Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3.

[0002] Einem Gasbrenner wird ein Gas-Verbrennungsluft-Gemisch zugeführt, um das Gas des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Gasbrenner zu verbrennen. Hierbei bildet sich im Gasbrenner eine Flamme aus, wobei es aus dem Stand der Technik bereits bekannt ist, das Vorhandensein einer Flamme im Gasbrenner anhand eines lonisationsstroms zu überprüfen, der von einem Ionisationssensor bereitgestellt wird. Hiermit kann gewährleistet werden, dass dann, wenn sich trotz Zuführen eines Gas-Verbrennungsluft-Gemischs zum Gasbrenner im Gasbrenner keine Flamme ausbildet, dass weitere Zuführen des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs zum Gasbrenner unterbunden werden kann.

[0003] Aus dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, auf Grundlage des von einem Ionisationssensor bereitgestellten bzw. gemessenen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des dem Gasbrenner, nämlich einer Brennkammer desselben, zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs einzustellen, insbesondere zu regeln.

[0004] So ist es aus der EP 1 002 997 A2 bekannt, auf Grundlage eines von einer lonisations-Elektrode gemessenen Ionisationssignals eine Luftzahlregelung eines mit einem Lüfter und einem Gasventil versehenen Gasbrenners auszuführen. Aus der WO 2009/089886 A2 ist es bekannt, mit Hilfe des Ionisationsstroms zu überwachen, ob eine stabile oder instabile Verbrennung im Gasbrenner vorliegt. In der DE 102 58 187 B4 wird vorgeschlagen, auf dem Ionisationsstroms auf einen Verschmutzungs- und/oder Verstopfungszustand eines Siphons zu schließen.

[0005] Die EP 1 293 727 A1 und die US 2004/009442 offenbaren weitere Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners.

[0006] Bislang bekannte Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners, die auf Grundlage eines von einem Ionisationssensor gemessenen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemisch einstellen, lassen außer Betracht, dass der Ionisationsstrom nicht nur von der Zusammensetzung und/oder Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs abhängig ist, sondern auch von brennbaren Verunreinigungen, die in dem der Brennkammer des Gasbrenners zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs sowie in der Brennkammer des Gasbrenners enthalten sind. Falls diese Verunreinigungen gering sind, kann der Effekt derselben auf den Ionisationsstrom vernachlässigt werden. Dann hingegen, wenn Verunreinigungen in großem Umfang vorliegen, ist der Einfluss derselben auf das Ionisationssignal so stark, dass sich Ungenauigkeiten in der Einstellung ergeben können. Dies von Nachteil und muss zuverlässig vermieden werden.

[0007] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners zu schaffen.

[0008] Dieses Problem wird nach einem ersten Aspekt durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Hiernach wird auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Kalibrierung in definierten Betriebspunkten des Gasbrenners diskontinuierlich derart eingestellt wird, dass abhängig vom Ionisationsstrom die Öffnungsstellung eines in eine Gasleitung integrierten Gasventils eingestellt und anschließend mit dieser Einstellung die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs über die Drehzahl eines Lüfters bzw. Gebläses unabhängig vom lonisationsstrom geregelt, wobei aus dem vom Ionisationssensor bereitgestellten lonisationsstrom ermittelt wird, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie eine Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben kleiner als ein erster Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Kalibrierung eingestellt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben größer als ein zweiter Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des lonisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs Sinne der Kalibrierung nicht eingestellt wird.

[0009] Dieses Problem wird nach einem zweiten Aspekt durch ein Verfahren nach Anspruch 3 gelöst. Hiernach wird auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Regelung während des Betriebs des Gasbrenners fortlaufend bzw. kontinuierlich oder quasikontinuierlich derart eingestellt wird, dass ein vom Ionisationsstrom abhängiger Istwert mit einem entsprechenden Sollwert verglichen und abhängig von einer hierbei ermittelten Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert die Öffnungsstellung eines in eine Gasleitung integrierten Gasventils und/oder die Drehzahl eines Lüfters bzw. Gebläses geregelt, wobei aus dem vom Ionisationssensor bereitgestellten Ionisationsstrom ermittelt wird, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie eine Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben kleiner als ein erster Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Regelung eingestellt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben größer als ein zweiter Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Regelung nicht eingestellt wird.

