DE19943612B4 - Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners mit modulierend geregelter Brennerleistung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners mit modulierend geregelter Brennerleistung, mit einem wärmebedarfsabhängig gesteuerten Gebläse für die Zuführung der Verbrennungsluft, einem Strömungswiderstand im Verbrennungsluftkanal, einer dahinter in den Verbrennungsluftkanal einmündenden Gasleitung und mit einer Einrichtung, durch welche der jeweilige Verbrennungsluftstrom ermittelt und dementsprechend die Gaszufuhr über ein Gasstellglied gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Verbrennungsluftstroms der Druckabfall über dem Strömungswiderstand (14) ermittelt wird, dass der Druckabfall durch Verstellen des wirksamen Querschnitts des Strömungswiderstandes (14) konstant auf einem Sollwert gehalten wird und dass die über das Gasstellglied gesteuerte Gaszufuhr nach Maßgabe des jeweiligen Querschnitts des Strömungswiderstandes (14) bzw. der Stellbewegung zum Verstellen des Querschnitts gesteuert bzw. geregelt wird.

Description

• Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners nach der Gattung des Hauptanspruchs.
• Stand der Technik
• Bei einem bekannten Verfahren der gattungsgemäßen Art gemäß DE 195 10 426 A1 wird der Druckabfall am Strömungswiderstand im Verbrennungsluftkanal gemessen, daraus auf das Volumen des Verbrennungsluftstromes geschlossen und dementsprechend auf das Gasstellglied bzw. die Gaszufuhr eingewirkt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß Druckänderungen und Volumenstromänderungen in einem quadratischen Verhältnis stehen und für einen angestrebten Modulationsbereich der Brennerleistung von 10 : 1 ein Differenzdruckbereich von 100 : 1 detektiert werden müßte. Das wird jedoch insbesondere bei Geräten mit einem mechanischen Verbund der Luft- und Brennstoffsteuerung heute nur bis zu einem Modulationsbereich von etwa 4 : 1 beherrscht.
• Aus DE 41 09 841 A1 geht weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners hervor, bei dem das die Gaszufuhr regelnde Gasregelventil von einem Sollwert beaufschlagt wird, der von einem in der Verbrennungsluftleitung angeordneten Differenzdruck erzeugenden Steuerdruckblende gebildet wird. Dabei wird der Modulationsgrad in Abhängigkeit von der Temperatur der Verbrennungsluft verändert. Ziel ist es dabei, eine temperaturabhängige Steuerung des Sollwertes für das Gasregelventil zu realisieren.
• Vorteile der Erfindung
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs kann der Modulationsbereich der Brennerleistung gegenüber den heute realisierbaren Werten wesentlich erweitert und dadurch der Wirkungsgrad des Brenners erhöht werden. Da hierbei nur eine gute Auflösung für den Sollwert gefordert ist, sind auch die an die Sensoren gestellten Anforderungen gut beherrschbar.
• Wenn auch die Temperatur des Verbrennungsluftstroms ermittelt wird, kann über diese Information aus dem Volumenstrom der Massenstrom bestimmt werden. Da die Gastemperatur weniger schwankt und als konstant angesetzt wird, kann somit über einen Massenstromzusammenhang eine noch bessere Lambda-Steuerung erfolgen als über die Volumenströme.
• Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Maßnahmen und Mittel können sowohl stromab des Gebläses als auch stromauf des Gebläses vorgesehen werden.
• Zeichnung
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand einer Versorgungs- und Regeleinrichtung für einen Vormischbrenner dargestellt.
• Beschreibung des Ausführungsbeispiels
• Die dargestellte Einrichtung hat ein Gebläse 10, dessen Drehzahl wärmebedarfsabhängig gesteuert ist. Das Gebläse 10 fördert in einen Verbrennungsluftkanal 12, in welchem eine Blende 14 als Strömungswiderstand eingebaut ist, deren wirksamer Querschnitt, wie nachstehend beschrieben, verstellbar ausgeführt ist. Stromab der Blende 14 mündet eine Gasleitung 16 in den Verbrennungsluftkanal 12 ein, die von einem elektrischen Gasregelventil 18 gesteuert ist. Stromauf der Blende 14 ist eine Einrichtung 20 zum Erfassen der Temperatur des Verbrennungsluftstroms vorgesehen, die bei Geräten mit Lambda-Regelung für die Umrechnung des Volumenstroms auf Massenstrom dienen kann.
• Zum Erfassen des Verbrennungsluftstroms und Steuern bzw. Regeln der Gaszufuhr ist eine insgesamt mit der Bezugszahl 22 bezeichnete Regeleinrichtung vorgesehen, deren Regelgröße x der über Sensoren 24 und 26 vor und hinter der Blende 14 und einem Differenzdruckbildner 28 ermittelte Druckabfall an der Blende 14 ist. Dieser Druckabfall wird erfindungsgemäß auf einem konstanten Sollwert w mit Hilfe eines Reglers 32 gehalten, der aus der an einem Vergleicher 30 ermittelten Regelabweichung ein Stellsignal y für ein Stellglied 34 bildet. Dieses greift beispielsweise auf mechanischem Weg auf ein verstellbares Blendenteil ein, dessen Stellung die Größe des wirksamen Blendenquerschnitts bestimmt. Bei einer Änderung des Verbrennungsluft-Volumenstroms dauert ein Eingriff des Stellgliedes 34 auf die Blende 14 so lange an, bis der Druckabfall über der Blende 14 den vorgeschriebenen Sollwert w wieder erreicht hat.
• Parallel zum Stellglied 34 steuert der Regler 32 ein Regelbauteil 36 am Gasregelventil 18 an, welches die Gaszufuhr nach Maßgabe des Stellsignals y bzw. der jeweils eingestellten Größe des wirksamen Blendquerschnitts im Sinne eines optimalen Brennstoff-Luftverhältnisses in einem weiten Modulationsbereich des Gasbrenners beeinflußt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners mit modulierend geregelter Brennerleistung, mit einem wärmebedarfsabhängig gesteuerten Gebläse für die Zuführung der Verbrennungsluft, einem Strömungswiderstand im Verbrennungsluftkanal, einer dahinter in den Verbrennungsluftkanal einmündenden Gasleitung und mit einer Einrichtung, durch welche der jeweilige Verbrennungsluftstrom ermittelt und dementsprechend die Gaszufuhr über ein Gasstellglied gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Verbrennungsluftstroms der Druckabfall über dem Strömungswiderstand (14) ermittelt wird, dass der Druckabfall durch Verstellen des wirksamen Querschnitts des Strömungswiderstandes (14) konstant auf einem Sollwert gehalten wird und dass die über das Gasstellglied gesteuerte Gaszufuhr nach Maßgabe des jeweiligen Querschnitts des Strömungswiderstandes (14) bzw. der Stellbewegung zum Verstellen des Querschnitts gesteuert bzw. geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Temperatur des Verbrennungsluftstroms ermittelt und über diese Information aus dem Volumenstrom der Massenstrom bestimmt wird.