit einem Mikroprozessor arbeitet, liegt ein Sollwertsteller (9), der ein der Außentemperatur oder der Vorlauftemperatur einer vom Brenner (2) beheizten Einrichtung entsprechendes Signal, das also in Abhängigkeit von einer Heizungsisttemperatur und einer Heizungssolltemperatur steht, an die Regelschaltung (8) gibt. Die Regelschaltung (8) steuert das Gasventil (5) und die Drehzahl des Gebläses (4).
Weiterhin erfaßt die Regelschaltung (8) den Zustand der maximalen Öffnungsstellung des Gasventils (5) und den Zustand eines vorgegebenen Mindestwertes der Drehzahl des Gebläses (4).
Bei normalem Gasnetzdruck (D1) regelt die Regelschaltung (8) das Gasventil (5) und/oder die Gebläsedrehzahl so, daß sich entsprechend der Sollwertvorgabe (Sollwertsteller 9) am Brenner (2) ein gewünschter Lambda-Sollwert einstellt.
Sinkt der Gasnetzdruck, beispielsweise im Zeitpunkt t1 (vgl. 2), dann wirkt sich dies auf die ionisationselektrode (7) aus und die Regelschaltung (8) öffnet das Gasventil (5) – auch in Abhängigkeit vom Sollwertsteller (9), also der vom Verbraucher angeforderten Leistungweiter. Die Gebläsedrehzahl bleibt dabei zunächst konstant gehalten.
Bei weitersinkendem Gasnetzdruck wird zum Zeitpunkt t2 der Zustand erreicht sein, bei dem das Gasventil (5) in seiner maximalen Öffnungsstellung steht. Dies erkennt die Regelschaltung (8).
Bei weiterem Absinken des Gasnetzdruckes nach t2 wird nun von der Regelschaltung (8) die maximale Öffnungsstellung des Gasventils (5) aufrechterhalten und die Drehzahl des Gebläses (4) so reduziert, daß der Brenner (2) weiter mit der vorgesehenen Luftzahl arbeitet. Steigt dann, beispielsweise im Zeitpunkt t3, der Gasnetzdruck wieder an, dann wird zunächst die Gebläsedrehzahl wieder erhöht. Übersteigt der Gasnetzdruck einen Wert D2 (vgl. Zeitpunkt t4 in 2), dann wird die Gebläsedrehzahl konstant gehalten und die Sollwertvorgabe steuert wieder das Gasventil (5). In dem Zeitraum t4 – t1, in dem Gasmangel vorlag, wurde also der Brenner (2) nicht abgeschaltet.
Sinkt nach dem Zeitpunkt t3 der Gasnetzdruck D weiter, dann wird zum Zeitpunkt t5 der Zustand erreicht sein, in dem eine für einen sicheren Betrieb nötige Mindestdrehzahl unterschritten wird. Die Regelschaltung (8) erfaßt diese Mindestdrehzahl und schaltet nun den Brenner (2) dadurch ab, daß sie das Gasventil (5) schließt und gegebenenfalls zusätzlich das Gebläse (4) abschaltet. Nach einer festgelegten Abschaltdauer T nimmt die Regelschaltung (8) einen Neustart des Brenners (2) vor. Ist zum Zeitpunkt t6 der Gasnetzdruck ausreichend, so daß eine dementsprechende Verbrennung auftritt, dann wird der Brenner (2) wie beschrieben geregelt. Ist der Gasnetzdruck auch für eine geeignete Verbrennung mit voll geöffnetem Gasventil (5) und minimaler Gebläsedrehzahl nicht ausreichend, dann wird der Brenner (2) erneut abgeschaltet.

Claims

Regelung eines Gasheizgeräts, dessen Brenner Brenngas über ein Gasventil und Luft über ein Gebläse zugeführt wird, und bei dem ein die Flammen überwachender Fühler ein Steuersignal an eine Regelschaltung legt, wobei die Regelschaltung (8) bei normalem Gasnetzdruck (D) die Stellung des Gasventils (5) und die Drehzahl des Gebläses (4) regelt, und bei im Brennerbetrieb sinkendem Gasnetzdruck (D) in einer ersten Phase durch Öffnen des Gasventils (5) bis zur maximalen Öffnungsstellung ein Sollwert der Luftzahl durch Steuerung der Gebläsedrehzahl beibehalten wird und bei Erreichen der maximalen Öffnungsstellung des Gasventils (5) und in einer anschließenden zweiten Phase bei weiter sinkendem Gasnetzdruck (D) die Gebläsedrehzahl reduziert wird und bei einem Mindestwert der Gebläsedrehzahl die Regelschaltung (8) den Brenner (2) abschaltet.
Regelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer festgelegten Abschaltdauer (T) die Regelschaltung (8) den Brenner (2) wieder startet.