[0010] Mit beiden Aspekten der Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, das vom lonisationssensor bereitgestellte Messsignal, also den Ionisationsstrom, dahingehend auszuwerten, dass auf Grundlage des Ionisationsstroms festgestellt wird, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang bzw. in welcher Menge das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie die Brennkammer des Gasbrenners brennbare Verunreinigungen enthalten, welche die Qualität des vom Ionisationssensor bereitgestellten Messsignals beeinträchtigen.

[0011] Hierdurch wird der Messwert des Ionisationssensors nicht nur für eine neue Funktionalität beim Betreiben eines Gasbrenners genutzt, vielmehr kann auch die Qualität in der Einstellung der Zusammensetzung und/oder der Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs gesteigert werden.

[0012] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1:

ein Blockschaltbild eines Gasbrenners zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Gasbrenners;

Fig. 2:

ein erstes Diagramm zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Gasbrenners; und

Fig. 3:

ein zweites Diagramm zur weiteren Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Gasbrenners.

[0013] Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners. Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Gasbrenner 10, wobei einer Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 ein Gas-Verbrennungsluft-Gemisch zugeführt wird, um das Gas des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs in der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 zu verbrennen. Bei der Verbrennung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs in der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 bildet sich in der Brennkammer 11 gemäß Fig. 1 eine Flamme 12 aus, in die gemäß Fig. 1 ein Ionisationssensor 13 hineinragt.

[0014] Das der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 zuzuführende Gas-Verbrennungsluft-Gemisch wird der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 mithilfe eines Lüfters 14 zugeführt, der Verbrennungsluft aus einer Verbrennungsluftleitung 15 ansaugt. Die angesaugte Verbrennungsluft wird mit ebenfalls angesaugtem Gas gemischt, welches über eine Gasleitung 16 in Richtung auf die Verbrennungsluftleitung 15 gefördert wird, wobei in die Gasleitung 16 ein Gasventil 17 integriert ist.

[0015] Über das Gasventil 17 kann die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt werden. Über den Lüfter 14 kann die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt werden.

[0016] Neben dem Gasventil 17 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel in die Gasleitung 16 weitere Gasventile 18 und 19 integriert, die einer Sicherheitsfunktion dienen.

[0017] Das vom Ionisationssensor 13 bereitgestellte Messsignal, nämlich der vom Ionisationssensor 13 gemessene Ionisationsstrom, wird einer Steuerungseinrichtung 20 zugeführt, wobei die Steuerungseinrichtung 20 auf Grundlage des vom Ionisationssensor 13 bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs einstellt. Zur Einstellung der Zusammensetzung des dem Gasbrenner bzw. der Brennkammer 11 desselben zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs übermittelt die Steuerungseinrichtung 20 einem Aktuator 21 des Gasventils 17 ein Stellsignal. Zur Einstellung der Menge des dem Gasbrenner, nämlich der Brennkammer 11 desselben, zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs übermittelt die Steuerungseinrichtung 20 an einen Aktuator 22 des Lüfters 14 ein entsprechendes Stellsignal.

