Hintergrund
[0001] Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Steuerungen und/oder Regelungen, wie
sie in Verbrennungsvorrichtungen, beispielsweise in Gasbrennern, im Zusammenhang mit
Verbrennungssensoren eingesetzt werden. Verbrennungssensoren in Verbrennungsvorrichtungen
sind beispielsweise lonisationselektroden und/oder optische Sensoren. Die vorliegende
Offenbarung bezieht sich insbesondere auf die Regelung und/oder Steuerung von Verbrennungsvorrichtungen
in der Gegenwart von Wasserstoffgas.
[0002] Im Betrieb einer Verbrennungsvorrichtung muss deren Brennleistung bekannt sein und/oder
eingestellt werden. Für eine Verbrennung von Kohlenwasserstoffen oder von reinem Wasserstoff
oder eines Gemisches aus beidem müssen die Luftzufuhr und die Brennstoffzufuhr zueinander
eingestellt werden. Damit wird eine korrekte Luftzahl λ erreicht.
[0003] Ausserdem können äussere Einflüsse auf die Luftzahl und/oder auf die Brennleistung
einwirken. Solche äussere Einflüsse sind beispielsweise der Eingangsdruck des Brennstoffes,
insbesondere des Brenngases, und die Brennstoffzusammensetzung. Weitere Beispiele
für äussere Einflüsse sind die Umgebungstemperatur, der Umgebungsdruck und Änderungen
im Zuluftweg sowie im Abgasweg der Verbrennu ngsvorrichtung.
[0004] Neben den genannten Sensoren können solche Sensoren, welche sicherheitsgerichtet
die Flamme überwachen, in die Regelung der Brennleistung und/oder der Luftzahl einer
Verbrennungsvorrichtung einbezogen werden.
[0005] Bislang wird für die Verbrennung reinen Wasserstoffes in einer Verbrennungsvorrichtung
eine optische Flammenüberwachung eingesetzt. Derweil sind optische Sensoren zur Aufzeichnung
von Signalen während einer Verbrennung aufwändig.
[0006] Weiterhin sind Thermoelemente und/oder Widerstandstemperatursensoren als Sensoren
zur Aufzeichnung von Signalen einer Verbrennung denkbar. Thermoelemente und/oder Widerstandstemperaursensoren
sind thermisch anzukoppeln an die Zuluft und/oder das Gemisch und/oder das Abgas und/oder
das Plasma einer Verbrennung an einer Verbrennungsvorrichtung. Thermoelemente und/oder
Widerstandstemperaursensoren sind zudem thermisch an die mechanische Halterung angekoppelt.
Durch jene Ankopplungen sind Thermoelemente und/oder Widerstandstemperatursensoren
bislang zur Überwachung eines Verbrennungsprozesses eher zu langsam.
[0007] Insbesondere sind solche Elemente und Sensoren zur Überwachung einer Flamme in einer
Verbrennungsvorrichtung eher langsam.
[0009] EP1154202B2 unterscheidet zwischen Brenngasen mit tiefem und hohem kalorischen Brennwert. Zur
Unterscheidung der beiden Brenngase kommen zwei Kennlinien zum Einsatz. Die beiden
Kennlinien betreffen je ein Steuersignal für ein Stellglied der Verbrennungsvorrichtung
über einer Gebläsedrehzahl der Verbrennungsvorrichtung. Für die Regelung der Verbrennungsvorrichtung
werden Steuersignale, welche den Kennlinien entsprechen, gewichtet.
[0010] Weiterhin beansprucht
EP1154202B2 den Einsatz zusätzlicher Sensoren zur Regelung der Verbrennungsvorrichtung. Jene
zusätzlichen Sensoren beeinflussen anhand ihrer Sensorergebnisse die Stellungen von
Stellgliedern der Verbrennungsvorrichtung. Als Beispiel für aus jenen zusätzlichen
Sensoren gewonnene Messdaten nennt
EP1154202B2 eine Änderung der Kesseltemperatur.
[0011] Eine Patentanmeldung
DE102004030300A1 wurde eingereicht am 23. Juni 2004 durch EBM PAPST LANDSHUT GMBH. Die Anmeldung wurde
veröffentlicht am 12. Januar 2006.
DE102004030300A1 behandelt ein Verfahren zur Einstellung eines Betriebsparameters einer Feuerungseinrichtung.
[0012] DE102004030300A1 offenbart einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr münden.
Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem Brennerteil.
Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor ist wahlweise
an einer Oberfläche des Brennerteils angeordnet. Der Temperatursensor kann auch an
einer anderen Stelle im Wirkungsbereich der Flamme angeordnet sein. Der Temperatursensor
kann dabei
- im Flammenkern,
- am Flammenfusspunkt,
- an der Flammenspitze,
- jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst,
angeordnet seien. Durch Ermittlung und Erfassung der im Wirkungsbereich der Brennerflamme
gemessenen Ist-Temperaturen in Abhängigkeit von dem eingestellten Mischungsverhältnis
werden der maximale Temperaturwert sowie das dazugehörige Mischungsverhältnis bestimmt.
[0013] Eine weitere Patentanmeldung
DE102004055716A1 wurde eingereicht am 18. November 2004 durch EBM PAPST LANDSHUT GMBH. Die Anmeldung
wurde veröffentlicht am 12. Januar 2006.
[0014] DE102004055716A1 behandelt ein Verfahren zur Regelung und Steuerung einer Feuerungseinrichtung.
DE102004055716A1 nimmt eine Priorität vom 23. Juni 2004 in Anspruch.
[0015] DE102004055716A1 offenbart ebenfalls einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr
münden. Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem
Brennerteil. Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor
kann beispielsweise im Bereich der Flamme, aber auch am Brenner in der Nähe der Flamme
angeordnet sein. Beispielsweise kann auch ein Thermoelement als Temperatursensor verwendet
werden.
DE102004055716A1 lehrt die Regelung der von einer Feuerungsreinrichtung erzeugten Temperatur T
ist auf eine Solltemperatur T
soll. Dabei kommt eine Kennlinie zum Einsatz, welche die Solltemperatur T
soll abhängig vom Massenstrom an Luft und/oder der Last der Feuerungseinrichtung angibt.
Als weiterer Parameter bleibt die Luftzahl λ konstant.
[0016] Eine internationale Patentanmeldung
WO2006/000367A1 wurde eingereicht am 20. Juni 2005 durch EBM PAPST LANDSHUT. Die Anmeldung wurde
veröffentlicht am 5. Januar 2006.
WO2006/000367A1 behandelt ein Verfahren zur Einstellung einer Luftzahl an einer Feuerungseinrichtung.
WO2006/000367A1 nimmt eine Priorität vom 23. Juni 2004 in Anspruch.
[0017] WO2006/000367A1 offenbart ebenfalls einen Mischbereich, in welchen eine Luftzufuhr und eine Gaszufuhr
münden. Aus dem Mischbereich heraus führt eine Leitung. Die Leitung endet an einem
Brennerteil. Oberhalb des Brennerteils ist eine Flamme angeordnet. Ein Temperatursensor
kann beispielsweise im Bereich der Flamme, aber auch am Brenner in der Nähe der Flamme
angeordnet sein. Beispielsweise kann auch ein Thermoelement als Temperatursensor verwendet
werden. Ein Temperatursensor ist wahlweise an einer Oberfläche des Brennerteils angeordnet.
Der Temperatursensor kann auch an einer anderen Stelle im Wirkungsbereich der Flamme
angeordnet sein. Der Temperatursensor kann dabei
- im Flammenkern,
- am Flammenfusspunkt,
- an der Flammenspitze,
- jedoch auch in einiger Entfernung von der Flamme, beispielsweise am Brennerblech selbst,
angeordnet seien. Das Verfahren aus WO2006/000367A1 basiert darauf, dass die vom Temperatursensor erfasste Ist-Temperatur Tist von einer Luftzahl λ abhängt. Die Ist-Temperatur erreicht bei λ = 1 ein Maximum Tmax. Es wird nun für einen vorgegebenen Luftmassenstrom mL anhand des Temperatursensors ein Maximum Tmax bestimmt, indem iterativ ein Gasmassenstrom angepasst wird. Anschliessend wird eine
Luftzahl von vorzugsweise λ = 1.3 eingestellt und der Luftmassenstrom mL entsprechend erhöht.
[0018] Eine weitere, internationale Patentanmeldung
WO2015/113638A1 wurde eingereicht am 3. Februar 2014 durch ELECTROLUX APPLIANCES AB, SE. Die Anmeldung
wurde veröffentlicht am 6. August 2015.
WO2015/113638A1 lehrt eine Gasbrenneranwendung sowie eine Gaskocheinrichtung.
[0019] WO2015/113638A1 offenbart eine Überwachungseinrichtung, anhand derer eine Gaszufuhr bei nicht vorhandener
Flamme abgeschaltet wird. Dazu kooperiert die Überwachungsvorrichtung mit einer Abschaltvorrichtung
umfassend ein Ventil. Die Überwachungseinrichtung kann ein Thermoelement oder einen
anderen Sensor umfassen. Die Überwachungseinrichtung ist mithin sicherheitsgerichtet.
[0021] Insbesondere befasst sich
JP2017040451A mit der Detektion einer Flammentemperatur unter Berücksichtigung von Verzögerungen
des jeweiligen Sensors. Als Sensoren werden Thermoelemente und Thermistoren genannt.
Zur Berücksichtigung jener Verzögerungen kommt eine Vorhersageeinheit zum Einsatz.
Die Vorhersageeinheit ermittelt einen Wert, indem eine Differenz zwischen einer in
der Vergangenheit erfassten Temperatur und einer aktuellen Temperatur mit einem Koeffizienten
multipliziert wird. Jener Wert wird zur aktuell erfassten Temperatur addiert. Der
zur Ermittlung jenes Wertes erforderliche Koeffizient hängt von einer Verzögerungszeit
und von einer vorgegebenen Zeitspanne ab.
[0022] Verzögerungen durch Sensoren finden Eingang die technische Spezifikation aus dem
Jahr 2020 von RTD Platinsensoren von IST. Die Antwortzeit, bis ein Sensor 63 Prozent
einer Temperaturänderung infolge von Verzögerungen nachvollzogen hat, variiert zwischen
2.5 und 40 Sekunden. Generell hängt die Antwortzeit von den Abmessungen des jeweiligen
Sensors ab.
