[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktualisieren einer Kennlinie in einem Heizsystem.
Die Erfindung betrifft auch eine Steuereinheit, die zum Ausführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgebildet ist sowie ein Heizsystem mit der erfindungsgemäßen Steuereinheit.
Stand der Technik
[0002] Die
DE102011111453A1 zeigt und beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Zuordnungsfunktion zur Einstellung
einer Luftzahl in einem Heizgerät aktualisiert wird. Die Zuordnungsfunktion ist im
Stand der Technik eine Wertetabelle, welche einer Verbrennungsluftmenge ein Ansteuerungssignal
zur Verstellung eines Brennstoffdosierers zuordnet. Die Zuordnungsfunktion wird in
Regelungsphasen aktualisiert, indem alle Wertepaare der Zuordnungsfunktion mit einen
Faktor verschoben bzw. skaliert werden, falls ein erfasstes, aktuelles Wertepaar von
einem Wertepaar aus der Zuordnungsfunktion zu stark abweicht. Das Verfahren hat den
Nachteil, dass die auf diese Weise korrigierte Zuordnungsfunktion weiterhin die gleichen
Funktionsmerkmale bzw. Funktionseigenschaften der falschen Zuordnungsfunktion aufweist.
Der Verlauf der korrigierten Zuordnungsfunktion entspricht dem Verlauf der falschen
Zuordnungsfunktion, die korrigierte Zuordnungsfunktion ist nur um den Faktor verschoben
bzw. skaliert. Ändert sich die eigentlich benötigte Zuordnungsfunktion stark von der
Charakteristik ihres Verlaufs, beispielsweise durch eine Änderung einer Steigung bzw.
Krümmung, sodass die benötigte Zuordnungsfunktion nicht durch ein Verschieben um bzw.
Skalieren mit einem Faktor ermittelbar ist, beispielsweise durch eine plötzliche Änderung
der äußeren Bedingungen, ist es mit dem Verfahren nicht möglich, die Zuordnungsfunktion
wie notwendig zu aktualisieren. Das Heizgerät kann dann nicht mehr im gewünschten
Umfang optimal betrieben werden.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile
[0003] Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Aktualisieren einer Kennlinie in einem Heizsystem.
Dadurch, dass wenigstens zwei Aktualisierungspunkte entlang der Kennlinie erfasst
werden und die Kennlinie in Abhängigkeit von den wenigstens zwei Aktualisierungspunkten
neu bestimmt wird ergibt sich der Vorteil, dass der Verlauf der Kennlinie vollständig
neu angepasst werden kann. Auf diese Weise lässt sich die Kennlinie insbesondere auch
an starke Änderungen von inneren und/oder äußeren Bedingungen anpassen. Das Heizsystem
kann zuverlässig und weitgehend optimal im vorgesehenen Umfang betrieben werden.
[0004] Unter "Heizsystem" ist mindestens ein Gerät zur Erzeugung von Wärmeenergie zu verstehen,
insbesondere ein Heizgerät bzw. Heizbrenner, insbesondere zur Verwendung in einer
Gebäudeheizung und/oder zur Warmwassererzeugung, bevorzugt durch das Verbrennen von
einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff. Ein Heizsystem kann auch aus mehreren
solchen Geräten zur Erzeugung von Wärmeenergie sowie weiteren, den Heizbetrieb unterstützenden
Vorrichtungen, wie etwa Warmwasser- und Brennstoffspeichern, bestehen.
[0005] Unter einer "Kennlinie" soll ein Datenfeld verstanden werden, welches dazu geeignet
ist, das Heizsystem zu steuern und/oder zu regeln und/oder zu kalibrieren. Die Kennlinie
kann durch wenigstens zwei sie charakterisierende Werte beschrieben und/oder definiert
werden. Eine Kennlinie kann beispielsweise in der Form einer Tabelle und/oder einer
Funktionsvorschrift bzw. eines Algorithmus vorliegen. Vorteilhaft ordnet die Kennlinie
wenigstens einem Betriebsparameter des Heizsystems mindestens einen weiteren Betriebsparameter
zu. Insbesondere kann die Kennlinie vorliegenden Betriebsparametern und/oder Betriebsbedingungen
einen Sollwert für einen Betriebsparameter zuordnen. Dabei sind unter "Betriebsparameter"
Parameter zu verstehen, die von einer Steuereinheit des Heizsystems zum Steuern und/oder
Überwachen und/oder Regeln und/oder Kalibrieren von im Heizsystem ablaufenden Prozessen
verwendet werden. Beispiele für "Betriebsparameter" sind die Gebläsedrehzahl, ein
lonisationsstrom an einer Flamme des Heizsystems oder eine gewünschte Öffnungsweite
eines Brennstoffregelventils. Beispiele für "Kennlinien" sind eine Gebläsedrehzahlkennlinie,
welche beispielsweise einer angeforderten Leistung eine dafür nötige Gebläsedrehzahl
zuordnet, oder eine Flammenionisationskennlinie, welche beispielsweise einer Gebläsedrehzahl
einen Soll-Ionisationsstrom zuordnet. Eine Kennlinie kann auch ein Teil eines Kennfeldes
sein. Beispielsweise kann die Wahl einer Kennlinie von einem Betriebsparameter, beispielsweise
einer Brennerleistung, abhängen. In der Steuereinheit sind dann mehrere Kennlinien
hinterlegt, welche jeweils abhängig vom Wert des vorliegenden Betriebsparameters ausgewählt
werden. Die Menge von jeweils einem anderen Wert des Betriebsparameters zugeordneten
Kennlinien bildet das Kennfeld.
[0006] Unter "Regeln des Heizsystems" soll ein Einstellen von Betriebsparametern verstanden
werden, welches weitgehend während eines normalen, vorgesehenen Betriebs möglich ist
und den normalen, vorgesehenen Betrieb weitgehend nicht stört. Unter Regeln des Heizsystems
kann auch ein zumindest teilweises Einstellen einer Kennlinie verstanden werden. Insbesondere
können beim Regeln Messwerte erfasst bzw. Betriebsparameter gemessen werden und beim
Einstellen der Betriebsparameter bzw. der Kennlinie berücksichtigt werden. Beispielsweise
kann unter Regeln des Heizsystems ein in der Steuereinheit ablaufender Regelprozess
verstanden werden, welcher in Abhängigkeit von der erfassten Verbrennungskenngröße
die Öffnungsweite des Brennstoffventils anpasst.
[0007] Unter "Kalibrieren des Heizsystems" soll insbesondere eine zumindest teilweise neue
Einstellung, bevorzugt eine weitgehend vollständig neue Einstellung, einer Kennlinie
verstanden werden. Dazu kann das Heizgerät in einem speziellen "Kalibriermodus" betrieben
werden, welcher den normalen, vorgesehenen Betrieb zumindest teilweise einschränkt
oder unterbricht. Beispielsweise kann zur Prüfung einer Kennlinie ein Leistungsspektrum
des Heizgeräts durchgefahren werden.