[0018] Erfindungsgemäß wird aus dem vom Ionisationssensor 13 bereitgestellten lonisationsstrom, vorzugsweise von der Steuerungseinrichtung 20, ermittelt, ob und/oder in welchem Umfang bzw. in welcher Menge das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie die Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 Verunreinigungen, nämlich brennbare Verunreinigungen, aufweist bzw. enthält. Dann, wenn festgestellt wird, dass diese Verunreinigungen bzw. der Umfang bzw. die Menge der Verunreinigungen kleiner als ein erster Grenzwert sind bzw. ist, wird auf Basis des mithilfe des Ionisationssensors 13 bereitgestellten Ionisationsstroms von der Steuerungseinrichtung 20 die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt, indem die Steuerungseinrichtung 20 abhängig vom aktuell bereitgestellten Ionisationsstrom ein Stellsignal für den Aktuator 21 des Gasventils 17 und/oder ein Stellsignal für den Aktuator 22 des Lüfters 14 erzeugt. Wird hingegen festgestellt, dass diese Verunreinigungen bzw. der Umfang bzw. die Menge der Verunreinigungen größer als ein zweiter Grenzwert sind bzw. ist, so wird auf Basis des mithilfe des Ionisationssensors 13 bereitgestellten lonisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs nicht eingestellt, vielmehr hält die Steuerungseinrichtung 20 die Zusammensetzung und/oder Menge des der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs unverändert bzw. konstant, nämlich so lange, bis festgestellt wird, dass die Verunreinigungen bzw. der Umfang der Verunreinigungen im dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs sowie in der Brennkammer 11 kleiner als der erste Grenzwert sind bzw. ist.

[0019] Der zweite Grenzwert kann dabei größer als der erste Grenzwert sein, um einen Hystereseeffekt auszubilden. Im Unterschied hierzu ist es jedoch auch möglich, dass der erste Grenzwert dem zweiten Grenzwert entspricht. Der oder die Grenzwerte können über den Modulationsbereich des Gasbrenners 10 fest oder variabel sein.

[0020] Nach einem Aspekt der Erfindung wird auf Basis des vom Ionisationssensor 13 gemessenen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des dem Gasbrenner 10 zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Regelung während des Betriebs des Gasbrenners 10 fortlaufend bzw. kontinuierlich oder quasikontinuierlich derart eingestellt, dass ein vom Ionisationsstrom abhängiger Istwert mit einem entsprechenden Sollwert verglichen und abhängig von einer hierbei ermittelten Abweichung die Öffnungsstellung des in eine Gasleitung 16 integrierten Gasventils 17 und/oder die Drehzahl eines Lüfters 14 geregelt wird.

[0021] Diese Einstellung im Sinne einer Regelung wird vorzugsweise über den gesamten Modulationsbereich zwischen Volllast und minimaler Teillast des Gasbrenners 10 durchgeführt.

[0022] Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auf Basis des vom Ionisationssensor 13 gemessenen Ionisationsstroms die Zusammensetzung des dem Gasbrenner 10 zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Kalibrierung in definierten Betriebspunkten des Gasbrenners diskontinuierlich derart eingestellt wird, dass abhängig vom Ionisationsstrom die Öffnungsstellung des in die Gasleitung 16 integrierten Gasventils 17 eingestellt und anschließend mit dieser Einstellung die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs über die Drehzahl eines Lüfters bzw. Gebläses 14 unabhängig vom Ionisationsstrom geregelt wird. Auf dieser Art und Weise wird dann eine kalibrierte Gas-Luft-Verbundregelung etabliert mit bei der Regelung fester Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs, wobei die Zusammensetzung dann im Sinne der Erfindung kalibrierbar ist.

[0023] Diese Einstellung im Sinne einer Kalibrierung wird ausschließlich in einem Modulationsbereich in der Nähe der Volllast des Gasbrenners 10 durchgeführt, insbesondere in einem Modulationsbereich zwischen 70% und 100% der Volllast des Gasbrenners 10, und zwar in definierten Betriebspunkten.

[0024] Der Erfindung liegt demnach die Erkenntnis zugrunde, dass in dem Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie in der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 brennbare Verunreinigungen enthalten sein können, welche die Qualität eines vom lonisationssensor 13 dem Regler 20 bereitgestellten Ionisationsstroms negativ beeinflussen.