[0023] Für die Regelung einer Verbrennungsvorrichtung kommen ein pneumatischer Gas-Luft-Verbund
und/oder ein elektronischer Verbund infrage. Technisch ist anhand eines pneumatischen
Gas-Luft-Verbundes üblicherweise ein Modulationsbereich von eins zu sieben erreichbar.
[0024] Bei der Verbrennung von reinem Wasserstoff wird an einer lonisationselektrode kein
praktisch nutzbares Signal gebildet. Deshalb eignen sich lonisationselektroden kaum
zur Aufzeichnung von Signalen bei der Verbrennung reinen Wasserstoffes. Folglich ist
ein anhand eines Flammensignals geregelter elektronischer Verbund bisher nur für kohlenwasserstoffhaltige
Brenngase technisch realisierbar.
[0025] Weiterhin hängen im Falle eines elektronischen Verbundes die Brennleistung und die
Luftzufuhr nur von der Gebläsedrehzahl ab. Sofern der Einsatz anderer Sensoren zu
aufwändig ist, ist eine Korrektur von Umgebungseinflüssen kaum möglich. Solche Umgebungseinflüsse
betreffen beispielsweise Lufttemperatur, Luftdruck sowie Änderungen im Zuluftweg oder
Abgasweg der Verbrennu ngsvorrichtung.
[0026] Ein elektronischer Verbund für die Verbrennung von Wasserstoff benötigt zusätzliche
Sensoren beispielsweise zur Detektion und Absicherung der Brenngasmenge, um die Brenngasmenge
ohne eine Verbrennungsregelung einzustellen. Derweil sind solche zusätzlichen Sensoren
aufwändig.
[0027] Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Regelung und/oder Steuerung bereitzustellen,
welche eine Verbrennung von Brenngasen, welche Wasserstoff enthalten, ermöglicht.
Insbesondere ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, eine Regelung und/oder Steuerung
bereitzustellen, welche einen ausreichenden Modulationsgrad erreicht. Eine solche
Regelung ist auch für kohlenwasserstoffhaltige Brenngase und/oder für eine Mischung
von kohlenwasserstoffhaltigen Brenngasen mit Wasserstoff einsetzbar.
Zusammenfassung
[0028] Eine Regelung und/oder Steuerung einer Verbrennungsvorrichtung auf Grundlage eines
einzelnen Signales eines Temperatursensors ist heikel. Wesentlich hängt das Signal
des Temperatursensors von dessen Position im Feuerraum einer Verbrennungsvorrichtung
ab. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Temperatursignal eine Funktion der Zufuhr
des Brennstoff-Luft-Gemisches und damit von der Brennleistung abhängt. Zudem hängt
das Temperatursignal auch vom Mischungsverhältnis zwischen Brennstoff und Luft und
damit von der Luftzahl ab. Es ist kaum möglich, mit nur einem Temperatursensor eine
eindeutige Zuordnung für einen gemessenen Temperaturwert zu genau einer Kombination
von Brennleistung und Luftzahl zu erhalten. Deshalb benötigt man normalerweise ein
zusätzliches Signal. Dieses Signal ist üblicherweise die Luftzufuhr als Repräsentant
für eine Gemischzufuhr oder Brennleistung. Mit der gemessenen Temperatur in oder in
der Nähe der Flamme kann dann als Funktion des Messwertes und der Luftzufuhr die Luftzahl
anhand einer vorgegebenen Kennlinie ausgeregelt werden. So ein Verfahren ist in
EP1902254B1 beschrieben, wobei in
EP1902254B1 die gemessene Temperatur im Wertebereich als Funktion von Luftzahl und Brennleistung
abgegeben ist. Alternativ kann man die Luftzahl als zusätzliches Signal heranziehen
und anhand der Luftzahl und der gemessenen Temperatur die Gemischzufuhr, also die
Brennleistung bestimmen. Auch die Aufzeichnung oder Bestimmung der Brennstoffzufuhr,
insbesondere der Gaszufuhr, kann ein solches, zusätzliches Signal bereitstellen.
[0029] Entsprechend hinreichend genaue Sensoren zur Bestimmung von Luftzufuhr, Gemischzufuhr
oder Brennstoffzufuhr sind aufwändig. Ein wenig aufwändiger Sensor erfasst keine Schwankungen
der Umgebungsbedingungen wie Lufttemperatur, Luftdruck oder auch Schwankungen des
Zuluftweges und/oder Abgasweges. Ein solcher wenig aufwändiger Sensor ist beispielsweise
die Gebläsedrehzahlerfassung des Gebläses. Mithin hat jener Sensor den Nachteil, dass
er die Luftzufuhr nur unvollständig bestimmt.
[0030] Die vorliegende Offenbarung geht jene Schwierigkeiten an, indem mehr als ein Sensor
im Feuerraum einer Verbrennungsvorrichtung angeordnet wird. Insbesondere kann mehr
als ein Temperatursensor im Feuerraum der Verbrennungsvorrichtung angeordnet werden.
Die Signale beider Sensoren, insbesondere beider Temperatursensoren, werden ausgelesen
und je zu Werten einer Brennleistung verarbeitet. Die Signale beider Sensoren, insbesondere
beider Temperatursensoren, können ebenfalls je zu einem Wert einer Luftzahl λ verarbeitet
werden. Anschliessend kann auf Basis der ermittelten Brennleitung und/oder der ermittelten
Luftzahl λ geregelt und/oder gesteuert werden.
[0031] Die Verarbeitung der einzelnen Messsignale für sich genommen zu einem Wert der Brennleistung
oder der Luftzahl oder einer Kombination aus Brennleistung und Luftzahl ist häufig
nicht eindeutig.
[0032] Für den Fall einer mehrdeutigen Zuordnung einzelner Signalen zu verschiedenen Brennleistungen
werden mögliche Brennleistungen ermittelt, welche zu den einzelnen Signalen passen.
Es werden Paare gebildet aus Brennleistungen, welche aus den Signalen des ersten genannten
Sensors ermittelt wurden, und Brennleistungen, welche aus den Signalen des zweiten
genannten Sensors ermittelt wurden. Ausgewählt wird dasjenige Paar mit der geringsten
Differenz an Brennleistungen. Eine aktuelle Brennleistung der Verbrennungsvorrichtung
wird auf Basis dieses Paares ermittelt.
[0033] Ferner können jene Mehrdeutigkeiten aufgelöst werden, indem ein weiterer Sensor,
insbesondere ein weiterer Temperatursensor, im Feuerraum angeordnet wird. Ein Signal
wird aus dem weiteren Sensor, insbesondere aus dem weiteren Temperatursensor, ausgelesen.
Das ausgelesene Signal wird zu einem Wert einer Brennleistung drittverarbeitet und
in die Bestimmung einer aktuellen Brennleistung der Verbrennungsvorrichtung mit einbezogen.
[0034] Eine weitere Möglichkeit zur Auflösung von Mehrdeutigkeiten besteht darin, ein Zufuhrsignal
in die Auswertung mit einzubeziehen. Ein solches Zufuhrsignal kann beispielsweise
eine Gebläsedrehzahl eines Gebläses in einem Luftzufuhrkanal sein. Ebenso kann ein
solches Zufuhrkanal ein Signal eines Flusssensors im Luftzufuhrkanal oder im Brennstoffzufuhrkanal
sein. Zudem kann ein Zufuhrsignal aus einer Luftklappenstellung und/oder aus einer
Stellung eines Brennstoffaktors gewonnen werden. Die Verwendung eines Zufuhrsignales
hat den Vorteil, dass die Zuordnung von Zufuhrsignal zu Brennleistung oft eindeutig
ist.
[0035] Die beiden Kennlinien zur Ermittlung der Paare an Brennleistung sind für eine vorgegebene
Luftzahl festgelegt. Bei entsprechender Positionierung der beiden Sensoren im Feuerraum
gibt es genau ein Punktepaar der beiden Sensorwerte, bei dem beide Brennleistungen
für alle möglichen Luftzahlwerte gleich sind
[0036] Mit dem vorgestellten Verfahren kann die Brennleistung im Wertebereich als Funktion
des jeweiligen Messsignales bei einem vorgegebenen Sollwert der Luftzahl bestimmt
werden. Die Bestimmung erfolgt für jeden im Feuerraum angeordneten Sensor. Damit können
sowohl Luftzahl als auch Brennleistung auf vorgegebene Sollwerte ausgeregelt werden.
Die Brennleistungen in Abhängigkeit des zugehörigen Sensorsignals können für beide
Funktionen als Polynom hinterlegt sein. In einer bevorzugten Ausführung können die
beiden Funktionen als Folge von Punkten hinterlegt sein, zwischen denen linear auf
der minimalen Abstandsstrecke zwischen beiden Punkten interpoliert wird. Werden weitere
Sensoren verwendet, so wird eine Funktion der Brennleistung im Wertebereich von drei
oder mehr Sensoren hinterlegt. Ein weiterer Sensor kann beispielsweise ein dritter
Sensor im Feuerraum oder ein Zufuhrsensor sein.
[0037] Die Regelung erfolgt beispielsweise, indem man zunächst den Luftaktor oder alternativ
den Brennstoffaktor so verstellt. Die Verstellung erfolgt solange, bis die aus beiden
Temperaturwerten ermittelten Brennleistungen gleich sind oder nahe beieinander liegen.
Danach wird die Brennleistung beispielsweise als Mittelwert beider ermittelten Brennleistungen
errechnet. Daraufhin werden Luftaktor und Brennstoffaktor so verstellt, dass bis die
errechnete Brennleistung auf ihrem Sollwert liegt, beispielsweise über einen Regelkreis.
Eine daraus folgende eventuelle Abweichung der Luftzahl vom Sollwert wird wieder über
den Luftaktor oder alternativ den Brennstoffaktor nachgeregelt. Als Ergebnis der Nachregelung
sind die aus beiden Messsignalen errechneten Brennleistungen wieder gleich.
[0038] Alternativ können Luftzahl und Brennleistung über eine Mehrkreisregelung gemeinsam
innerhalb eines Totbandes der Zielwerte eingestellt werden.
[0039] Über die Korrektur der Luftzahl können Änderungen durch äussere Einflüsse auf den
Brennstoff korrigiert werden. Eine Änderung der Brennstoffzusammensetzung hat zunächst
eine Auswirkung auf die Luftzahl. Durch das hier offenbarte Verfahren wird eine Abweichung
der Luftzahl korrigiert. Ebenso kann eine Änderung des Brennstoffeingangsdrucks und/oder
der Brennstofftemperatur und/oder des Luftdruckes und/oder der Lufttemperatur über
die Luftzahlregelung korrigiert werden.