[0008] Unter "Steuern des Heizsystems" soll ein Betriebsmodus eines Heizsystems verstanden
werden, bei dem die Komponenten des Heizsystems von der Steuereinheit weitgehend in
Abhängigkeit von Betriebsparametern und/oder Kennlinien angesteuert werden. Insbesondere
sollen beim Steuern weitgehend keine Messwerte erfasst werden. Insbesondere soll das
Steuern nicht von Messwerten bzw. erfassten Betriebsparametern abhängen.
[0009] Unter "Aktualisierungspunkt" soll ein Tupel bzw. eine Menge von Werten von Betriebsparametern
verstanden werden, bei welchem wenigstens ein Betriebsparameter ermittelt bzw. gemessen
wird, insbesondere durch Regeln des Heizsystems, insbesondere durch einen Regelprozess.
Unter "Erfassen von einem Aktualisierungspunkt entlang der Kennlinie" soll eine Ermittlung
eines Aktualisierungspunkts verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Zuordnung
bzw. einen Punkt der Kennlinie zu überprüfen. Ordnet beispielsweise die Kennlinie
einem ersten Betriebsparameter des Heizsystems einen zweiten Betriebsparameter zu,
so wird das Heizsystem mit dem ersten Betriebsparameter betrieben. Das Heizsystem
wird geregelt und/oder kalibriert und der durch das Regeln und/oder Kalibrieren eingestellte
zweite Betriebsparameter gemessen. Der Aktualisierungspunkt umfasst den ersten Betriebsparameter
und den gemessenen zweiten Betriebsparameter. Der Aktualisierungspunkt ist dazu geeignet,
den durch die Kennline dem ersten Betriebsparameter zugeordneten zweiten Betriebsparameter
zu überprüfen, insbesondere durch einen Vergleich mit dem gemessenen zweiten Betriebsparameter
des Aktualisierungspunktes.
[0010] Unter "neuem Bestimmen der Kennlinie in Abhängigkeit von den wenigstens zwei Aktualisierungspunkten"
soll ein neues Ermitteln der Kennlinie verstanden werden, insbesondere ein Berechnungsprozess,
bei dem eine Zuordnung durch Kennlinie und/oder ein Verlauf der Kennlinie wenigstens
abschnittsweise angepasst wird. Wird die Kennlinie beispielsweise durch wenigstens
zwei sie charakterisierende Werte bestimmt bzw. definiert, so können zum neuen Bestimmen
der Kennlinie diese charakterisierenden Werte in Abhängigkeit von den wenigstens zwei
Aktualisierungspunkten ermittelt werden. Ist beispielsweise die Kennlinie eine Wertetabelle,
deren Wertepaare mit einem Polynom zweiter Ordnung ermittelbar sind, so kann dieses
Polynom bzw. seine Funktionsvorschrift durch drei Koeffizienten definiert werden.
Drei neue Koeffizienten können eindeutig in Abhängigkeit von drei Aktualisierungspunkten
bestimmt werden. Mithilfe der neuen Funktionsvorschrift können neue Wertepaare für
die Kennlinie ermittelt werden.
[0011] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen
des Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich.
[0012] Werden die wenigstens zwei Aktualisierungspunkte in einem Closed-Loop-Modus erfasst,
erlaubt das eine besonders präzise Erfassung der wenigstens zwei Aktualisierungspunkte.
Dabei soll unter "Closed-Loop-Modus" ein Regelprozess verstanden werden, bei dem ein
erster Betriebsparameter, welcher bevorzugt einem Stellsignal an eine Komponente des
Heizsystems entspricht, beispielsweise zum Regeln einer Brennstoffzufuhr, so eingestellt
wird, dass ein zweiter Betriebsparameter weitgehend den Wert eines Sollbetriebsparameters
annimmt. Bevorzugt wird der erste Betriebsparameter iterativ angepasst. Besonders
bevorzugt wird der erste Betriebsparameter in Abhängigkeit von einer Abweichung des
zweiten Betriebsparameters vom Sollbetriebsparameter eingestellt. Bevorzugt wird das
Heizsystem in einem Closed-Loop-Modus betrieben, wenn ein Brennerleistungsparameter
weitgehend konstant ist oder sich ausreichend langsam bzw. gering ändert.
[0013] Unter "Brennerleistungsparameter" soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden,
welche mit der Leistung, insbesondere einer Heizleistung, des Heizsystems korreliert
ist. Vorteilhaft kann, insbesondere durch die Steuer- und/oder Regeleinheit des Heizsystems,
wenigstens anhand des Brennerleistungsparameters die Leistung, insbesondere Heizleistung,
des Heizsystems ermittelt werden. Vorteilhaft entspricht der Brennerleistungsparameter
mindestens einem oder genau einem, die Leistung abbildenden Messwert bzw. kann einem
solchen Messwert eindeutig zugeordnet werden. Ein solcher Messwert kann beispielsweise
eine Temperatur, eine Luftdurchflussmenge, ein Gebläsesteuersignal oder eine Gebläsedrehzahl
sein.
[0014] Wird die Kennlinie in Abhängigkeit davon neu bestimmt wird, wie stark die wenigstens
zwei Aktualisierungspunkte von der Kennlinie abweichen, insbesondere durch Differenzbildung,
ist eine besonders zuverlässige Einstellung der Kennlinie möglich. Auf diese Weise
können beispielsweise zu stark abweichende Messwerte, insbesondere bedingt durch Messfehler,
bei der Erfassung der wenigstens zwei Aktualisierungspunkte berücksichtigt werden.
Weiterhin können auf diese Weise unnötige Aktualisierungen, beispielsweise wenn ein
Aktualisierungspunkt nur im Rahmen einer Meßungenauigkeit bzw. eines Signalrausches
von der Kennlinie abweicht, vermieden werden.
[0015] Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn die Kennlinie durch ein Polynom zweiten
Grades beschreibbar ist oder von diesem abhängt und in Abhängigkeit von drei Aktualisierungspunkten
neu bestimmt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Kennlinie besonders schnell
zu aktualisieren.
[0016] Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird weiter erhöht, wenn die wenigstens zwei Aktualisierungspunkte
wenigstens teilweise bei vorgegebenen Testpunkten erfasst werden. Durch ein Festlegen
von Testpunkten können die technischen Eigenschaften des Heizsystems berücksichtigt
werden. Das neue Bestimmen der Kennlinie ist so besonders schnell und präzise.
[0017] Wird das Heizsystem vorübergehend in einem Kalibrierungsmodus betrieben, sobald ein
erster Aktualisierungspunkt erfasst wird, der ausreichend stark von der Kennlinie
abweicht und das Heizsystem im Kalibrierungsmodus so betrieben wird, dass wenigstens
ein weiterer Aktualisierungspunkt erfasst wird, hat das den Vorteil, dass auf Änderungen,
welche ein neues Bestimmen der Kennlinie erforderlich machen, besonders schnell reagiert
werden kann.