[0025] In Fig. 2 sind zwei Kurven 23 und 24 gezeigt, für die jeweils über der Zeit t der lonisationsstrom I aufgetragen ist. Die Kurve 23 entspricht dabei einem lonisationsstrom I, der sich dann ausbildet, wenn im Gas-Verbrennungsluft-Gemisch und/oder in der Brennkammer 11 Verunreinigungen in relativ großem Umfang enthalten sind. Ein lonisationsstrom I gemäß der Kurve 24 bildet sich dann aus, wenn im Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie in der Brennkammer 11 so gut wie keine bzw. relativ geringe Verunreinigungen enthalten sind. Fig. 2 zeigt, dass brennbare Verunreinigungen im Gas-Verbrennungsluft-Gemisch bzw. in der Brennkammer 11 des Gasbrenners deutliche Schwankungen im Messsignal bzw. Ionisationsstrom I verursachen.

[0026] In Fig. 3 ist über dem Umfang der brennbaren Verunreinigungen V im Gas-Verbrennungsluft-Gemisch bzw. in der Brennkammer 11 des Gasbrenners 10 ein lonisationsstrom I in Form von drei Kurven 25, 26 und 27 aufgetragen, wobei die Kurve 25 einem durchschnittlichen Ionisationsstrom abhängig vom Umfang der brennbaren Verunreinigungen V entspricht, und wobei die Kurvenverläufe 26 bzw. 27 diesem Mittelwert zuzüglich bzw. abzüglich einer Standardabweichung des Ionisationsstroms entsprechen. Fig. 3 kann entnommen werden, dass sich mit zunehmendem Umfang der brennbaren Verunreinigungen V der Mittelwert 25 des Ionisationsstroms zwar nur geringfügig ändert, dass jedoch die Standardabweichungen des Ionisationsstroms abhängig von dem Umfang der brennbaren Verunreinigungen V für eine deutliche Änderung in den Kurvenverläufen 26 und 27 sorgen.

[0027] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für die Ermittlung, ob und/oder in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch bzw. die Brennkammer 11 desselben brennbare Verunreinigungen aufweist, in definierten Zeitabständen einen Messwert des Ionisationsstroms erfasst und gespeichert, wobei für eine definierte Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen die Standardabweichung des Ionisationsstroms ermittelt wird.

[0028] Diese Standardabweichung des Ionisationsstroms wird dann mit einem entsprechenden ersten Grenzwert und einem entsprechenden zweiten Grenzwert derart verglichen, dass dann, wenn die Standardabweichung des Ionisationsstroms kleiner als der erste Grenzwert ist, auf Basis des Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt wird.

[0029] Dann hingegen, wenn die Standardabweichung des Ionisationsstroms größer als ein entsprechender zweiter Grenzwert ist, wird auf Basis des Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs nicht eingestellt, sondern unverändert bleibt. Dabei kann, wie bereits ausgeführt, der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert sein oder dem ersten Grenzwert entsprechen.

[0030] Im Unterschied zur oben beschriebenen Ermittlung des Umfangs der brennbaren Verunreinigungen auf Basis der Standardabweichung des Ionisationsstroms ist es alternativ auch möglich, in definierten Zeitabständen einen Messwert des Ionisationsstroms zu erfassen und zu speichern, wobei dann überprüft wird, wie viele dieser Messwerte aus einer definierten Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen größer als ein oberer Grenzwert für den Ionisationsstrom oder kleiner als ein unterer Grenzwert für denselben sind. Dann, wenn diese Teilmenge aus der Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen kleiner als ein entsprechender erster Grenzwert ist, wird auf Basis des Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt. Dann hingegen, wenn die Teilmenge aus der Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen größer als ein entsprechender zweiter Grenzwert ist, wird auf Basis des Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs nicht eingestellt, sondern wieder unverändert gehalten. Dabei kann der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert sein oder dem ersten Grenzwert entsprechen.