[0040] Äussere Einflüsse auf die Brennleistung können ebenfalls kompensiert werden, da die
Brennleistung neu berechnet und auf einen vorgegebenen Sollwert ausgeregelt werden
kann. Auch Änderungen im Zuluft-/Abgasweg können so hinsichtlich der Luftzahl als
auch der Brennleistung korrigiert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0041] Verschiedene Merkmale werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung
der offenbarten nicht einschränkenden Ausführungsformen ersichtlich. Die Zeichnungen,
die der detaillierten Beschreibung beiliegen, können kurz wie folgt beschrieben werden:
FIG 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit zwei Sensoren zur Flammenüberwachung
im Feuerraum.
FIG 2 zeigt den Verlauf der Brennleistung über das Messignal eines im Feuerraum angeordneten
Sensors, wenn die Zuordnung eindeutig ist.
FIG 3 zeigt den Verlauf der Brennleistung über den Signalen zweier im Feuerraum angeordneter
Sensoren, wenn die Zuordnung eines Sensors nicht eindeutig ist.
FIG 4 zeigt den Verlauf der Brennleistung über den Signalen zweier im Feuerraum angeordneter
Sensoren, wenn sich die Signalverläufe kreuzen.
FIG 5 zeigt den Verlauf der Brennleistung über den Signalen zweier im Feuerraum angeordneter
Sensoren und den abweichenden Verlauf beider Signale, wenn das Gemisch abgemagert
worden ist.
FIG 6 zeigt den Verlauf der Brennleistung über den Signalen zweier im Feuerraum alternativ
angeordneter Sensoren und den abweichenden Verlauf beider Signale, wenn das Gemisch
abgemagert worden ist.
FIG 7 zeigt den Verlauf der Luftzufuhr über dem Luftzufuhrsignal für zwei verschiedene
Zuluft-Abgaswege.
FIG 8 zeigt den Verlauf zweier vorgegebener Stellkurven für das Brenngasventil und
die berechnete Stellkurve für die aktuellen Brennstoffparameter und/oder Gasparameter.
Detaillierte Beschreibung
[0042] FIG 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung 1 wie beispielsweise einen wandhängenden
Gasbrenner und/oder einen bodenstehenden Gasbrenner. Im Feuerraum 2 der Verbrennungsvorrichtung
1 brennt im Betrieb eine Flamme eines Wärmeerzeugers. Der Wärmeerzeuger tauscht die
Wärmeenergie der heissen Brenngase in ein anderes Fluid wie beispielsweise Wasser.
Mit dem warmen Wasser wird beispielsweise eine Warmwasserheizungsanlage betrieben
und/oder Trinkwasser erwärmt. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann mit der Wärmeenergie
der heissen Brennstoffe und/oder Brenngase ein Gut beispielsweise in einem industriellen
Prozess erhitzt werden. Gemäss einer weiteren Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger
Teil einer Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung, beispielsweise ein Motor einer solchen
Anlage. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist der Wärmeerzeuger eine Gasturbine.
Ferner kann der Wärmeerzeuger der Erhitzung von Wasser in einer Anlage zur Gewinnung
von Lithium und/oder Lithiumkarbonat dienen. Die Abgase 10 werden aus dem Feuerraum
2 beispielsweise über einen Schornstein abgeführt.
[0043] Die Luftzufuhr 5 für den Verbrennungsprozess wird über ein (motorisch) angetriebenes
Gebläse zugeführt. Über die Signalleitung 14 gibt eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung
13 dem Gebläse die Luftzufuhr
VL vor, die es fördern soll. Damit wird die Gebläsedrehzahl des Gebläsedrehzahlsensors
12 ein Mass für die Luftzufuhr 5.
[0044] Gemäss einer Ausführungsform wird die vom Sensor 12 ermittelte Gebläsedrehzahl der
Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 vom Gebläse und/oder Antrieb 4 und/oder Luftaktor
4 zurückgemeldet. Beispielsweise ermittelt die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13
die Drehzahl des Gebläses über die Signalleitung 15.
[0045] Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 umfasst vorzugsweise einen Microcontroller.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 umfasst idealerweise einen Microprozessor.
Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 kann eine Regeleinrichtung sein. Vorzugsweise
umfasst die Regeleinrichtung einen Microcontroller. Die Regeleinrichtung umfasst idealerweise
einen Microprozessor. Die Regeleinrichtung kann einen proportionalen und integralen
Regler umfassen. Ferner kann die Regeleinrichtung einen proportionalen und integralen
und derivativen Regler umfassen.
[0046] Ferner kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 eine im Feld programmierbare
(Logik-) Gatter-Anordnung umfassen. Ausserdem kann die Steuer- und/oder Regeleinrichtung
13 eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung umfassen.
[0047] In einer Ausführungsform umfasst die Signalleitung 14 oder 15 einen Lichtwellenleiter.
In einer speziellen Ausführungsform ist die Signalleitung 14 oder 15 als Lichtwellenleiter
ausgeführt. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf galvanische Trennung
und Schutz vor Explosionen.
[0048] Wird die Luftzufuhr 5 über eine Luftklappe und/oder ein Ventil eingestellt, kann
als Mass für die Luftzufuhr 5 die Klappen- und/oder Ventilstellung verwendet werden.
Ferner kann ein aus dem Signal eines Drucksensors 12 und/oder Massenstromsensors 12
und/oder Volumenstromsensors 12 abgeleiteter Messwert verwendet werden.
[0049] Gemäss einer Ausführungsform ist die Luftzufuhr
VL der Wert der aktuellen Luftdurchflussrate. Die Luftdurchflussrate kann in Kubikmeter
Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein. Die Luftzufuhr
VL kann somit in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein.
[0050] Die Brennstoffzufuhr
VB wird durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 mit Hilfe mindestens eines Brennstoffaktors
7 - 9 und/oder mindestens eines (motorisch) einstellbaren Ventiles 7 - 9 eingestellt
und/oder ausgeregelt. In der Ausführung in FIG 1 ist der Brennstoff 6 ein Brenngas.
Eine Verbrennungsvorrichtung 1 kann dann an verschiedene Brenngasquellen angeschlossen
werden, beispielsweise an Quellen mit hohem Methan-Anteil und/oder an Quellen mit
hohem Propan-Anteil. Ebenso ist vorgesehen, die Verbrennungsvorrichtung 1 an eine
Quelle eines Gases oder einer Gasmischung angeschlossen ist, wobei das Gas oder die
Gasmischung Wasserstoff umfasst. In einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen,
dass das Gas oder die Gasmischung mehr als fünf Prozent, insbesondere mehr als fünf
Prozent der Stoffmenge, an Wasserstoff umfasst. In einer weiteren speziellen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Gas oder die Gasmischung nur oder im Wesentlichen nur Wasserstoffgas
umfasst. In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Brennstoff und/oder
das Gas und/oder die Gasmischung variabel null bis dreissig Prozent der Stoffmenge
an Wasserstoffgas umfasst. In FIG 1 wird die Menge an Brenngas durch mindestens ein
(motorisch) einstellbares Brennstoffventil 7 - 9 von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung
13 eingestellt. Der Ansteuerwert, beispielsweise ein pulsweitenmoduliertes Signal,
des Gasventiles 7 - 9 ist dabei ein Mass für die Menge an Brenngas. Er ist auch ein
Wert für die Brennstoffzufuhr
VB.
[0051] Wird als Brennstoffaktor 7 - 9 eine Gasklappe verwendet, so kann als Mass für die
Menge an Brenngas die Position einer Klappe verwendet werden. Gemäss einer speziellen
Ausführungsform werden ein Brennstoffaktor 7 - 9 und/oder Brennstoffventil 7 - 9 anhand
eines Schrittmotors eingestellt. In jenem Fall ist die Schrittstellung des Schrittmotors
ein Mass für die Menge an Brenngas. Das Brennstoffventil und/oder die Brennstoffklappe
kann auch in einer Einheit mit zumindest einem oder mehreren Sicherheitsabsperrventilen
7, 8 integriert sein. Eine Signalleitung 16 verbindet den Brennstoffaktor 7 mit der
Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. Eine weitere Signalleitung 17 verbindet den
Brennstoffaktor 8 mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13. Wiederum eine weitere
Signalleitung 18 verbindet den Brennstoffaktor 9 mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung
13. In einer speziellen Ausführungsform umfassen die Signalleitungen 16 - 18 jeweils
einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf galvanische
Trennung und Schutz vor Explosionen.
[0052] Weiterhin kann mindestens eines der Brennstoffventile 7 - 9 ein intern über einen
Strömungs- und/oder Drucksensor geregeltes Ventil sein, das einen Sollwert erhält
und den Istwert des Strömungs- und/oder Drucksensors auf den Sollwert regelt. Der
Strömungs- und/oder Drucksensor kann dabei als Volumenstromsensor beispielsweise als
Turbinenradradzähler und/oder als Balgenzähler und/oder als Differenzdrucksensor realisiert
sein. Der Strömungs- und/oder Drucksensor kann auch als Massenstromsensor, beispielsweise
als thermischer Massenstromsensor, ausgeführt sein.
[0053] FIG 1 zeigt ebenfalls eine Verbrennungsvorrichtung 1 mit einem ersten Sensor 19.
Der Sensor 19 ist vorzugsweise im Feuerraum 2 angeordnet. Der erste Sensor 19 umfasst
vorteilhaft einen ersten Temperatursensor 19. Idealerweise ist der erste Sensor 19
ein erster Temperatursensor 19.
[0054] Eine Signalleitung 21 verbindet den Temperatursensor 19 mit der Steuer- und/oder
Regeleinrichtung 13. In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Signalleitung
21 einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf
galvanische Trennung und Schutz vor Explosionen.
[0055] FIG 1 zeigt ebenfalls eine Verbrennungsvorrichtung 1 mit einem zweiten Sensor 20.
Der Sensor 20 ist vorzugsweise im Feuerraum 2 angeordnet. Der zweite Sensor 20 umfasst
vorteilhaft einen zweiten Temperatursensor 20. Idealerweise ist der zweite Sensor
20 ein zweiter Temperatursensor 20.
[0056] Eine Signalleitung 22 verbindet den Temperatursensor 20 mit der Steuer- und/oder
Regeleinrichtung 13. In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Signalleitung
22 einen Lichtwellenleiter. Lichtwellenleiter verschaffen Vorteile im Hinblick auf
galvanische Trennung und Schutz vor Explosionen.