[0018] Wird das Heizsystem vorübergehend in einem Kennlinienmodus betrieben, wobei das Heizsystem
in Abhängigkeit von der Kennlinie gesteuert bzw. geregelt wird, hat das den Vorteil,
dass das Heizsystem weitgehend im vollem Umfang betrieben werden kann, falls eine
Regelung nicht durchführbar oder nur eingeschränkt durchführbar ist. Insbesondere
kann so das Heizsystem weiter betrieben werden, wenn Messwerte nicht erfasst werden
können bzw. wenn Betriebsparameter nicht gemessen werden können. Dabei ist unter einem
"Kennlinienmodus" ein Steuern des Heizsystems zu verstehen. Wird beispielsweise im
Closed-Loop-Modus ein Steuersignal so eingestellt, dass ein erster Betriebsparameter
den Wert eines Sollbetriebsparameters annimmt, so wird im Kennlinienmodus das Heizsystem
mit einer Kennlinie gesteuert, welche einem Brennerleistungsparameter ein Steuersignal
zuordnet.
[0019] Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird weiter erhöht, wenn das Heizsystem im Kennlinienmodus
betrieben wird, wenn eine Variation eines Brennerleistungsparameters größer ist als
eine Grenzvariation und/oder wenn eine Variationsgeschwindigkeit des Brennerleistungsparameters
größer ist als eine Grenzgeschwindigkeit. Bei zu starken Variationen und/oder Variationsgeschwindigkeiten
des Brennerleistungsparameters ist es möglich, dass die Regelung des Heizsystems,
insbesondere in einem Closed-Loop-Modus, eine gewisse Zeit benötigt, um sich auf den
neuen Brennerleistungsparameter einzustellen. In dieser Zeit ist es denkbar, dass
das Heizsystem bzw. die Verbrennung nicht optimal betrieben wird. Es kann vorteilhaft
sein, insbesondere in Hinsicht auf Emissionen, wenn in der Phase der Änderung des
Brennerleistungsparameters das Heizsystem im Kennlinienmodus betrieben wird.
[0020] Wird die Kennlinie im Kennlinienmodus in Abhängigkeit von den wenigstens zwei Aktualisierungspunkten
neu bestimmt, hat das den Vorteil, dass die Kennlinie nicht zu schnell ermittelt wird.
Möglicherweise können weitere Aktualisierungspunkte erfasst werden, bevor die Kennlinie
im Kennlinienmodus benötigt wird. Auf diese Weise wird weitgehend ein unnötiges neues
Bestimmen der Kennlinie vermieden.
[0021] Wird im Closed-Loop-Modus eine Fluidzufuhrkenngröße so eingestellt, dass eine Verbrennungskenngröße
weitgehend einer Sollverbrennungskenngröße gleicht, erlaubt das einen besonders effizienten
Verbrennungsprozess. Auf diese Weise werden Emissionen weitgehend auf ein Minimum
reduziert.
[0022] Unter einer "Fluidzufuhrkenngröße" soll insbesondere eine skalare Kenngröße verstanden
werden, welche insbesondere mit zumindest einem, insbesondere einer Brennereinheit
des Heizsystems zugeführten, Fluid, insbesondere einem Verbrennungsluftstrom, einem
Brennstoffstrom und/oder einem Gemischstrom, insbesondere aus einer Verbrennungsluft
und dem Brennstoff, korreliert ist. Vorteilhaft kann, insbesondere durch eine Steuer-
und/oder Regeleinheit des Heizsystems, wenigstens anhand der Fluidzufuhrkenngröße
auf einen Volumenstrom und/oder einen Massenstrom des zumindest einen Fluids geschlossen
werden und/oder der Volumenstrom und/oder der Massenstrom des zumindest einen Fluids
ermittelt werden. Ein Beispiel für eine Fluidzufuhrkenngröße ist die Angabe einer
Öffnungsweite eines Brennstoffventils oder eines Ventilsteuersignals an das Brennstoffventil.
[0023] Unter einer "Verbrennungskenngröße" soll insbesondere eine skalare Kenngröße verstanden
werden, welche insbesondere mit einer Verbrennung, insbesondere des Gemischs, insbesondere
aus der Verbrennungsluft und dem Brennstoff, korreliert ist. Ein Beispiel für eine
Verbrennungskenngröße ist ein lonisationsstrom, welcher an einer Flamme des Heizsystems
gemessen wird. Vorteilhaft kann, insbesondere durch die Steuer- und/oder Regeleinheit
des Heizsystems, wenigstens anhand der Verbrennungskenngröße auf ein Vorhandensein
und/oder eine Güte der Verbrennung geschlossen werden und/oder das Vorhandensein und/oder
die Güte der Verbrennung ermittelt werden. Vorteilhaft entspricht die Verbrennungskenngröße
zumindest einem oder genau einem, die Verbrennung abbildenden und/oder charakterisierenden
Messwert bzw. kann die Verbrennungskenngröße einem solchen Messwert eindeutig zugeordnet
werden. Beispiele für einen die Verbrennung abbildenden und/oder charakterisierenden
Messwert sind ein Verbrennungssignal, insbesondere einer Lichtintensität, ein Schadstoffausstoß,
eine Temperatur und/oder vorteilhaft ein Ionisationssignal.
[0024] Eine "Sollverbrennungskenngröße" ist ein gewünschter Wert der Verbrennungskenngröße.
Nimmt die Verbrennungskenngröße den Wert der Sollverbrennungskenngröße an, soll die
Verbrennung weitgehend optimal verlaufen, insbesondere in Hinsicht auf Emissionen.
Die Sollverbrennungskenngröße kann insbesondere zum Regeln eines Heizsystems, insbesondere
in einem Closed-Loop-Modus, verwendet werden. Die Sollverbrennungskenngröße kann von
weiteren Betriebsparametern abhängen, beispielsweise vom Brennerleistungsparameter.
Insbesondere kann eine Sollverbrennungskenngrößenkennlinie wenigstens einem weiteren
Betriebsparameter, beispielsweise dem Brennerleistungsparameter, die benötigte Sollverbrennungskenngröße
zuordnen.
[0025] Weist ein Aktualisierungspunkt eine im Closed-Loop-Modus eingestellte Stell-Fluidzufuhrkenngröße
und einen bzw. den dazugehörigen Brennerleistungsparameter auf, kann auf diese Weise
die Kennlinie besonders einfach und zuverlässig neu bestimmt werden. Unter einer "Stell-Fluidzufuhrkenngröße"
soll ein Wert der Fluidzufuhrkenngröße verstanden werden, bei dem im Closed-Loop-Modus
unter dem dazugehörigen Brennerleistungsparameter die Verbrennungskenngröße weitgehend
der Sollverbrennungskenngröße gleicht.
[0026] Ordnet die Kennlinie einem bzw. dem Brennerleistungsparameter eine Soll-Fluidzufuhrkenngröße
zu, wird auf diese Weise ein weitgehend optimaler Verbrennungsprozess ermöglicht,
insbesondere im Kennlinienmodus. Die "Soll-Fluidzufuhrkenngröße" ist ein gewünschter
Wert, den die Fluidzufuhrkenngröße annehmen soll.
