Verfahren zum Betrieb einer Gastherme

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der lonisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird.

[0002] Gasthermen mit geschlossenem System neigen zu systembedingten, selbsterregten Schwingungen, d.h. zum sogenannten Dröhnen. Dieses Dröhnen tritt unter verschiedenen Bedingungen auf, wobei auch die Geometrie des Systems eine Rolle spielt. Dabei sind die Dröhngeräusche oft sehr laut und so stabil, dass sie über längere Zeit als Dauergeräusch auftreten können und den Benutzer veranlassen, die Gastherme abzuschalten.

[0003] Bei Gasthermen ist es bekannt, den lonisationsstrom in der Flamme des Brenners zu erfassen, um die Flamme und die Güte der Verbrennung zu überwachen und gegenbenfalls die Luftzahl, d.h. das Gas-Luft-Verhältnis, in dem dem Brenner zugeführten Gas-Luft-Gemisch zu verändern.

[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem das Dröhnen der Gastherme erkannt und Maßnahmen zur Beendigung des Dröhnens eingeleitet werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Absinken des lonisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des lonisationsstromes, als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder der Luftzahl vorgenommen wird.

[0006] Das Verfahren nach der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei Auftreten selbsterregter Schwingungen im System der Gastherme der lonisationsstrom stark abnimmt und zwar weit mehr als die betriebsbedingten Schwankungen derselben. Es ist daher leicht möglich, am lonisationsstrom das Auftreten von Dröhngeräuschen zu erkennen und daraufhin Gegenmaßnahmen zur Beseitigung derselben einzuleiten. Durch entsprechende Auslegung der Steuerungselektronik der Gastherme lässt sich der lonisationsstrom in der vorgegebenen Art leicht auswerten und die erforderlichen Gegenmaßnahmen in einem oder mehreren Schritten einleiten.

[0007] Eine geeignete Gegenmaßnahme zur Beseitigung der Dröhngeräusche liegt nach einer Ausgestaltung darin, dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird. Durch diese Belastungsänderung wird das System so verändert, dass es eine andere Resonanzfrequenz aufweist und die Selbsterregungsbedingungen entzogen werden. Das Dröhngeräusch wird daher abgeschaltet.

[0008] Dieselbe Wirkung lässt sich auch dadurch erreichen, dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurzzeitiges Abschalten und Wiedereinschalten der Gastherme vorgenommen wird. Mit der Abschaltung der Belastung wird das System so verstimmt, dass die Selbsterregungsbedingungen für das System entfallen und das Dröhnen damit abgeschaltet wird. Bei der Wiederinbetriebnahme der Gastherme muss sich erst zeigen, ob die neuen Bedingungen wieder für eine Selbsterregung ausreichen. Ist dies der Fall, dann kann mit einer neuen Gegenmaßnahme ein neuer Versuch zur Abschaltung der Dröhngeräusche unternommen werden.

[0009] Anstelle der Belastungsänderungen kann als Gegenmaßnahme auch die Luftzahl, d.h. das Gas-Luft-Verhältnis im Gas-Luft-Gemisch für den Brenner verändert werden. Dabei gibt es mehrere Möglichkeiten, so kann z.B. das Verhältnis in Stufen verändert werden, wobei die Stufen mit kleinen Veränderungen anfangen und stetig zunehmen. Die einzelnen Stufen können je nach Erfordernis als Gegenmaßnahmen auch nacheinander bis zur Beseitigung der Dröhngeräusche verändert und angewendet werden.

[0010] Zu beachten ist bei der Festlegung der Ansprechschwelle für die lonisatsstrom-Auswertung, dass während des Betriebes der lonisationsstrom selbst schon kurze, kleine Schwankungen aufweisen kann. Hat die lonisationsstrom-Auswertung eine Ansprech-Zeitverzögerung, dann lassen sich diese Betriebsschwankungen des lonisationsstromes leicht eliminieren, so dass sie keinen Einfluss auf das Erkennen des Dröhnens haben.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Gastherme, die mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeist wird, das in einem in einer Brennkammer angeordneten Brenner gezündet und verbrannt wird, der lonisationsstrom in der Flamme erfasst, das Verbrennungsgas einen Wärmetauscher passiert und als Abgas einem Abgassystem zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Absinken des lonisationsstromes während des Betriebes um einen vorgegebenen Betrag, der größer als die betriebsbedingten Schwankungen des lonisationsstromes als Kennzeichen für das Einsetzen von systembedingten, selbsterregten Schwingungen (Dröhnen) gewertet wird und
dass daraufhin als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung und/oder der Luftzahl vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine als Gegenmaßnahme kurzzeitige Erhöhung oder Reduzierung der Belastung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Gegenmaßnahme eine Veränderung der Belastung durch kurzzeitiges Abschalten und Wiedereinschalten der Gastherme vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Gegenmaßnahme die Veränderung der Luftzahl durch Veränderung des Mischungsverhältnisses von Gas und Luft im Gas-Luft-Gemisch vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die kurzzeitigen, betriebsbedingten kleinen Schwankungen des lonisationsstromes gegenüber dem starken Absinken des lonisationsstromes beim Auftreten der selbsterregten Schwingungen durch verzögertes Ansprechen einer lonisationsstrom-Auswerteschaltung unterdrückt werden.