[0057] FIG 2 zeigt den Signalverlauf 24 der Brennleistung 23 über dem Sensorsignal des ersten
Sensors 19 für ein festes Brenngas bei einem vorgegebenen, konstanten Mischungsverhältnis.
In FIG 2 ist der Sensor 19 so angeordnet, dass dem Sensorsignal eindeutig die Brennleistung
23 zugeordnet werden kann. Einen solchen Signalverlauf 24 erhält man beispielsweise,
wenn ein Temperatursensor 19 nahe am Brenner 3 angebracht ist. Die Kennlinie 24 unterscheidet
sich von der in
EP1902254B1 genannten Kennlinie dadurch, dass die Kennlinie 24 entlang der Ordinate die Brennleistung
23 und nicht das Temperatursignal hat. Mithin kann also über die in FIG 2 dargestellten
Kennlinie 24 aus dem Signal die Brennleistung 23 ermittelt werden. Hierfür ist die
Luftzahl λ für jede Brennleistung 23 eingestellt. Die Kennlinie 24 ist in einer bevorzugten
Ausführung in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 hinterlegt. Die Zuordnung erfolgt
auch dort. Alternativ kann die Kennlinie 24 in einer elektronischen Schaltung am ersten
Temperatursensor 19 oder in einer beliebigen anderen Einheit hinterlegt sein. Dort
erfolgt auch die Auswertung.
[0058] Mit der Kennlinie 24 kann die Brennleistung 23 direkt ermittelt werden, so dass ein
Luftzufuhrsensor 12 nicht benötigt wird. Ist die Brenngasdosierung der Luftzufuhr
5 direkt zugeordnet, so sind Brennleistung 23 und Luftzufuhr 5 ebenfalls direkt einander
zugeordnet. Damit kann die Luftzufuhr 5 über die genannte Zuordnung zwischen Brennleistung
23 und Luftzufuhr 5 und über das Stellsignal gemäss Leitung 14 eingestellt werden.
Als Alternative kann die Luftzufuhr 5 auf diese Weise über einen geschlossenen Regelkreis
eingeregelt werden. In einer bevorzugten Ausführung ist das Luftzufuhrsignal vorhanden,
die Zuordnung zwischen Luftzufuhr 5 und dem Signal unterliegt aber äusseren Einflüssen.
Dies können Änderungen beispielsweise der Lufttemperatur und/oder des Umgebungsdruckes
und/oder des Zuluft-/Abgasweges sein. Typischerweise ist ein Signal, bei dem solche
Änderungen nicht kompensiert werden, das Gebläsedrehzahlsignal des Gebläses 4 oder
die Positionsrückmeldung einer Luftklappe. Die Zuordnung zwischen Luftzufuhr 5 und
dem Sensorsignal an Leitung 12 gegenüber Referenzbedingungen kann im Betrieb regelmässig
nachkalibriert werden. Die Nachkalibrierung erfolgt mit Hilfe des Sensorsignales und
der über die Kennlinie 24 ermittelten Brennleistung 23 sowie mit Hilfe der Zuordnung
zwischen Brennleistung 23 und der Luftzufuhr 5. Dieser Vorgang hat den Vorteil, dass
mit dem Sensorsignal an Leitung 12 die Luftzufuhr 5 und damit die Brennleistung 23
schnell verändert werden können. Demgegenüber erfolgt die Korrektur über die Kennlinie
24 viel langsamer. Ebenso kann die Kennlinie eines Gaszufuhrsensors korrigiert werden,
etwa die Brennstoffzufuhr anhand der Position einer Gasklappenstellung. Dabei werden
das Luftstellsignal an Leitung 14 und damit die Luftzufuhr 5 direkt der Brennstoffdosierung
zugeordnet.
[0059] Der Verlauf der Kennlinie 24 hängt stark von der Position des Sensors im Feuerraum
2 ab. Eine Sensorposition nahe oder direkt am Brenner 3 hat den Nachteil, dass die
Dynamik des Sensorsignales durch die Wärmekapazität des Brenners 3 beeinträchtigt
wird. Damit wird die Regelung träge. Ausserdem möchte man den ersten Sensor 19 auch
gleichzeitig zur Flammenüberwachung nutzen. Damit die Flamme überwacht werden kann,
muss der Sensor 19 in einer Position im Flammenbereich oder nahe ihm angeordnet sein.
Zur Flammenüberwachung sollte Sensor 19 auch ausreichend schnell reagieren, also eine
ausreichend kleine Zeitkonstante haben. FIG 3 zeigt den Verlauf einer Kennlinie 24
der Brennleistung 23 in Abhängigkeit vom Sensorsignal aus Leitung 21, wenn der Sensor
19 im Feuerraum 2 in oder nahe der Flamme angeordnet ist.
[0060] Wie man in FIG 3 sieht, kann dem Sensorsignal aus Leitung 21 nicht mehr eindeutig
über die Kennlinie 24 die Brennleistung 23 zugeordnet werden. Daher wird im Feuerraum
2 ein zweiter Sensor 20 angebracht, der über eine von Kennlinie 24 abweichende Kennlinie
25 das Sensorsignal aus Leitung 22 der Brennleistung 23 zuordnet. Damit über die beiden
Kennlinien 24 und 25 eine eindeutige Zuordnung der beiden Sensorwerte zur Brennleistung
23 als Funktion zweier Variablen möglich ist, darf für alle Werte der Brennleistung
23 im Wertebereich der möglichen Brennleistungen 23 das Punktepaar mit den Signalen
an den Leitungen 21 und 22, das über die Kennlinien 24 und 25 dem jeweiligen Wert
der Brennleistung 23 zugeordnet wird, nur einmal vorkommen.
[0061] In der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 können beispielsweise die beiden Kennlinien
24 und 25 als Polynom hinterlegt sein. Die Zuordnung erfolgt dann mittels einer Vorschrift,
mit der die verschiedenen Brenngasleistungen für die aktuell aufgezeichneten Signale
21 und 22 mittels der Kennlinien 24 und 25 berechnet werden. In einer bevorzugten
Ausführung sind die Kennlinien 24 als Folge von Wertepaaren (21/23) und (22/23) hinterlegt.
Die Signale aus den Leitungen 21 und 22 können zwischen den entsprechenden, hinterlegten
Wertepaaren (21/23) und (22/23) liegen. Es werden dann zu den Signalen aus den Leitungen
21 und 22 entsprechende, benachbarte Wertepaare (21/23) und (22/23) ermittelt. Zur
Ermittlung der Brennleistung 23 wird linear interpoliert.
[0062] Daraufhin werden die Abweichungen der Brennleistungen 23 für die Signale aus den
Leitungen 21 und 22 ermittelt. Dazu wird der Betrag der Differenz zwischen allen berechneten
Brennleistungen 23 aus Kennlinie 24 und allen berechneten Werten aus Kennlinie gebildet.
Von den beiden Brennleistungen 23 mit der geringsten Differenz wird beispielsweise
der Mittelwert oder einer der beiden berechneten Werte als zugeordneter Wert genommen.
Existieren für die Signale aus den Leitungen 21, 22 in den Kennlinien 24, 25 nur genau
eine Brennleistung 23 für zumindest einen der beiden Kennlinien 24, 25, so wird dieser
als Ergebnis genommen.
[0063] FIG 4 zeigt, dass die beiden Kennlinien sich auch schneiden können. Solange die oben
genannte Bedingung für die eindeutige Zuordnung erfüllt ist, können auch mit solchen
Kennlinien die Brennleistung 23 und damit die Luftzufuhr 5 bestimmt werden.
[0064] Ist die Bedingung für die eindeutige Zuordnung nicht immer erfüllt, so kann mit Hilfe
eines weiteren Signales die Zuordnung eindeutig gemacht werden. Dieses weitere Signal
kann von einem weiteren Sensor im Feuerraum 2 stammen, der bei den jeweiligen Signalen
mit nicht eindeutiger Zuordnung diese Zuordnung klarstellt. Mit diesem weiteren Sensor
im Feuerraum 2 wird eine weitere Kennlinie hinterlegt mit der wie oben beschrieben
die Brennleistung 23 eindeutig bestimmt werden kann.
[0065] Besonders bevorzugt als dritter Sensor ist ein Luftzufuhrsensor 12 und/oder ein Brennstoffzufuhrsensor.
Wird als Luftzufuhrsensor 12 die Gebläsedrehzahl oder die Position einer Luftklappe
verwendet, so kann das rückgemeldete Signal an Leitung 15 trotz seiner oben beschriebenen
Ungenauigkeiten zur Klarstellung der eindeutigen Zuordnung verwendet werden. Eine
solche Klärung kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Brenngaswerte mit gleichem
oder ähnlichem Wertepaar weit auseinander liegen. Vorteilhaft liegen die Brenngaswerte
mit gleichem oder ähnlichem Messwertepaar an den Leitungen 21, 22 dabei nicht im Fehlerbereich
der genannten äusseren Einflüsse.
[0066] Mit dem vorgestellten Verfahren und der vorgestellten Anordnung kann aber nicht nur
aus den Signalen an den Leitungen 21, 22 der Sensoren 19, 20 im Feuerraum 2 die Brennleistung
23 und daraus die Luftzufuhr 5 ermittelt. Ebenso kann mit dem vorgestellten Verfahren
und der vorgestellten Anordnung nicht nur die Brennstoffzufuhr 6 für eine fest vorgegeben
Mischung eines Brenngases ermittelt werden. Mit den vorgestellten Mitteln kann auch
der Brennstoff, insbesondere das Brenngas, im richtigen Verhältnis zu Luftzufuhr 5
dosiert werden. Voraussetzung dafür ist, dass Luftzufuhr 5 und Brennstoffzufuhr 6
frei über die jeweiligen Aktoren 4, 9 für Luft und für Brennstoff einstellbar sind.
FIG 5 zeigt das Verhalten der Signale den Leitungen 21 und 22 über der Brennleistung
23. FIG 5 betrifft den Fall, dass im Verhältnis zur eingestellten Luftzahl λ das Gemisch
zu mager wird, also zu wenig Brenngas gegenüber dem Sollwert vorhanden ist. Die Kennlinien
24 und 25 entsprechen den Sensorsignalen an den Leitungen 21 und 22 für verschiedene
Brennleistungen 23, wenn das Gemisch so eingestellt ist, dass die Sollluftzahl λ
soll erreicht wird. Wird das Gemisch magerer, so ergeben sich die Kennlinie 26 für Sensor
19 und Kennlinie 27 für Sensor 20. Normalerweise verschiebt sich durch die Abmagerung
die Kennlinie 24 zur Kennlinie 25 um einen anderen Betrag als Kennlinie 26 zur Kennlinie
27.