[0027] Ist die Fluidzufuhrkenngröße ein Ventilsteuersignal für ein Brennstoffventil und/oder
eine bzw. die Verbrennungskenngröße ein Ionisationsstrom und/oder ein bzw. der Brennerleistungsparameter
eine Gebläsedrehzahl, so ist das Verfahren besonders zuverlässig. Insbesondere ist
ein besonders stabiler Closed-Loop-Modus möglich. Insbesondere ist ein effizienter
Kennlinienmodus möglich.
[0028] Ist die Fluidzufuhrkenngröße ein Ventilsteuersignal für ein Brennstoffventil, hat
das den zusätzlichen Vorteil, dass auf diese Weise eine besonders zuverlässige und
präzise Einstellung einer Fluidzufuhr bzw. eines Brennstoff-Luft-Verhältnisses möglich
ist.
[0029] Ist die Verbrennungskenngröße ein Ionisationsstrom, hat das den Vorteil, dass der
Ionisationstrom einen funktionalen und besonders günstig auswertbaren Zusammenhang
zum Brennstoff-Luft-Verhältnis hat. Das erlaubt eine genaue und sichere Regelung und/oder
Steuerung des Heizsystems in Hinsicht auf die Verbrennungsqualität bzw. auf Emissionen.
Ein "Ionisationsstrom" wird durch eine lonisationsstrommessung an einer Flamme des
Heizsystems bestimmt.
[0030] Eine Gebläsedrehzahl ist ein besonders einfach erfassbares und verlässliches Maß
für eine Leistung des Heizsystems.
[0031] Die Verwendung einer Steuereinheit für ein Heizsystem, wobei die Steuereinheit dazu
eingerichtet ist, das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen, hat
den Vorteil, dass durch das Heizsystem selbst unter sich schnell ändernden inneren
und/oder äußeren Bedingungen zuverlässig betrieben werden kann. Das ermöglicht es,
das Heizsystem weitgehend ohne Nutzereingriffe zu betreiben. Das erhöht den Bedienungskomfort
sowie die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Heizsystems.
[0032] Ein Heizsystem mit einer Steuereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, mit mindestens
einem Brennstoffventil für einen Brennstoff, mit einer Ionisationssonde an einer Flamme
und mit einem Gebläse mit variierbarer Gebläsedrehzahl hat den Vorteil, dass ein bequemer,
sicherer und wartungsarmer Betrieb des Heizsystems ermöglicht wird.
Zeichnungen
[0033] In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Verfahrens zum Aktualisieren einer
Kennlinie in einem Heizsystem gemäß der vorliegenden Erfindung, sowie eine Steuereinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Heizsystem gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Darstellung des Heizsystem mit einer Steuereinheit,
Figur 2 das Verfahren zum Aktualisieren einer Kennlinie im Heizsystem und
Figuren 3 und 4 schematische Darstellungen von Kennlinien.
Beschreibung
[0034] In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile bzw. Schritte die
gleichen Bezugszahlen.
[0035] In Figur 1 ist ein Heizgerät 10 schematisch dargestellt, das im Ausführungsbeispiel
auf einem Speicher 12 angeordnet ist. Das Heizgerät 10 weist ein Gehäuse 14 auf, das
je nach Ausstattungsgrad unterschiedliche Komponenten aufnimmt.
[0036] Als wesentliche Komponenten befinden sich eine Wärmezelle 16, eine Steuereinheit
18, eine oder mehrere Pumpen 20 sowie Verrohrungen 22, Kabel oder Busleitungen 24
und Haltemittel 26 im Heizgerät 10. Auch bei den einzelnen Komponenten hängt deren
Anzahl und Komplexität vom Ausstattungsgrad des Heizgeräts 10 ab.
[0037] Die Wärmezelle 16 weist einen Brenner 28, einen Wärmetauscher 30, ein Gebläse 32,
ein Dosierer 34 sowie ein Zuluftsystem 36, ein Abgassystem 38 und, wenn die Wärmezelle
16 in Betrieb ist, eine Flamme 40 auf. In die Flamme 40 ragt eine lonisationssonde
42. Der Dosierer 34 ist als Brennstoffventil 44 ausgebildet. Eine Gebläsedrehzahl
54 des Gebläses 32 ist variabel einstellbar. Das Heizgerät 10 und der Speicher 12
bilden zusammen ein Heizsystem 46. Die Steuereinheit 18 weist einen Datenspeicher
48, eine Recheneinheit 50 und eine Kommunikationsschnittstelle 52 auf. Über die Kommunikationsschnittstelle
52 sind die Komponenten des Heizsystems 46 ansteuerbar. Die Kommunikationsschnittstelle
52 ermöglicht einen Datenaustausch mit externen Geräten. Externe Geräte sind beispielsweise
Steuergeräte, Thermostate und/oder Geräte mit Computerfunktionalität, beispielsweise
Smartphones.
[0038] Figur 1 zeigt ein Heizsystem 46 mit einer Steuereinheit 18. In alternativen Ausführungsformen
befindet sich die Steuereinheit 18 außerhalb des Gehäuses 14 des Heizgeräts 10. Die
externe Steuereinheit 18 ist in besonderen Varianten als Raumregler für das Heizsystem
46 ausgeführt. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Steuereinheit 18 mobil. Die
externe Steuereinheit 18 weist eine Kommunikationsverbindung zum Heizgerät 10 und/oder
anderen Komponenten des Heizsystems 46 auf. Die Kommunikationsverbindung kann kabelgebunden
und/oder kabellos sein, bevorzugt eine Funkverbindung, besonders bevorzugt über WLAN,
Z-Wave, Bluetooth und/oder ZigBee. Die Steuereinheit 18 kann in weiteren Varianten
aus mehreren Komponenten bestehen, insbesondere nicht physisch verbundenen Komponenten.
In besonderen Varianten können zumindest eine oder mehrere Komponenten der Steuereinheit
18 teilweise oder ganz in der Form von Software vorliegen, die auf internen oder externen
Geräten, insbesondere auf mobilen Recheneinheiten, beispielsweise Smartphones und
Tablets, oder Servern, insbesondere einer Cloud, ausgeführt wird. Die Kommunikationsverbindungen
sind dann entsprechende Softwareschnittstellen.
[0039] Figur 2 zeigt ein Verfahren 56 zum Aktualisieren einer Kennlinie 58 in einem Heizsystem
46. Das Verfahren 56 wird im Ausführungsbeispiel meistens, bevorzugt weitgehend, in
einem Closed-Loop-Modus 60 betrieben. Im Closed-Loop-Modus 60 wird die Gebläsedrehzahl
54 weitgehend konstant gehalten oder ausreichend langsam geändert oder ausreichend
schwach geändert.
Die Gebläsedrehzahl 54 ist im Ausführungsbeispiel ein Brennerleistungsparameter 62.
im Closed-Loop-Modus 60 wird ein Ventilsteuersignal 64 so eingestellt, dass ein Ionisationsstrom
66 weitgehend den Wert einer Sollionisation 68 annimmt.