Bezugszeichenliste

[0031] 

10

Gasbrenner

11

Brennkammer

12

Flamme

13

Ionisationssensor

14

Lüfter

15

Verbrennungsluftleitung

16

Gasleitung

17

Gasventil

18

Gasventil

19

Gasventil

20

Steuerungseinrichtung

21

Aktuator

22

Aktuator

23

Kurve

24

Kurve

25

Kurve

26

Kurve

27

Kurve

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners, wobei dem Gasbrenner ein Gas-Verbrennungsluft-Gemisch zur Verbrennung im Gasbrenner zugeführt wird, wobei mit Hilfe eines einen Ionisationsstrom als Messgröße bereitstellenden Ionisationssensors eine sich bei der Verbrennung im Gasbrenner ausbildende Flamme des Gasbrenners überwacht wird, und wobei auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten lonisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Kalibrierung in definierten Betriebspunkten des Gasbrenners diskontinuierlich derart eingestellt wird, dass abhängig vom Ionisationsstrom die Öffnungsstellung eines in eine Gasleitung integrierten Gasventils eingestellt und anschließend mit dieser Einstellung die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs über die Drehzahl eines Lüfters bzw. Gebläses unabhängig vom Ionisationsstrom geregelt wird, wobei aus dem vom Ionisationssensor bereitgestellten Ionisationsstrom ermittelt wird, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch und eine Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben kleiner als ein erster Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Kalibrierung eingestellt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben größer als ein zweiter Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten lonisationsstroms die Zusammensetzung des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Kalibrierung nicht eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung im Sinne der Kalibrierung ausschließlich in einem Modulationsbereich in der Nähe der Volllast des Gasbrenners durchgeführt wird.

3. Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners, wobei dem Gasbrenner ein Gas-Verbrennungsluft-Gemisch zur Verbrennung im Gasbrenner zugeführt wird, wobei mit Hilfe eines einen Ionisationsstrom als Messgröße bereitstellenden Ionisationssensors eine sich bei der Verbrennung im Gasbrenner ausbildende Flamme des Gasbrenners überwacht wird, und wobei auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten lonisationsstroms die Zusammensetzung und/oder die Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne einer Regelung während des Betriebs des Gasbrenners fortlaufend bzw. kontinuierlich oder quasikontinuierlich derart eingestellt wird, dass ein vom Ionisationsstrom abhängiger Istwert mit einem entsprechenden Sollwert verglichen und abhängig von einer hierbei ermittelten Abweichung zwischen dem Sollwert und dem Istwert die Öffnungsstellung eines in eine Gasleitung integrierten Gasventils und/oder die Drehzahl eines Lüfters bzw. Gebläses geregelt wird, wobei aus dem vom Ionisationssensor bereitgestellten lonisationsstrom ermittelt wird, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch und eine Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben kleiner als ein erster Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des Ionisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Regelung eingestellt wird, und wobei dann, wenn festgestellt wird, das diese Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben größer als ein zweiter Grenzwert sind, auf Basis des mit Hilfe des lonisationssensors bereitgestellten Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des Gas-Verbrennungsluft-Gemischs im Sinne der Regelung nicht eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung im Sinne der Regelung über den gesamten Modulationsbereich des Gasbrenners durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn festgestellt wird, das die in dem Gasbrenner zugeführten Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie in der Brennkammer des Gasbrenners enthaltenen Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben größer als ein zweiter Grenzwert sind, die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs unverändert gehalten wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs solange unverändert gehalten wird, bis festgestellt wird, das die in dem Gasbrenner zugeführten Gas-Verbrennungsluft-Gemisch sowie in der Brennkammer des Gasbrenners enthaltenen Verunreinigungen bzw. der Umfang derselben kleiner als der erste Grenzwert sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Grenzwert größer als der erste Grenzwert ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Grenzwert dem ersten Grenzwert entspricht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch und die Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, in definierten Zeitabständen ein Messwert des Ionisationsstroms erfasst und gespeichert wird, wobei über eine definierte Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen die Standartabweichung des Ionisationsstroms ermittelt wird, wobei die Standartabweichung des lonisationsstroms mit dem ersten Grenzwert und dem zweiten Grenzwert derart verglichen wird, dass dann, wenn die Standartabweichung des Ionisationsstroms kleiner als der erste Grenzwert ist, auf Basis des aktuellen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs geregelt wird, und dass dann, wenn die Standartabweichung des Ionisationsstroms größer als der zweite Grenzwert ist, auf Basis des aktuellen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs nicht geregelt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung, ob und gegebenenfalls in welchem Umfang das dem Gasbrenner zugeführte Gas-Verbrennungsluft-Gemisch und die Brennkammer des Gasbrenners Verunreinigungen enthält, in definierten Zeitabständen ein Messwert des Ionisationsstroms erfasst und gespeichert wird, wobei überprüft wird, wie viele Messwerte aus einer definierten Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen größer als ein oberer Grenzwert oder kleiner als ein unterer Grenzwert sind, wobei diese Teilmenge aus der Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen mit dem ersten Grenzwert und dem zweiten Grenzwert derart verglichen wird, dass dann, wenn die Teilmenge aus der Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen kleiner als der erste Grenzwert ist, auf Basis des aktuellen Ionisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs geregelt wird, und dass dann, wenn die Teilmenge aus der Anzahl von aufeinanderfolgenden Messungen größer als der zweite Grenzwert ist, auf Basis des aktuellen lonisationsstroms die Zusammensetzung und/oder Menge des dem Gasbrenner zuzuführenden Gas-Verbrennungsluft-Gemischs nicht geregelt wird.