[0067] Grundsätzlich können zur angestrebten Korrektur der Luftzahl λ anstatt der Kennlinien
24 und 25 zwei Kennflächen als Funktion der Brennleistung 23 über den jeweiligen Temperaturwerten
aus den Leitungen 21 und 22 und jeweils der Luftzahl λ hinterlegt sein. Man kann dann
die Brennleistung 23 und die Luftzahl λ eindeutig bestimmen. Voraussetzung dafür ist,
dass für jeden Punkt der Brennleistung 23 und der Luftzahl λ über alle sich ergebende
Punktepaare das Paar an Signalwerten aus den Leitungen 21, 22 in beiden Flächen nur
einmal vorkommt. Ist das Punktepaar bestimmt, so können direkt die aktuelle Brennleistung
23 und die aktuelle Luftzahl λ dem Punktepaar zugeordnet werden. Die beiden Aktoren
4 und 9 können daraufhin auf den Sollwert korrigiert werden.
[0068] Die für die Korrektur genannte Bedingung der eindeutigen Bestimmbarkeit ist für die
beiden Flächen nicht immer einzuhalten. Daher ist häufig ein drittes Signal notwendig,
um Brennleistung 23 und die Luftzahl λ eindeutig zu bestimmen. Dieses dritte Signal
kann von einem weiteren Sensor im Feuerraum stammen. Bevorzugt handelt sich aber um
das Luftzufuhrsignal aus Leitung 14 oder 15. Beispielsweise kann das dritte Signal
aus der Gebläsedrehzahlrückmeldung eines Gebläsedrehzahlsensors 12 im Gebläse oder
der Position einer Luftklappe stammen. Ebenso kann das dritte Signal aus der Stellung
eines Brennstoffaktors, insbesondere aus einer Position einer Gasklappe 9, stammen.
Eine Positionierung der Sensoren im Feuerraum zur Erfüllung der Anforderungen für
eine eindeutige Zuordnung der Signale zu Brennleistung 23 und/oder Luftzahl λ im Wertebereich
ist mit Hilfe des zusätzlichen, dritten Sensorwertes deutlich einfacher zu bewerkstelligen.
[0069] Entsprechend erfolgt die Korrektur von Brennleistung 23 und/oder Luftzahl λ, wenn
das Gemisch gegenüber der Sollluftzahl λ
soll fetter ist. Dann befindet sich die entsprechende Kennlinie für fetteres Gemisch auf
der anderen Seite der jeweiligen Kennlinie 24 oder 25.
[0070] Das Hinterlegen zweier Flächen in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 ist aufwändig.
Daher sind in einem bevorzugten Vorgehen nur zwei Funktionen 24, 25 der Brennleistung
23 in Abhängigkeit beider Sensorsignale 21, 22 der Sensoren 19, 20 hinterlegt. Die
Kennlinien 24, 25 können jeweils als Polynom in Abhängigkeit von mehreren Messsignalen
hinterlegt sein. Die Kennlinien 24, 25 können auch als Folge von Punkten in der Steuer-
und/oder Regeleinrichtung 13 hinterlegt. Zwischen den Punkten wird vorzugsweise linear
interpoliert. Eventuell kommen Signale von weiteren Sensoren am Feuerraum 2 und/oder
in der Luftzufuhr 5 und/oder in der Brennstoffzufuhr 6 wie etwa ein Gebläsedrehzahlsensor
12 hinzu.
[0071] In einer ersten Variante erfolgt die Regelung, indem die Luftzufuhr 5 über den Luftaktor
4 konstant oder nahezu konstant gehalten wird. Die Brennstoffzufuhr 6 wird durch den
Brennstoffaktor 9 verändert, bis eine Differenz der ermittelten Werte der Brennleistungen
23 aus beiden Kennlinien 24, 25 innerhalb eines definierten Schwellwertes liegt.
[0072] In einer zweiten Variante wird die Brennstoffzufuhr 6 über den Brennstoffaktor 9
konstant oder nahezu konstant gehalten. Die Luftzufuhr 5 wird über den Luftaktor 4
verändert, bis eine Differenz der ermittelten Werte der Brennleistungen 23 aus beiden
Kennlinien 24, 25 innerhalb eines definierten Schwellwertes lieget.
[0073] Die Stellrichtung wird über den Differenzbetrag der beiden ermittelten Brennleistungen
23 ermittelt, beispielsweise indem detektiert wird, dass sich der Differenzbetrag
verkleinert. Kommen weitere Sensormesswerte hinzu, wird beispielsweise die Summe der
quadrierten errechneten Differenzwerte mit dem vorgegebenen Schwellwert verglichen.
Mit diesem Vorgehen ist sichergestellt, dass die Ist-Luftzahl λ
ist auf der gemäss den Kennlinien 24, 25 vorgegebenen Sollluftzahl λ
soll liegt. Im nächsten Schritt wird die Brennleistung P
ist bestimmt, indem beispielsweise der arithmetische Mittelwert aus beiden mit Hilfe
der Kennlinien 24 und 25 bestimmten Brennleistungen 23 errechnet wird. Danach werden
der Luftaktor 4 und mindestens ein Brennstoffaktor 7-9 gemeinsam verstellt, bis die
vorgegebene Brennleistung P
soll erreicht ist. Die Luftzahl λ kann bedingt durch die Brennleistungsverstellung etwas
abweichen. In diesem Fall kann die Luftzahl λ, wie beschrieben, über ein Verstellen
mindestens eines Brennstoffaktors 7 - 9 oder des Luftaktors 4 bei der Soll-Brennleistung
P
soll nachgeregelt werden.
[0074] In einer dritten Variante werden Brennleistung 23 und Luftzahl λ direkt ausgeregelt,
indem beide Aktoren 4, 7 - 9 verstellt werden. Das Erreichen des jeweiligen Schwellwerts
für die Differenz der Brennleistungen 23 ist wie in der ersten und zweiten Variante
als Kriterium in der Mehrkreisregelung hinterlegt.
[0075] Nahezu konstant bedeutet in den oben genannten Varianten, dass der erste Aktor langsamer
als der zweite Aktor verstellt wird. Mithin können die Sollwerte für Luftzahl λ
soll und Brennleistung P
soll immer erreicht werden. In der zweiten Variante wird mindestens ein Brennstoffaktor
7 - 9 langsamer verstellt als der Luftaktor 4. In der ersten Variante wird Luftaktor
4 langsamer verstellt als der mindestens eine Brennstoffaktor 7 - 9. Bevorzugt wird
ein Ablauf gewählt, bei dem die vorgegebene, unterschiedliche Geschwindigkeit der
Aktoren 4 und 7 - 9 ausgenutzt wird. Der mindestens eine Brennstoffaktor 7 - 9 mit
einem Schrittmotorantrieb ist schneller als der Luftaktor 4 mit einem motorisch verstellbaren
Lüfterrad und entsprechendem Trägheitsmoment. Häufig wird daher Variante eins gewählt.
[0076] Mit der vorgestellten Vorgehensweise ist sichergestellt, dass während einer Brennleistungsänderung
zunächst die Luftzahl λ und erst dann die Brennleistung 23 korrigiert wird. So wird
auch während der Brennleistungsänderung die Verbrennungsvorrichtung 1 immer mit der
korrekten Luftzahl λ
soll betrieben. Aus diesem Grund entsprechen die Kennlinien 24, 25 auch Kennlinien der
Brennleistung 23 für die jeweiligen Sensoren 19, 20 bei einer vorgegebenen Luftzahl
λ
soll. Die Sollluftzahl λ
soll hat über der Brennleistung 23 einen über den Kennlinien 24, 25 definierten, in weitem
Bereich beliebigen, Verlauf. So kann die Sollluftzahl λ
soll mit der Brennleistung 23 beispielsweise einen aufsteigenden oder absteigenden Verlauf
haben. In einer speziellen Ausführung ist der Verlauf der Sollluftzahl λ
sol über der Brennleistung 23 konstant.
[0077] In FIG 6 ist die Kennlinie 24 des ersten Sensors 19 beim Luftzahlsollwert λ
soll und beim abgemagerten Luftzahlwert 26 dargestellt. Weiterhin ist die Kennlinie 25
des zweiten Sensors 20 beim Luftzahlsollwert λ
soll und beim abgemagerten Luftzahlwert 27 dargestellt. Insbesondere mit einem dritten
Sensorsignal kann bei einem solchen Verlauf sicher eine eindeutige Zuordnung der Sensorsignale
an den Leitungen 21 und 22 zur Luftzahl λ erreicht werden. Ebenso kann eine eindeutige
Zuordnung zur Brennleistung 23 erreicht werden. Das dritte Sensorsignal kann beispielsweise
eine Gebläsedrehzahlrückmeldung des Gebläses 4 durch die Leitung 15 sein.
[0078] Während einer Verstellung der Brennleistung 23 aufgrund einer geänderten Brennleistungsanforderung
kann der Luftaktor 4 auf einer vorgegebenen Kennlinie eines Luftzufuhrsensors 12 verfahren.
Die vorgegebene Kennlinie kann beispielsweise auf einer Rückmeldung einer Gebläsedrehzahl
beruhen oder aber eine Kennlinie einer Positionsrückmeldung einer Luftklappe sein.
In FIG 7 ist eine solche, in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 13 hinterlegte
Kennlinie 28 über der Gebläsedrehzahlrückmeldung 15 eines Gebläsedrehzahlsensors 12
als Referenzkennlinie dargestellt. Die Kennlinie 28 bezieht sich auf eine bestimmte
und/oder wohldefinierte Umgebungsbedingung.
[0079] Für ein Stellsignal entlang Leitung 14 des Gebläsemotors oder eine Luftklappenstellung
wie für auch ein rückgemeldetes Positionssignal entlang Leitung 15 gilt ein ähnliches
Signal für eine Referenzbedingung. Dabei wurde das Signal über eine in der Steuer-
und/oder Regeleinrichtung 13 hinterlegte Kennlinie vom Ansteuersignal oder einem rückgemeldeten
Positionssignal zur Luftzufuhr 5 vorab linearisiert.