[0040] Das Ventilsteuersignal 64 ist ein Steuersignal welches an das Brennstoffventil 44
gesendet wird und eine gewünschte Öffnungsweite des Brennstoffventils 44 beschreibt.
Das Ventilsteuerungssignal 64 kann durch eine Angabe der gewünschten Öffnungsweite
des Brennstoffventils 44 charakterisiert werden. Die gewünschte Öffnungsweite des
Brennstoffventils 44 wird im Ausführungsbeispiel mit einer Prozentangabe zwischen
0 % und 100 % beschrieben, wobei eine Öffnungsweite von 0 % einem vollständig geschlossenen
Brennstoffventil 44 entspricht und eine Öffnungsweite von 100 % einem vollständig
geöffneten Brennstoffventil 44 entspricht. Mit "erhöhen bzw. senken des Ventilsteuersignals
64" ist gemeint, dass das Ventilsteuersignal 64 so geändert wird, dass die gewünschte
Öffnungsweite des Brennstoffventils 44 im Vergleich zur letzten gewünschten Öffnungsweite
des Brennstoffventils 44 erhöht bzw. gesenkt wird. Das Ventilsteuersignal 64 ist eine
Fluidzufuhrkenngröße 70.
[0041] Der Ionisationsstrom 66 ist ein von der Ionisationssonde 42 an der Flamme 40 des
Brenners 28 gemessener elektrischer Strom. Der Ionisationsstrom 66 ist eine Verbrennungskenngröße
72. Der erfasste lonisationsstrom 66 wird von der Steuereinheit 18 empfangen. Im Closed-Loop-Modus
60 wird der erfasste Ionisationsstrom 66 weitgehend kontinuierlich mit der Sollionisation
68 verglichen. In alternativen Ausführungsformen wird der aktuelle lonisationsstrom
66 in Zeitintervallen mit der Sollionisation 68 verglichen, bevorzugt periodisch.
Bevorzugt sind die Zeitintervalle kurz gegenüber für eine Regelung und/oder Steuerung
des Heizsystems 46 typischen Zeitskalen, beispielsweise zwischen 10 ms und 10.000
ms, insbesondere zwischen 100 ms und 1000 ms. Die Sollionisation 68 hängt von der
Gebläsedrehzahl 54 ab. Im Ausführungsbeispiel wird die benötigte Sollionisation 68
abhängig von der Gebläsedrehzahl 54 durch eine in der Steuereinheit 18 hinterlegte
Sollionisationkennlinie ermittelt. Die Sollionisationskennlinie wird durch Laborversuche
ermittelt und an die Anforderungen des Heizsystems 46 angepasst. Es ist denkbar, dass
die Sollionisationkennlinie bzw. die Sollionisation 68 durch besondere Verfahren im
Betrieb des Heizsystems 46 ermittelt wird, insbesondere durch Verfahren zum Kalibrieren
des Heizsystems 46. Die Sollionisation 68 ist eine Sollverbrennungskenngröße 74.
[0042] Ist der aktuelle Ionisationsstrom 66 kleiner als die Sollionisation 68, wird im Ausführungsbeispiel
das Ventilsteuersignal 64 erhöht. Ist der aktuelle Ionisationsstrom 66 größer als
die Sollionisation 68, wird das Ventilsteuersignal 64 gesenkt. Im Ausführungsbeispiel
wird das Ventilsteuersignal 64 umso stärker erhöht bzw. gesenkt, je größer die Abweichung
des aktuellen Ionisationsstroms 66 von der Sollionisation 68 ist. In der Steuereinheit
18 ist ein linearer Zusammenhang hinterlegt, welche einer Differenz des Ionisationsstroms
66 zur Sollionisation 68 eine Änderung des Ventilsteuersignals 64 zuordnet. Ist ein
Betrag der Differenz des Ionisationsstroms 66 zur Sollionisation 68 kleiner als eine
Ionisationsschwelle, wird das Ventilsteuersignal 64 nicht verändert. Die Ionisationsschwelle
ist ein in der Steuereinheit 18 hinterlegter Wert zur Berücksichtigung von Messungenauigkeiten
bzw. eines Signalrauschen des erfassten Ionisationsstroms 66. Im Ausführungsbeispiel
hängt die Ionisationsschwelle vom Brennerleistungsparameter 62 ab.
[0043] In Varianten der Ausführungsform hat der in der Steuereinheit 18 hinterlegte Zusammenhang
zwischen der Differenz des lonisationsstrom 66 zur Sollionisation 68 und der Änderung
des Ventilsteuersignals 64 die Form einer beliebigen, monoton steigenden Funktion,
insbesondere linear und/oder quadratisch und/oder exponentiell und/oder einer Potenzfunktion.
In bevorzugten Ausführungsformen wird die Fluidzufuhrkenngröße 70 umso stärker verändert
und/oder erhöht bzw. gesenkt, je größer die Abweichung der aktuelle erfassten Verbrennungskenngröße
72 von der Sollverbrennungskenngröße 74 ist.
[0044] Durch eine Veränderung des Ventilsteuersignals 64 ändert sich ein Brennstoff-Luft-Verhältnis
in einer dem Brenner 28 zugeführten Brennstoff-Luft-Mischung. Der erfasste lonisationsstrom
66 ändert sich in Abhängigkeit von der Veränderung des Ventilsteuersignals 64. Auf
diese Weise kann das Ventilsteuersignal 64 iterativ so verändert werden, dass der
erfasste lonisationsstrom 66 weitgehend der Sollionisation 68 gleicht. Das eingestellte
Ventilsteuersignal 64, bei dem der erfasste Ionisationsstrom 66 weitgehend der Sollionisation
68 gleicht, wird von der Steuereinheit 18 als Stell-Ventilsteuersignal 76 erfasst.
Das Stell-Ventilsteuersignal 76 ist eine Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78.
[0045] Die Kennlinie 58 ist in der Steuereinheit 18 hinterlegt. Im Ausführungsbeispiel ist
die Kennlinie 58 eine Ventilsteuersignalkennlinie 80. Die Kennlinie 58 ordnet dem
Brennerleistungsparameter 62 ein Soll-Ventilsteuersignal 82 zu. Das Soll-Ventilsteuersignal
82 hat den Wert eines Ventilsteuersignals 64. Das Soll-Ventilsteuersignal 82 ist eine
Soll-Fluidzufuhrkenngröße 84. In Figur 3 ist die Ventilsteuersignalkennlinie 80 abgebildet.
Auf der Abszissenachse 86 ist der Brennerleistungsparameter 62 dargestellt. Auf der
Ordinatenachse 88 ist das Soll-Ventilsteuersignal 82 abgebildet. Das Soll-Ventilsteuersignal
82 steigt monoton mit dem Brennerleistungsparameter 62. Im Ausführungsbeispiel ist
die Abhängigkeit des Soll-Ventilsteuersignal 82 vom Brennerleistungsparameter 62 weitgehend
quadratisch bzw. proportional zu einem Polynom zweiten Grades.