Claims

1. Method for operating a gas burner, wherein a gas/combustion-air mixture is fed to the gas burner for burning in the gas burner, wherein a flame of the gas burner forming during the combustion in the gas burner is monitored with the aid of an ionization sensor providing an ionization current as a measured variable, and wherein the composition and/or the amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor, characterized in that, on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor, the composition of the gas/combustion-air mixture is set in the sense of a calibration discontinuously at defined operating points of the gas burner in such a way that, depending on the ionization current, the opening position of a gas valve integrated in a gas line is set and this setting is subsequently used to control the amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner independently of the ionization current by way of the rotational speed of a fan or blower, wherein it is determined from the ionization current provided by the ionization sensor whether and if so to what extent the gas/combustion-air mixture fed to the gas burner and a combustion chamber of the gas burner contain contaminants, wherein, whenever it is found that these contaminants or the extent of the same is less than a first limit value, the composition of the gas/combustion-air mixture is set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor in the sense of the calibration and wherein, whenever it is found that these contaminants or the extent of the same is greater than a second limit value, the composition of the gas/combustion-air mixture is not set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor in the sense of the calibration.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the setting in the sense of the calibration is carried out exclusively in a modulation range in the proximity of the full load of the gas burner.

3. Method for operating a gas burner, wherein a gas/combustion-air mixture is fed to the gas burner for burning in the gas burner, wherein a flame of the gas burner forming during the combustion in the gas burner is monitored with the aid of an ionization sensor providing an ionization current as a measured variable, and wherein the composition and/or the amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor, characterized in that, on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor, the composition and/or the amount of the gas/combustion-air mixture is set in the sense of a closed-loop control continually or continuously or quasi-continuously during the operation of the gas burner in such a way that, an actual value dependent on the ionization current is compared with a corresponding setpoint value and, depending on a deviation thereby determined between the setpoint value and the actual value, the opening position of a gas valve integrated in a gas line and/or the rotational speed of a fan or blower is controlled, wherein it is determined from the ionization current provided by the ionization sensor whether and if so to what extent the gas/combustion-air mixture fed to the gas burner and a combustion chamber of the gas burner contain contaminants, wherein, whenever it is found that these contaminants or the extent of the same is less than a first limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture is set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor in the sense of the closed-loop control and wherein, whenever it is found that these contaminants or the extent of the same is greater than a second limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture is not set on the basis of the ionization current provided with the aid of the ionization sensor in the sense of the closed-loop control.

4. Method according to Claim 3, characterized in that the setting in the sense of the closed-loop control is carried out over the entire modulation range of the gas burner.