[0080] Wurde nach der Korrektur der Luftzahl λ die aktuelle Brennleistung 23 bestimmt, kann
die Kennlinie 28 an die aktuellen Umgebungsbedingungen angepasst werden. Solche Umgebungsbedingungen
sind beispielsweise Lufttemperatur und/oder Luftdruck und/oder Änderung des Zuluft-/Abgasweges.
Für die aktuell gemessene Gebläsedrehzahl oder Referenzansteuerung ist die Luftzufuhr
5 als direkte Funktion der Brennleistung 23 bekannt. Dabei bedeutet eine direkte Funktion,
dass die Luftzufuhr 5 von keinen andere Argumenten der Funktion als von der Brennleistung
23 abhängt. Die aus Kennlinie 28 ermittelte Zufuhr ist ebenfalls bekannt. Der Korrekturfaktor
kann somit für die aktuelle Luftzufuhr 5 als Verhältnis zwischen beiden Signalen ermittelt
werden. Da die Kennlinien der Referenz-Luftzufuhr-Signale oder der Gebläsedrehzahlrückmeldung
über der Luftzufuhr 5 durch den Nullpunkt gehen, kann Kennlinie 28 zur Kennlinie 29
korrigiert werden. Dabei wird jeder Kennlinienwert mit dem ermittelten Korrekturfaktor
multipliziert wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens können schnell die Brennleistung 23
und die Luftzufuhr 5 über die korrigierte Kennlinie 29 verstellt werden. Währenddessen
kann die Korrektur der Luftzufuhr 5 über die Kennlinien 24, 25 langsam erfolgen. So
werden beide Vorgänge voneinander entkoppelt. Über ein Mittelwertfilter können Fluktuationen
der Messwerte der Brennleistung 23 auch herausgemittelt werden und so die Brennleistung
23 stabil bestimmt werden. Die Brennleistung 23 kann so auch korrigiert werden. Die
Geschwindigkeit einer Brennleistungsänderung wird dabei nicht beeinträchtigt.
[0081] Die Kennlinie, auf welcher der Brennstoffaktor 9 verfährt, ist in FIG 8 dargestellt.
Zwei Referenzkennlinien 30, 31, die für unterschiedliche Drücke und/oder unterschiedliche
Brenngaszusammensetzungen ermittelt wurden, sind in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung
13 hinterlegt. Die Kennlinien 30, 31 beschreiben das Gasdosierungssignal über der
Luftzufuhr 5, repräsentiert durch den korrigierten Signalwert der Luftzufuhr 5 oder
der Brennleistung 23. Das Gasdosierungssignal repräsentiert dabei die Brennstoffzufuhr
und/oder Gaszufuhr. Die beiden Kennlinien 30, 31 wurden unter Referenzbedingungen,
das heisst für bestimmte Eingangsdrücke und/oder Brenngaszusammensetzungen ermittelt.
Die Kennlinie 30 wurde mit einem hochkalorischen Brennstoff oder Brenngas und/oder
mit einem hohen Eingangsdruck ermittelt. Die Kennlinie 31 wurde mit einem niederkalorischen
Brennstoff oder Brenngas und/oder mit einem tiefen Eingangsdruck ermittelt. Im Betrieb
wird bestimmt, wie das aktuelle Verhältnis zwischen Brenngas und Luft ist, indem wie
oben beschrieben, die Signale aus den Sensoren 19, 20 im Feuerraum 2 verschoben werden.
Die Signale werden auf ein eindeutiges Wertepaar auf beiden Kennlinien 24 und 25 verschoben,
indem der Brennstoffaktor 9 bis zu diesem Ziel verändert wird.
[0082] Mit der aktuellen, korrigierten Brennstoffzufuhr 6 bei der zugeordneten Luftzufuhr
5 kann über den gewichteten Mittelwert ein Verhältnis ermittelt werden. In diesem
Verhältnis befindet sich das Brennstoffdosiersignal und/oder das Gasdosiersignal.
Das Verhältnis repräsentiert die aktuellen Brennstoffparameter und/oder Gasparameter,
wie Brenngaszusammensetzung und/oder Eingangsdruck und/oder Brenngastemperatur. Weil
für alle Brennleistungssignale bei gleichen Brennstoffparametern und/oder Gasparametern
das gleiche Verhältnis gilt, kann die Kennlinie 32 berechnet werden. Auf der Kennlinie
32 kann entsprechend den aktuellen Brennstoffparametern und/oder Gasparametern der
Brennstoffaktor 9 seine Brennleistung 23 schnell verändern. Insbesondere kann anhand
der Kennlinie 32 entsprechend den aktuellen Brennstoffparametern und/oder Gasparametern
der Brennstoffaktor 9 seine Stellung schnell verändern.
[0083] Wenn sich zumindest ein Brennstoffparameter und/oder Gasparameter ändert, wird dies
anhand der Korrektur des Gewichtungsverhältnisses über die Anpassung der Sensorsignale
an den Leitungen 21 und 22 an die Kennlinien 24, 25 wie oben beschrieben erreicht.
Die neue Kennlinie kann mit dem neuen Gewichtungsparameter berechnet werden. Das Verfahren
zur Berechnung der korrigierten Kennlinie 32 zur Ansteuerung des Brennstoffaktors
9 bei unterschiedlichen Brennstoffparametern und/oder Gasparametern entspricht dem
Verfahren wie in
EP1154202B2 beschrieben. Mit dem beschriebenen Verfahren kann auch eine Änderung der Brennstoffzusammensetzung
oder des Gaseingangsdruckes korrigiert werden, weil diese Parameter sich auf die Luftzahl
λ auswirken. Die Luftzahl λ wird mittels Anpassung an die Kennlinien 24, 25 wie oben
beschrieben ausgeregelt.
[0084] Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass mit den beiden Sensoren 19,
20 die Flamme überwacht werden kann, um beispielsweise einen Flammenabriss zu detektieren.
Hierzu werden die beiden von den Sensoren 19, 20 erzeugten Signale 21, 22 neben der
Regelung auf die Luftzahl λ und der Brennleistung 23 auch zur Detektion des Vorhandenseins
einer Flamme verwendet.
[0085] So kann zumindest ein Signal 21 oder 22 auf das Unterschreiten eines Schwellwerts
ausgewertet werden. Die Schwellwerte können für Sensorsignal 21 anders als für Sensorsignal
22 gewählt werden. Wird der jeweilige Schwellwert unterschritten, so ist beispielsweise
die Temperatur so gering, dass keine Flamme mehr brennen kann. Es wird ein Signal
erzeugt, mit dem die Sicherheitsabsperrventile 8,9 über die Leitungen 16, 17 geschlossen
werden, damit kein zündbarer Brennstoff unverbrannt austreten kann. In einer weiteren
Variante wird die Differenz beider Signale 21 und 22 gebildet, wobei darauf geachtet
werden muss, dass beide Signale während des Betriebs nicht den gleichen Temperaturwert
haben. Erlischt nun die Flamme, so gleichen sich beide Temperaturen schnell an. Sinkt
also die Differenz beider Signale unter einen vorgegebenen Schwellwert, so wird dies
als Flammenverlust detektiert. Es wird sichergestellt, dass die Sicherheitsabsperrventile
8, 9 geschlossen werden.
[0086] Mit anderen Worten, die vorliegende Offenbarung lehrt ein Verfahren zur Regelung
einer Verbrennungsvorrichtung (1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen
Feuerraum (2) und einen ersten Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten
Temperatursensor (20) im Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden
ist vom zweiten Temperatursensor (20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer ersten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung einer ersten Kennlinie (24), welche für den ersten Temperatursensor
(19) einen ersten Verlauf einer Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem ersten Signal vom ersten Temperatursensor (19) angibt;
Ermitteln mindestens einer zweiten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom zweiten
Signal unter Verwendung einer zweiten Kennlinie (25), welche für den zweiten Temperatursensor
(20) einen zweiten Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem zweiten Signal vom zweiten Temperatursensor (20) angibt;
Ermitteln einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23); und
Regeln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) auf eine Sollleistung
der Verbrennungsvorrichtung (1).
[0087] Indem der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), handelt es sich bei den Temperatursensoren (19, 20) nicht um ein und denselben
Sensor.
[0088] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als arithmetisches
Mittel der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten
Brennleistung (23).
[0089] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als geometrisches
Mittel der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten
Brennleistung (23).
[0090] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als arithmetisches
Mittel der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten
Brennleistung (23) oder
ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als geometrisches
Mittel der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten
Brennleistung (23).
[0091] Die erste Kennlinie (24) ist vorzugsweise verschieden von der zweiten Kennlinie (25).
Indem die erste Kennlinie (24) verschieden ist von der zweiten Kennlinie (25), handelt
es sich bei den Kennlinien (24, 25) nicht um ein und dieselbe Kennlinie.
[0092] In einer Ausführungsform ordnet die erste Kennlinie (24) dem ersten Signal mindestens
zwei verschiedene Brennleistungen (23) zu. Das heisst, dass die Zuordnung eines ersten
Signales zu einer Brennleistung (23) anhand der ersten Kennlinie (24) nicht eindeutig
ist. Die Zuordnung anhand der ersten Kennlinie (24) ist nicht injektiv. In einer Ausführungsform
ordnet die zweite Kennlinie (25) dem zweiten Signal mindestens zwei verschiedene Brennleistungen
(23) zu. Das heisst, dass die Zuordnung eines zweiten Signales zu einer Brennleistung
(23) anhand der zweiten Kennlinie (25) nicht eindeutig ist. Die Zuordnung anhand der
zweiten Kennlinie (25) ist nicht injektiv.
[0093] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Schätzen mindestens einer ersten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung einer ersten Kennlinie (24), welche für den ersten Temperatursensor
(19) einen ersten Verlauf einer Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem ersten Signal vom ersten Temperatursensor (19) angibt;
Schätzen mindestens einer zweiten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom zweiten Signal
unter Verwendung einer zweiten Kennlinie (25), welche für den zweiten Temperatursensor
(20) einen zweiten Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem zweiten Signal vom zweiten Temperatursensor (20) angibt;
Ermitteln einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23); und
Regeln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) auf eine Sollleistung
der Verbrennungsvorrichtung (1).