[0046] Im Ausführungsbeispiel ist die Kennlinie 58 ein in der Steuereinheit 18 hinterlegter
funktionaler Zusammenhang. Die Kennlinie 58 wird durch drei Koeffizienten des Polynoms
zweiten Grades bestimmt. Die Soll-Fluidzufuhrkenngröße 84 wird dem Brennerleistungsparameter
62 zugeordnet, in dem der Wert des Brennerleistungsparameters 62 in den in der Steuereinheit
18 hinterlegten funktionalen Zusammenhang, welcher die Kennlinie 58 repräsentiert,
eingesetzt wird und ein Funktionswert der Kennlinie 58 ermittelt wird. Der Funktionswert
der Kennlinie 58 ist die Soll-Fluidzufuhrkenngröße 84.
[0047] In Varianten des Ausführungsbeispiels wird die Kennlinie 58 durch einen beliebigen
anderen in der Steuereinheit 18 hinterlegten funktionalen Zusammenhang repräsentiert.
Bevorzugt ist der die Kennlinie 58 repräsentierende funktionale Zusammenhang ein Polynom,
bevorzugt eines Grades kleiner als zehn, besonders bevorzugt eines Grades kleiner
als fünf, insbesondere eine lineare Funktion, und/oder eine exponentielle Funktion
und/oder eine rationale Funktion und/oder eine Potenzfunktion. Insbesondere können
diese Funktionstypen kombiniert werden, beispielsweise ein Polynom multipliziert mit
einer exponentiellen Funktion. In weiteren Ausführungsformen kann die Kennlinie 58
durch eine Tabelle und/oder ein Datenfeld repräsentiert werden. Beispielsweise kann
die Kennlinie 58 eine endliche Anzahl an Datenpunkten aufweisen welche jeweils einem
Brennerleistungsparameter 62 eine Soll- Fluidzufuhrkenngröße 84 zuordnen. Bevorzugt
sind die Datenpunkte weitgehend gleichmäßig auf einem Definitionsbereich des Brennerleistungsparameters
62 verteilt. Soll eine Soll-Fluidzufuhrkenngröße 84 für einen Brennerleistungsparameter
62 ermittelt werden, welcher nicht durch einen Datenpunkt beschrieben wird bzw. nicht
ausreichend nahe an einen Datenpunkt liegt, so kann die benötigte Soll-Fluidzufuhrkenngröße
84 aus wenigstens zwei nahe gelegenen Datenpunkten ermittelt werden, insbesondere
interpoliert oder extrapoliert werden. Es ist auch denkbar, dass ein Datenpunkt einem
Intervall des Brennerleistungsparameters 62 eine Soll-Fluidzufuhrkenngröße 84 zuordnet.
Vorteilhaft decken die Datenpunkte weitgehend den Definitionsbereich des Brennerleistungsparameters
62 ab.
[0048] Im Ausführungsbeispiel im Closed-Loop-Modus 60 das Stell-Ventilsteuersignal 76 mit
dem zugehörigen Soll-Ventilsteuersignal 82 verglichen. Im Ausführungsbeispiel wird
das Stell-Ventilsteuersignal 76 mit dem zugehörigen Soll-Ventilsteuersignal 82 während
des Closed-Loop-Modus 60 weitgehend kontinuierlich verglichen. Das zugehörige Soll-Ventilsteuersignal
82 ist das Soll-Ventilsteuersignal 82 welches der Gebläsedrehzahl 54, bei welcher
das Stell-Ventilsteuersignal 76 ermittelt wurde, durch die Kennlinie 58 zugeordnet
wird. In Varianten des Ausführungsbeispiels wird die Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78
in Zeitintervallen mit der Soll Fluidzufuhrkenngröße 84 verglichen, bevorzugt in periodischen
Zeitintervallen, beispielsweise weitgehend in den Zeitintervallen, in denen die Verbrennungskenngröße
72 mit der Sollverbrennungskenngröße 74 verglichen wird.
[0049] Im Ausführungsbeispiel wird eine Differenz zwischen dem Stell-Ventilsteuersignal
76 und dem Soll-Ventilsteuersignal 82 gebildet und überprüft, ob ein Betrag dieser
Differenz eine Toleranzgrenze überschreitet. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Toleranzgrenze
2 %. In Varianten des Ausführungsbeispiels liegt die Toleranzgrenze zwischen 0.1 %
und 5 %. Im Ausführungsbeispiel ist die Toleranzgrenze ein konstanter, in der Steuereinheit
18 hinterlegter Wert. In weiteren Varianten des Ausführungsbeispiels kann die Toleranzgrenze
von Betriebsparametern des Heizsystems 46 abhängen, insbesondere von einer Verbrennungskenngröße
72. Im Ausführungsbeispiel wird der Absolutwert der Differenz zwischen dem Stell-Ventilsteuersignal
76 und dem Soll-Ventilsteuersignal 82 überprüft.
[0050] In alternativen Ausführungsformen wird eine relative Abweichung zwischen dem Stell-Ventilsteuersignal
76 und dem Soll-Ventilsteuersignal 82 überprüft. Beispielsweise kann überprüft werden,
ob das Stell-Ventilsteuersignal 76 geteilt durch das Soll-Ventilsteuersignal 82 einen
Wert liefert, der zwischen einer unteren Toleranzgrenze und einer oberen Toleranzgrenze
liegt. Die untere Toleranzgrenze kann insbesondere Werte in einem Bereich zwischen
0.9 und 0.99, insbesondere zwischen 0.95 und 0.98 annehmen. Die obere Toleranzgrenze
kann insbesondere Werte in einem Bereich zwischen 1.01 und 1.1, insbesondere zwischen
1.02 und 1.05 annehmen.
[0051] Überschreitet der Betrag der Differenz zwischen dem Stell-Ventilsteuersignal 76 und
dem Soll-Ventilsteuersignal 82 die Toleranzgrenze, wird im Closed-Loop-Modus 60 ein
Kalibrierungsmodus 92 durchgeführt (siehe Figur 2). In der Steuereinheit 18 wird ein
erster Aktualisierungspunkt 94 gespeichert. Der erste Aktualisierungspunkt weist im
Ausführungsbeispiel die Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 und den dazugehörigen Brennerleistungsparameter
62 auf. Im Kalibrierungsmodus 92 werden ein zweiter Aktualisierungspunkt 96 und ein
dritter Aktualisierungspunkt 98 erfasst. Dazu werden in der Steuereinheit 18 hinterlegte
Testpunkte 100 verwendet. Im Ausführungsbeispiel sind in der Steuereinheit 18 drei
Testpunkte 100 hinterlegt. Die drei Testpunkte 100 liegen Ausführungsbeispiel bei
Werten der Gebläsedrehzahl 54 von 2800, 4100 und 5500. Die Werte der Gebläsedrehzahl
54 beschreiben die Anzahl der Umdrehungen pro Minute eines Laufrads des Gebläses 32.