5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, whenever it is found that the gas/combustion-air mixture fed in in the gas burner and contaminants contained in the combustion chamber of the gas burner or the extent of the same are greater than a second limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is kept unchanged.

6. Method according to Claim 5, characterized in that the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is kept unchanged until it is found that the gas/combustion-air mixture fed in in the gas burner and contaminants contained in the combustion chamber of the gas burner or the extent of the same are less than the first limit value.

7. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the second limit value is greater than the first limit value.

8. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the second limit value corresponds to the first limit value.

9. Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, for determining whether and if so to what extent the gas/combustion-air mixture fed to the gas burner and the combustion chamber of the gas burner contain contaminants, a measured value of the ionization current is recorded and stored at defined time intervals, wherein the standard deviation of the ionization current is determined by way of a defined number of successive measurements, wherein the standard deviation of the ionization current is compared with the first limit value and the second limit value in such a way that, whenever the standard deviation of the ionization current is less than the first limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is controlled on the basis of the ionization current at the particular time and that, whenever the standard deviation of the ionization current is greater than the second limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is not controlled on the basis of the ionization current at the particular time.

10. Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that, for determining whether and if so to what extent the gas/combustion-air mixture fed to the gas burner and the combustion chamber of the gas burner contain contaminants, a measured value of the ionization current is recorded and stored at defined time intervals, wherein it is checked how many measured values from a defined number of successive measurements are greater than an upper limit value or less than a lower limit value, wherein this subset from the number of successive measurements is compared with the first limit value and the second limit value in such a way that, whenever the subset from the number of successive measurements is less than the first limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is controlled on the basis of the ionization current at the particular time and, whenever the subset from the number of successive measurements is greater than the second limit value, the composition and/or amount of the gas/combustion-air mixture to be fed to the gas burner is not controlled on the basis of the ionization current at the particular time.

Revendications

1. Procédé de conduite d'un brûleur à gaz, dans lequel un mélange du gaz et d'air de combustion est apporté au brûleur à gaz pour être brûlé dans le brûleur à gaz,
la flamme du brûleur à gaz qui s'établit lors de la combustion dans le brûleur à gaz étant surveillée à l'aide d'un capteur d'ionisation qui délivre comme grandeur de mesure un courant d'ionisation,
la composition et/ou le débit de mélange de gaz et d'air de combustion à amener au brûleur à gaz étant établis sur la base du courant d'ionisation délivré par le capteur d'ionisation,
caractérisé en ce que
la composition du mélange de gaz et d'air de combustion est ajustée de manière discontinue dans le sens d'un étalonnage en des points de fonctionnement définis sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation en ajustant la position d'ouverture d'une soupape à gaz intégrée dans un conduit de gaz en fonction du courant d'ionisation et en ajustant ensuite indépendamment du courant d'ionisation le débit de mélange de gaz et d'air de combustion à apporter au brûleur à gaz par l'intermédiaire de la vitesse de rotation d'un ventilateur ou d'une soufflante,
en ce qu'à partir du courant d'ionisation délivré par le capteur d'ionisation, on détermine si et éventuellement dans quelle mesure le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz et la chambre de combustion du brûleur à gaz contiennent des impuretés,
en ce que si l'on constate que ces impuretés ou le niveau de ces dernières sont inférieurs à une valeur limite, la composition du mélange de gaz et d'air de combustion est ajustée dans le sens d'un étalonnage sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation et
en ce que si l'on constate que ces impuretés ou le niveau de ces dernières sont supérieurs à une deuxième valeur limite, la composition du mélange de gaz et d'air de combustion n'est pas ajustée dans le sens d'un étalonnage sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage dans le sens d'un étalonnage est réalisé exclusivement dans une plage de modulation située à proximité de la pleine charge du brûleur à gaz.