[0094] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Schätzen mindestens einer ersten Luftzahl λ in Abhängigkeit vom ersten Signal unter
Verwendung einer ersten Kennlinie, welche für den ersten Temperatursensor (19) einen
ersten Verlauf einer Luftzahl λ über dem ersten Signal vom ersten Temperatursensor
(19) angibt;
Schätzen mindestens einer zweiten Luftzahl λ in Abhängigkeit vom zweiten Signal unter
Verwendung einer zweiten Kennlinie, welche für den zweiten Temperatursensor (20) einen
zweiten Verlauf der Luftzahl λ über dem zweiten Signal vom zweiten Temperatursensor
(20) angibt;
Ermitteln einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Luftzahl λ und der mindestens einen zweiten Luftzahl λ;
und
Regeln der aktuellen Luftzahl λ der Verbrennungsvorrichtung (1) auf einen Sollwert
der Luftzahl λsoll.
[0095] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt aus mindestens einem Brennstoffaktor
(7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Regeln der aktuellen Brennleistung (23) der
Verbrennungsvorrichtung (1) auf eine Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1)
umfassend die Schritte:
Bilden einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Erzeugen eines Aktorsignales aus der Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung
(1); und
Senden des Aktorsignales an den mindestens einen Aktor.
[0096] Die Verbrennungsvorrichtung (1) weist vorzugsweise einen Luftzufuhrkanal auf, welcher
in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2) ist. Der Luftaktor (4) wirkt auf den Luftzufuhrkanal.
Die Verbrennungsvorrichtung (1) weist vorzugsweise einen Brennstoffzufuhrkanal auf,
welcher in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2) ist. Der Brennstoffaktor (7 - 9)
wirkt auf den Brennstoffzufuhrkanal.
[0097] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend die Schritte:
Ermitteln mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung der ersten Kennlinie (24), wobei die erste Kennlinie (24) dem ersten
Signal mindestens zwei verschiedene Brennleistungen (23) zuordnet, sodass die mindestens
eine dritte Brennleistung (23) verschieden ist von der mindestens einen ersten Brennleistung
(23);
Bilden einer ersten Differenz zwischen der mindestens einen ersten Brennleistung (23)
und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23);
Bilden einer zweiten Differenz zwischen der mindestens einen dritten Brennleistung
(23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23);
Vergleichen der ersten Differenz mit der zweiten Differenz;
Auswählen der mindestens einen ersten Brennleistung (23), falls die erste Differenz
kleiner ist als die zweite Differenz;
Auswählen der mindestens einen dritten Brennleistung (23), falls die zweite Differenz
kleiner ist als die erste Differenz; und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der ausgewählten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23).
[0098] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer ausgewählten Brennleistung (23), das Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als arithmetisches
Mittel der ausgewählten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23).
[0099] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer ausgewählten Brennleistung (23), das Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als geometrisches
Mittel der ausgewählten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23).
[0100] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer ausgewählten Brennleistung (23), das Verfahren umfassend den Schritt:
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als arithmetisches
Mittel der ausgewählten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23) oder als geometrisches Mittel der ausgewählten Brennleistung (23) und der mindestens
einen zweiten Brennleistung (23).
[0101] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend einen weiteren Sensor im Feuerraum
(2), wobei der weitere Sensor im Feuerraum (2) verschieden ist vom ersten Temperatursensor
(19) und vom zweiten Temperatursensor (20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines weiteren Verbrennungssignales vom weiteren Sensor;
Ermitteln mindestens einer weiteren Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren
Verbrennungssignal unter Verwendung einer weiteren Kennlinie, welche für den weiteren
Sensor einen weiteren Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem weiteren Verbrennungssignal vom weiteren Sensor angibt; und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23) und der mindestens einen weiteren Brennleistung (23).
[0102] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend einen weiteren Sensor im Feuerraum
(2), wobei der weitere Sensor im Feuerraum (2) verschieden ist vom ersten Temperatursensor
(19) und vom zweiten Temperatursensor (20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines weiteren Verbrennungssignales vom weiteren Sensor;
Schätzen mindestens einer weiteren Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren
Verbrennungssignal unter Verwendung einer weiteren Kennlinie, welche für den weiteren
Temperatursensor einen weiteren Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) über dem weiteren Verbrennungssignal vom weiteren Sensor angibt; und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23) und der mindestens einen weiteren Brennleistung (23).
[0103] In einer Ausführungsform umfasst der weitere Sensor im Feuerraum (2) einen weiteren
Temperatursensor im Feuerraum (2). In einer speziellen Ausführungsform ist der weitere
Sensor im Feuerraum (2) ein weiterer Temperatursensor im Feuerraum (2). In einer Ausführungsform
umfasst der weitere Sensor im Feuerraum (2) eine lonisationselektrode im Feuerraum
(2). In einer speziellen Ausführungsform ist der weitere Sensor im Feuerraum (2) eine
lonisationselektrode im Feuerraum (2).
[0104] In einer Ausführungsform ordnet die weitere Kennlinie dem weiteren Signal mindestens
zwei verschiedene Brennleistungen (23) zu. Das heisst, dass die Zuordnung eines weiteren
Signales zu einer Brennleistung (23) anhand der weiteren Kennlinie nicht eindeutig
ist. Die Zuordnung anhand der weiteren Kennlinie ist nicht injektiv.
[0105] Die erste Kennlinie (24), die zweite Kennlinie (25) und die weitere Kennlinie sind
vorzugsweise paarweise verschieden. Indem die erste (24), die zweite (25) und die
weitere Kennlinie paarweise verschieden sind, handelt es sich nicht um die gleichen
Kennlinien. Indem die erste (24), die zweite (25) und die weitere Kennlinie paarweise
verschieden sind, handelt es sich nicht um identische Kennlinien.
[0106] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend mindestens einen Zufuhrkanal in Fluidverbindung
mit dem Feuerraum (2), eine Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) in Wirkverbindung
mit einem Fluid im mindestens einen Zufuhrkanal, wobei die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) ausserhalb des Feuerraumes (2) angeordnet ist, das Verfahren umfassend
die Schritte:
Aufzeichnen eines Zufuhrsignales von der Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12);
Ermitteln einer zufuhrbasierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom Zufuhrsignal
unter Verwendung einer zufuhrbasierten Kennlinie, welche für die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) einen Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem Zufuhrsignal von der Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) angibt; und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23) und der zufuhrbasierten Brennleistung (23).
[0107] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend mindestens einen Zufuhrkanal in Fluidverbindung
mit dem Feuerraum (2), eine Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) in Wirkverbindung
mit einem Fluid im mindestens einen Zufuhrkanal, wobei die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) ausserhalb des Feuerraumes (2) angeordnet ist, das Verfahren umfassend
die Schritte:
Aufzeichnen eines Zufuhrsignales von der Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12);
Schätzen einer zufuhrbasierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom Zufuhrsignal
unter Verwendung einer zufuhrbasierten Kennlinie, welche für die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) einen Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem Zufuhrsignal von der Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) angibt; und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23) und der zufuhrbasierten Brennleistung (23).
[0108] In einer Ausführungsform ordnet die zufuhrbasierte Kennlinie dem Zufuhrsignal genau
eine Brennleistung (23) zu. Das heisst, dass die Zuordnung eines Zufuhrsignales zu
einer Brennleistung (23) anhand der zufuhrbasierten Kennlinie eindeutig ist. Die Zuordnung
anhand der zufuhrbasierten Kennlinie ist injektiv. In einem Spezialfall ist die Zuordnung
anhand der zufuhrbasierten Kennlinie auch surjektiv.
[0109] Es ist vorgesehen, dass der mindestens eine Zufuhrkanal mindestens einen Zufuhrkanal
ausgewählt aus
- einem Luftzufuhrkanal und
- einem Brennstoffzufuhrkanal, insbesondere einem Brennstoffzufuhrkanal,
umfasst. Es ist ferner vorgesehen, dass der mindestens eine Zufuhrkanal genau ein
Zufuhrkanal ausgewählt aus
- einem Luftzufuhrkanal und
- einem Brennstoffzufuhrkanal, insbesondere einem Brennstoffzufuhrkanal, ist.
[0110] Die erste Kennlinie (24), die zweite Kennlinie (25) und die zufuhrbasierte Kennlinie
sind vorzugsweise paarweise verschieden. Indem die erste (24), die zweite (25) und
die zufuhrbasierte Kennlinie paarweise verschieden sind, handelt es sich nicht um
die gleichen Kennlinien. Indem die erste (24), die zweite (25) und die zufuhrbasierte
Kennlinie paarweise verschieden sind, handelt es sich nicht um identische Kennlinien.
[0111] Gemäss einer Ausführungsform ist die Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) ein Luftzufuhrsensor
(12) in oder an einem Luftzufuhrkanal. Der Luftzufuhrsensor (12) kann beispielsweise
einen Turbinenradradzähler und/oder einen Balgenzähler und/oder einen Differenzdrucksensor
und/oder einen Massenstromsensor umfassen. In einer speziellen Ausführungsform ist
der Luftzufuhrsensor (12) ein Turbinenradradzähler und/oder ein Balgenzähler und/oder
ein Massenstromsensor. Der Luftzufuhrsensor (12) ist in diesem Fall in Fluidverbindung
mit einem Fluid, insbesondere mit Luft, im Luftzufuhrkanal. Der Luftzufuhrsensor (12)
ist ebenfalls in Wirkverbindung mit dem Fluid, insbesondere mit Luft, im Luftzufuhrkanal,
weil das Fluid auf den Luftzufuhrsensor (12) wirkt. Gemäss einer Ausführungsform umfasst
die Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) ein Gebläse (4), welches auf den Luftzufuhrkanal
wirkt. Das Gebläse (4) kann insbesondere ein motorisch angetriebenes Gebläse (4) sein.
Das Gebläse (4) ist ausgebildet, seine Gebläsedrehzahl zu signalisieren, insbesondere
zu kommunizieren. Die Gebläsedrehzahl des Gebläses (4) ist ein Mass für die Luftzufuhr
(5). Gemäss wiederum einer anderen Ausführungsform umfasst die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) mindestens einen Luftaktor (4), welcher oder welches auf den Luftzufuhrkanal
wirkt. Der mindestens eine Luftaktor (4) kann insbesondere mindestens eine Luftklappe
(4) sein. Der mindestens eine Luftaktor (4) ist ausgebildet, seine Stellung zu signalisieren,
insbesondere zu kommunizieren. Die Stellung des mindestens einen Luftaktors (4) ist
ein Mass für die Luftzufuhr (6).