Die drei Testpunkte 100 entsprechen Heizleistungen von jeweils 6.2 kW, 9.8 kW und
13.4 kW. In alternativen Ausführungsformen können die Testpunkte 100 beliebige andere
Werte annehmen. Bevorzugt decken die Testpunkte 100 weitgehend einen gesamten Parameterbereich
des Brennerleistungsparameters 62 ab oder wenigstens einen für den Betrieb des Heizsystems
46 relevanten Parameterbereich des Brennerleistungsparameters 62 ab. Bevorzugt sind
die Testpunkte 100 gleichmäßig über einen Parameterbereich des Brennerleistungsparameters
62 verteilt.
[0052] Im Ausführungsbeispiel werden im Kalibrierungsmodus 92 die beiden Testpunkte 100
ausgewählt, welche sich am stärksten vom Brennerleistungsparameter 62 des ersten Aktualisierungspunktes
94 unterscheiden. Diese beiden Testpunkte 100 liefern einen ersten Brennerleistungsparameter
und einem zweiten Brennerleistungsparameter. Anschließend wird das Heizsystem 46 so
betrieben, dass der Brennerleistungsparameter 62 nacheinander die Werte des ersten
Brennerleistungsparameters und des zweiten Brennerleistungsparameters annimmt. Dabei
wird der Brennerleistungsparametern 62 so lange weitgehend konstant gehalten, bis
das Heizsystem 46 auf eine Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 geregelt wird. Der zweite
Aktualisierungspunkt 96 wird gespeichert und weist den ersten Brennerleistungsparameter
zusammen mit der dazugehörigen Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 auf. Der dritte Aktualisierungspunkt
98 wird gespeichert und weist den zweiten Brennerleistungsparameter zusammen mit der
dazugehörigen Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 auf.
[0053] In Figur 3 weist der erste Aktualisierungspunkt 94 ein Stell-Ventilsteuersignal 76
von 34 %. Der zweite Aktualisierungspunkt 96 weist ein Stell-Ventilsteuersignal 76
von 29 % auf. Der dritte Aktualisierungspunkt 98 weist ein Stell-Ventilsteuersignal
76 von 40 % auf.
[0054] In einer Variante des Ausführungsbeispiels wird der Kalibrierungsmodus 92 durchgeführt,
wenn der Betrag der Differenz zwischen dem Stell-Ventilsteuersignal 76 und dem Soll-Ventilsteuersignal
82 die Toleranzgrenze überschreitet. In dieser Variante werden im Kalibrierungsmodus
92 nacheinander alle drei durch die Testpunkte 100 vorgegebenen Brennerleistungsparameter
62 angefahren. Bei jedem der Testpunkte 100 wird der Brennerleistungsparameter 62
weitgehend konstant gehalten, bis eine Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 ermittelt werden
kann. Es werden der erste Aktualisierungspunkt 94, der zweite Aktualisierungspunkt
96 und der dritte Aktualisierungspunkt 98 gespeichert, welche jeweils einen durch
die drei Testpunkte 100 vorgegebenen Brennerleistungsparameter 62 mit der dazugehörigen
Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 aufweisen.
[0055] Anschließend wird die Kennlinie 58 neu bestimmt. Im Ausführungsbeispiel wird die
Kennlinie 58 wird durch die drei Koeffizienten des Polynoms zweiten Grades bestimmt.
Die Steuereinheit 18 bestimmt die drei Koeffizienten neu. Die drei Koeffizienten werden
durch ein analytisches Berechnungsverfahren so ermittelt, dass die drei Aktualisierungspunkt
94, 96 und 98 weitgehend durch das Polynom zweiten Grades beschrieben werden bzw.
weitgehend auf einem Graphen des Polynoms zweiten Grades liegen. Der Kalibrierungsmodus
92 wird beendet. In Varianten des Ausführungsbeispiels wird der Kalibrierungsmodus
92 beendet, sobald alle Aktualisierungspunkt 94, 96 und 98 erfasst worden sind. Die
Kennlinie 58 wird anschließend im Closed-Loop-Modus 60 bestimmt.
[0056] Während des Betriebs werden an das Heizsystem 46 Brennerleistungsanforderungen, welche
eine Anforderung an den Brennerleistungsparameter 62 beschreiben, gestellt. Eine Brennerleistungsanforderung
kann eine Benutzereingabe sein und/oder aus einem Heizzeitplan folgen. Die Steuereinheit
18 prüft im Ausführungsbeispiel, ob eine zum Umsetzen der Brennerleistungsanforderung
benötigte Variation des Brennerleistungsparameter 62 eine Grenzvariation überschreitet
und eine benötigte Variationsgeschwindigkeit des Brennerleistungsparameter 62 eine
Grenzgeschwindigkeit überschreitet. Wird die Grenzvariation oder die Grenzgeschwindigkeit
überschritten, wird der Closed-Loop-Modus 60 unterbrochen, und das Heizsystem 46 in
einem Kennlinienmodus 102 betrieben (siehe Figur 3). Im Kennlinienmodus 102 wird das
Heizgerät 46 in Abhängigkeit von der Kennlinie 58 gesteuert. Im Kennlinienmodus 102
wird zum aktuell vorliegenden Brennerleistungsparameter 62 mithilfe der Kennlinie
58 das Soll-Ventilsteuersignal 82 ermittelt. Das Soll-Ventilsteuersignal 82 wird an
das Brennstoffventil 44 gesendet. Auf diese Weise kann bei einer vorliegenden Brennerleistung
sofort die Öffnungsweite des Brennstoffventils 44 angepasst werden. Im Closed-Loop-Modus
60 vergeht eine gewisse Zeit, bis sich eine Änderung des Ventilsteuersignals 64 auf
den erfassten lonisationsstrom 66 auswirkt. Aus diesem Grund kann es möglich sein,
dass bei einer zu starken und/oder zu schnellen Änderung des Brennerleistungsparameters
62 das Ventilsteuersignal 64 nicht schnell genug auf das benötigte Stell-Ventilsteuersignal
76 geregelt wird. Aus diesem Grund wird bei einer zu starken und/oder zu schnellen
Änderung des Brennerleistungsparameters 62 das Heizsystem 46 bevorzugt im Kennlinienmodus
102 betrieben. Ist der durch die Brennerleistungsanforderung angeforderte Brennerleistungsparameter
62 erreicht, wird der Kennlinienmodus 102 beendet und das Verfahren im Closed-Loop-Modus
60 fortgesetzt.
[0057] Im Ausführungsbeispiel wird die Kennlinie 58 durch drei Koeffizienten beschrieben
bzw. definiert. Im Verfahren 56 werden drei Aktualisierungspunkte 94, 96 und 98 bestimmt.