3. Procédé de conduite d'un brûleur à gaz, dans lequel un mélange du gaz et d'air de combustion est apporté au brûleur à gaz pour être brûlé dans le brûleur à gaz,
la flamme du brûleur à gaz qui s'établit lors de la combustion dans le brûleur à gaz étant surveillée à l'aide d'un capteur d'ionisation qui délivre comme grandeur de mesure un courant d'ionisation,
la composition et/ou le débit de mélange de gaz et d'air de combustion à amener au brûleur à gaz étant établis sur la base du courant d'ionisation délivré par le capteur d'ionisation,
caractérisé en ce que
sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation, la composition et/ou le débit de mélange de gaz et d'air de combustion sont ajustés de manière permanente, continue ou quasi continue dans le sens d'une régulation pendant le fonctionnement du brûleur à gaz en comparant une valeur effective dépendant du courant d'ionisation à une valeur de consigne correspondante et en régulant en fonction d'un écart ainsi déterminé entre la valeur de consigne et la valeur effective la position d'ouverture d'une soupape à gaz intégrée dans un conduit de gaz et/ou la vitesse de rotation d'un ventilateur ou d'une soufflante,
en ce qu'à partir du courant d'ionisation délivré par le capteur d'ionisation, on détermine si et éventuellement dans quelle mesure le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz et la chambre de combustion du brûleur à gaz contiennent des impuretés,
en ce que si l'on constate que ces impuretés ou le niveau de ces dernières sont inférieurs à une valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion sont ajustés dans le sens d'une régulation sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation et
en ce que si l'on constate que ces impuretés ou le niveau de ces dernières sont supérieurs à une deuxième valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion ne sont pas ajustés dans le sens d'une régulation sur la base du courant d'ionisation délivré à l'aide du capteur d'ionisation.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réglage au sens de la régulation est réalisé sur toute la plage de modulation du brûleur à gaz.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que si l'on constate que les impuretés et/ou le niveau de ces dernières que contiennent le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur ou la chambre de combustion du brûleur à gaz sont supérieures à une deuxième valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz sont maintenus inchangés.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion à apporter au brûleur à gaz restent inchangés jusqu'à ce que l'on constate que les impuretés ou le niveau de ces dernières que contiennent le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz ou la chambre de combustion du brûleur à gaz sont inférieurs à la première valeur limite.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que la deuxième valeur limite est supérieure à la première valeur limite.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que la deuxième valeur limite correspond à la première valeur limite.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que pour déterminer si et éventuellement dans quelle mesure le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz et la chambre de combustion du brûleur à gaz contiennent des impuretés, à des intervalles de temps définis, une valeur de mesure du courant d'ionisation est saisie et conservée en mémoire, en ce qu'on détermine l'écart type du courant d'ionisation sur un nombre défini de mesures successives, en ce que l'écart type du courant d'ionisation est comparé à la première valeur limite et à la deuxième valeur limite, en ce que si l'écart type du courant d'ionisation est inférieur à la première valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz sont ajustés sur la base du courant d'ionisation en cours et en ce que si l'écart type du courant d'ionisation est supérieur à la deuxième valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz ne sont pas ajustés sur la base du courant d'ionisation en cours.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que pour déterminer si et éventuellement dans quelle mesure le mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz et la chambre de combustion du brûleur à gaz contiennent des impuretés, une valeur de mesure du courant d'ionisation est saisie et conservée en mémoire à des intervalles de temps définis, en ce qu'on vérifie combien de valeurs de mesure parmi un nombre défini de mesures successives sont supérieures à une valeur limite supérieure ou sont inférieures à une valeur limite inférieure, en ce que cette partie du nombre de mesures successives est comparée à la première valeur limite et à la deuxième valeur limite, en ce que si la partie du nombre de mesures successives est inférieure à la première valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur à gaz sont régulés sur la base du courant d'ionisation en cours et en ce que si la partie du nombre de mesures successives est supérieure à la deuxième valeur limite, la composition et/ou le débit du mélange de gaz et d'air de combustion apporté au brûleur ne sont pas régulés sur la base du courant d'ionisation en cours.

Zeichnung