Durch die drei Aktualisierungspunkte 94, 96 und 98 lassen sich die drei Koeffizienten
eindeutig ermitteln. In Varianten des Ausführungsbeispiels entspricht die Zahl der
Aktualisierungspunkte der Zahl der Koeffizienten bzw. Funktionsparameter, welche die
Kennlinie 58 beschreiben bzw. definieren. In weiteren Ausführungsformen übersteigt
die Zahl der Aktualisierungspunkte die Zahl der Koeffizienten bzw. Funktionsparameter,
welche die Kennlinie 58 beschreiben bzw. definieren. In diesen Ausführungsformen kann
die Kennlinie 58 an die Aktualisierungspunkte angefitted werden, insbesondere durch
statistische Optimierungsmethoden und/oder eine Ausgleichsrechnung und/oder eine Regressionsrechnung.
Auf diese Weise können insbesondere statistische Abweichungen bzw. Ausreißer, beispielsweise
bedingt durch Messfehler, in den Aktualisierungspunkten entfernt bzw. berücksichtigt
werden.
[0058] Im Ausführungsbeispiel wird der erste Aktualisierungspunkt 94 erfasst, sobald eine
ausreichende Abweichung der Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 von der Soll-Fluidzufuhrkenngröße
84 festgestellt wurde. In alternativen Ausführungsformen wird ein Aktualisierungspunkt
erfasst, sobald eine Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 ermittelt wird. Der Aktualisierungspunkt
weist die ermittelte Stell-Fluidzufuhrkenngröße 78 und den zugehörigen Brennerleistungsparameter
62 auf. Die so erfassten Aktualisierungspunkte können zumindest zeitweise im Speicher
12 der Steuereinheit 18 hinterlegt werden. In diesen Ausführungsformen können zur
neuen Bestimmung der Kennlinie 58 die wenigstens zwei zuletzt erfassten Aktualisierungspunkte
verwendet werden. Alternativ können zur neuen Bestimmung der Kennlinie 58 die wenigstens
zwei zuletzt erfassten Aktualisierungspunkt verwendet werden, die weit genug im Parameterbereich
des Brennerleistungsparameters 62 auseinanderliegen. Dazu kann beispielsweise überprüft
werden, ob die Aktualisierungspunkt jeweils einen gewissen Abstand zueinander bezüglich
des Brennerleistungsparameters 62 haben. Es kann auch überprüft werden, ob die Aktualisierungspunkte
einen gewissen Parameterbereich des Brennerleistungsparameters 62 abdecken.
[0059] In alternativen Ausführungsformen wird die Kennlinie 58 im Kennlinienmodus 102 neu
bestimmt. In diesen Ausführungsformen ist es besonders vorteilhaft, wenn eine ausreichende
Zahl an Aktualisierungspunkten schon vorliegt. In besonders vorteilhaften Varianten
dieser Ausführungsformen wird die Kennlinie 58 zu Beginn des Kennlinienmodus 102 neu
bestimmt.
[0060] In weiteren Ausführungsformen sind in der Steuereinheit 18 unterschiedliche Kennlinie
58 hinterlegt, wobei die verwendete Kennlinie 58 in Abhängigkeit von vorliegenden
Betriebsparametern und/oder inneren Bedingungen und/oder äußeren Bedingungen gewählt
wird. Figur 4 zeigt drei unterschiedliche Kennlinien 58 welche jeweils für drei unterschiedliche
Gassorten verwendet werden. Auf der Abszissenachse 86 ist der Brennerleistungsparameter
62 dargestellt. Auf der Ordinatenachse 88 ist das Soll-Ventilsteuersignal 82 abgebildet.
1. Verfahren (56) zum Aktualisieren einer Kennlinie (58) in einem Heizsystem (46), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Aktualisierungspunkte (94, 96, 98) entlang der Kennlinie (58) erfasst
werden und die Kennlinie (58) in Abhängigkeit von den wenigstens zwei Aktualisierungspunkten
(94, 96, 98) neu bestimmt wird.
2. Verfahren (56) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktualisierungspunkte (94, 96, 98) in einem Closed-Loop-Modus
(60) erfasst werden.
3. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie (58) in Abhängigkeit davon neu bestimmt wird, wie stark die wenigstens
zwei Aktualisierungspunkte (94, 96, 98) von der Kennlinie (58) abweichen, insbesondere
durch Differenzbildung.
4. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie (58) durch ein Polynom zweiten Grades beschreibbar ist oder von diesem
abhängt und in Abhängigkeit von drei Aktualisierungspunkten (94, 96, 98) neu bestimmt
wird.
5. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Aktualisierungspunkte (94, 96, 98) wenigstens teilweise bei vorgegebenen
Testpunkten (100) erfasst werden.
6. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (46) vorübergehend in einem Kalibrierungsmodus (92) betrieben wird,
sobald ein erster Aktualisierungspunkt (94) erfasst wird, der ausreichend stark von
der Kennlinie (58) abweicht und das Heizsystem (46) im Kalibrierungsmodus (92) so
betrieben wird, dass wenigstens ein weiterer Aktualisierungspunkt (96, 98) erfasst
wird.
7. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (46) vorübergehend in einem Kennlinienmodus (102) betrieben wird,
wobei das Heizsystem (46) in Abhängigkeit von der Kennlinie (58) gesteuert bzw. geregelt
wird.
8. Verfahren (56) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (46) im Kennlinienmodus (102) betrieben wird, wenn eine Variation
eines Brennerleistungsparameters (62) größer ist als eine Grenzvariation und/oder
wenn eine Variationsgeschwindigkeit des Brennerleistungsparameters (62) größer ist
als eine Grenzgeschwindigkeit.
9. Verfahren (56) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie (58) im Kennlinienmodus (102) in Abhängigkeit von den wenigstens zwei
Aktualisierungspunkten (94, 96, 98) neu bestimmt wird.
10. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Closed-Loop-Modus (60) eine Fluidzufuhrkenngröße (70) so eingestellt wird, dass
eine Verbrennungskenngröße (72) weitgehend einer Sollverbrennungskenngröße (74) gleicht.
11. Verfahren (56) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktualisierungspunkt (94, 96, 98) eine im Closed-Loop-Modus (60) eingestellte
Stell-Fluidzufuhrkenngröße (78) und einen bzw. den dazugehörigen Brennerleistungsparameter
(62) aufweist.
12. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie (58) einem bzw. dem Brennerleistungsparameter (62) eine Soll-Fluidzufuhrkenngröße
(84) zuordnet.
13. Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bzw. die Fluidzufuhrkenngröße (70) ein Ventilsteuersignal (64) für ein Brennstoffventil
(44) ist und/oder eine bzw. die Verbrennungskenngröße (72) ein lonisationsstrom (66)
ist und/oder ein bzw. der Brennerleistungsparameter (62) eine Gebläsedrehzahl (54)
ist.
14. Steuereinheit (18) für ein Heizsystem (46), wobei die Steuereinheit (18) dazu eingerichtet
ist, dass ein Verfahren (56) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführbar ist.
15. Heizsystem (46) mit einer Steuereinheit (18) nach Anspruch 14, mit mindestens einem
Brennstoffventil (44) für einen Brennstoff, mit einer lonisationssonde (42) an einer
Flamme (40) und mit einem Gebläse (32) mit variierbarer Gebläsedrehzahl (54).