[0112] Gemäss noch einer Ausführungsform ist die Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12)
ein Brennstoffzufuhrsensor in oder an einem Brennstoffzufuhrkanal. Der Brennstoffzufuhrsensor
kann beispielsweise einen Turbinenradradzähler und/oder einen Balgenzähler und/oder
einen Differenzdrucksensor und/oder einen Massenstromsensor umfassen. In einer speziellen
Ausführungsform ist der Brennstoffzufuhrsensor ein Turbinenradradzähler und/oder ein
Balgenzähler und/oder ein Massenstromsensor. Der Brennstoffzufuhrsensor ist in diesem
Fall in Fluidverbindung mit einem Fluid, insbesondere mit einem Brennstoff und/oder
mit einem Brenngas, im Brennstoffzufuhrkanal. Der Brennstoffzufuhrsensor ist ebenfalls
in Wirkverbindung mit dem Fluid, insbesondere mit einem Brennstoff und/oder einem
Brenngas, im Brennstoffzufuhrkanal, weil das Fluid auf den Brennstoffzufuhrsensor
wirkt. Gemäss wiederum einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) und/oder mindestens ein Ventil
(7 - 9), welcher oder welches auf den Brennstoffzufuhrkanal wirkt. Der mindestens
eine Brennstoffaktor (7 - 9) und/oder das mindestens eine Ventil (7 - 9) kann insbesondere
mindestens ein Brennstoffventil (7 - 9) und/oder mindestens ein Brenngasventil (7
- 9) sein. Der mindestens eine Brennstoffaktor (7 - 9) und/oder das mindestens eine
Ventil (7 - 9) ist ausgebildet, seine Stellung zu signalisieren, insbesondere zu kommunizieren.
Die Stellung des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des mindestens
einen Ventiles (7 - 9) ist ein Mass für die Brennstoffzufuhr (6).
[0113] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt
aus mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Verfahren
umfassend die Schritte:
Senden eines Änderungssignales an den mindestens einen Aktor;
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Aufzeichnen eines dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom dritten
Signal unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Ermitteln mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom vierten
Signal unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25); und
Ermitteln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Funktion
der mindestens einen ersten Brennleistung (23), der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23), der mindestens einen dritten Brennleistung (23) und der mindestens einen vierten
Brennleistung (23).
[0114] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt
aus mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Verfahren
umfassend die Schritte:
Senden eines Änderungssignales an den mindestens einen Aktor;
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Aufzeichnen eines dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Schätzen mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom dritten Signal
unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Schätzen mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom vierten Signal
unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25);
Ermitteln einer weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) als Funktion der mindestens einen ersten Brennleistung (23), der mindestens einen
zweiten Brennleistung (23), der mindestens einen dritten Brennleistung (23) und der
mindestens einen vierten Brennleistung (23); und
Regeln der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) auf die Sollleistung
der Verbrennungsvorrichtung (1).
[0115] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren, die
Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt
aus mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Verfahren
umfassend die Schritte:
Senden eines Änderungssignales an den mindestens einen Aktor;
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Aufzeichnen eines dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom dritten
Signal unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Ermitteln mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom vierten
Signal unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25);
Ermitteln einer weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) ausschliesslich als Funktion der mindestens einen dritten Brennleistung (23) und
der mindestens einen vierten Brennleistung (23); und
Regeln der weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
auf die Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1).
[0116] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt aus mindestens einem Brennstoffaktor
(7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Senden eines Änderungssignales an den mindestens einen Aktor;
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Aufzeichnen eines dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Schätzen mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom dritten Signal
unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Schätzen mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom vierten Signal
unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25);
Ermitteln einer weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) ausschliesslich als Funktion der mindestens einen dritten Brennleistung (23) und
der mindestens einen vierten Brennleistung (23); und
Regeln der weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
auf die Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1).
[0117] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer weiteren, aktuellen Brennleistung (23), die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt aus mindestens einem Brennstoffaktor
(7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), das Regeln der weiteren, aktuellen Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) auf die Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung
(1) umfassend die Schritte:
Bilden einer Differenz zwischen der weiteren, aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Erzeugen eines Aktorsignales aus der Differenz zwischen der weiteren, aktuellen Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung
(1); und
Senden des Aktorsignales an den mindestens einen Aktor.
[0118] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines Änderungssignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Ändern einer Stellung des mindestens einen Aktors.
[0119] Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren
unter Einbezug eines Änderungssignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
nach dem Senden des Änderungssignales an den mindestens einen Aktor:
Ändern einer Gebläsedrehzahl des mindestens einen Aktors.
[0120] Die Verbrennungsvorrichtung (1) weist vorzugsweise einen Luftzufuhrkanal auf, welcher
in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2) ist. Der Luftaktor (4) wirkt auf den Luftzufuhrkanal.
Die Verbrennungsvorrichtung (1) weist vorzugsweise einen Brennstoffzufuhrkanal auf,
welcher in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2) ist. Der Brennstoffaktor (7 - 9)
wirkt auf den Brennstoffzufuhrkanal.
[0121] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend
einen Feuerraum (2) und einen ersten Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen
zweiten Temperatursensor (20) im Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19)
verschieden ist vom zweiten Temperatursensor (20), mindestens einen Zufuhrkanal in
Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens einen Aktor ausgewählt aus mindestens
einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), wobei der mindestens eine
Aktor auf den mindestens einen Zufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1)
zusätzlich umfassend eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) in kommunikativer
Verbindung mit dem ersten Temperatursensor (19), dem zweiten Temperatursensor (20)
und dem mindestens einen Aktor, wobei die Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) ausgebildet
ist zur Ausführung eines der vorgenannten Verfahren.
[0122] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend
einen Feuerraum (2) und einen ersten Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen
zweiten Temperatursensor (20) im Feuerraum (2) und einen weiteren Temperatursensor
im Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (20), der zweite Temperatursensor
(19) und der weitere Temperatursensor paarweise verschieden sind, mindestens einen
Zufuhrkanal in Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), mindestens einen Aktor ausgewählt
aus mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4), wobei der
mindestens eine Aktor auf den mindestens einen Zufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) in kommunikativer
Verbindung mit dem ersten Temperatursensor (19), dem zweiten Temperatursensor (20),
dem weiteren Temperatursensor und dem mindestens einen Aktor, wobei die Regel- und/oder
Steuereinrichtung (13) ausgebildet ist zur Ausführung eines der vorgenannten Verfahren
unter Einbezug eines weiteren Temperatursensors im Feuerraum (2).
[0123] Indem der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20) und verschieden ist vom weiteren Temperatursensor, handelt es sich bei den Temperatursensoren
nicht um ein und denselben Sensor.
[0124] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend
einen Feuerraum (2) und einen ersten Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen
zweiten Temperatursensor (20) im Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19)
verschieden ist vom zweiten Temperatursensor (20), mindestens einen Zufuhrkanal in
Fluidverbindung mit dem Feuerraum (2), eine Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12)
in Wirkverbindung mit einem Fluid im mindestens einen Zufuhrkanal, wobei die Zufuhrsignaleinrichtung
(4, 7 - 9, 12) ausserhalb des Feuerraumes (2) angeordnet ist, mindestens einen Aktor
ausgewählt aus mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und aus einem Luftaktor (4),
wobei der mindestens eine Aktor auf den mindestens einen Zufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) in kommunikativer
Verbindung mit dem ersten Temperatursensor (19), dem zweiten Temperatursensor (20),
der Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12) und dem mindestens einen Aktor, wobei die
Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) ausgebildet ist zur Ausführung eines der vorgenannten
Verfahren unter Einbezug einer Zufuhrsignaleinrichtung (4, 7 - 9, 12).
[0125] Gemäss den vorgenannten Offenbarungen wird die Luftzahl λ der Verbrennungsvorrichtung
(1) gemäss einer für die Kennlinien (24, 25) eingestellten Luftzahl λ geregelt und/oder
ausgeregelt.
[0126] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei eine Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) aus dem Mittelwert der beiden Brennleistungen
(23), die anhand der Kennlinien (24, 25) bestimmt worden sind, berechnet wird.
[0127] Gemäss der vorgenannten Offenbarung wird die aktuelle Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) auf den vorgegebenen Sollwert geregelt und/oder ausgeregelt.
[0128] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) zum Erzeugen einer Brennstoffzufuhr
(6) und einen Luftaktor (4) zum Erzeugen einer Luftzufuhr (5), das Verfahren umfassend
die Schritte:
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4);
Aufzeichnen eines ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Ermitteln mindestens einer ersten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung einer ersten Kennlinie (24), welche für den ersten Temperatursensor
(19) einen ersten Verlauf einer Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem ersten Signal vom ersten Temperatursensor (19) angibt;
Aufzeichnen eines zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer zweiten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom zweiten
Signal unter Verwendung einer zweiten Kennlinie (25), welche für den zweiten Temperatursensor
(20) einen zweiten Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem zweiten Signal vom zweiten Temperatursensor (20) angibt;
Bestimmen eines Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten ermittelten Brennleistung
(23) und aus der mindestens einen zweiten ermittelten Brennleistung (23); und
Wiederholen der vorgenannten Schritte, bis der bestimmte Vergleichswert kleiner ist
als ein vorgegebener Schwellwert.
[0129] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) zum Erzeugen einer Brennstoffzufuhr
(6) und einen Luftaktor (4) zum Erzeugen einer Luftzufuhr (5), das Verfahren umfassend
die Schritte:
Aufzeichnen eines ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Ermitteln mindestens einer ersten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung einer ersten Kennlinie (24), welche für den ersten Temperatursensor
(19) einen ersten Verlauf einer Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem ersten Signal vom ersten Temperatursensor (19) angibt;
Aufzeichnen eines zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer zweiten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom zweiten
Signal unter Verwendung einer zweiten Kennlinie (25), welche für den zweiten Temperatursensor
(20) einen zweiten Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
über dem zweiten Signal vom zweiten Temperatursensor (20) angibt;
Bestimmen eines Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten ermittelten Brennleistung
(23) und aus der mindestens einen zweiten ermittelten Brennleistung (23);
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4)
als Funktion des bestimmten Vergleichswertes; und
Wiederholen der vorgenannten Schritte, bis der bestimmte Vergleichswert kleiner ist
als ein vorgegebener Schwellwert.
[0130] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) zum Erzeugen einer Brennstoffzufuhr
(6) und einen Luftaktor (4) zum Erzeugen einer Luftzufuhr (5), die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend einen weiteren Temperatursensor im Feuerraum (2), wobei der
weitere Temperatursensor verschieden ist vom ersten Temperatursensor (19) und verschieden
ist vom zweiten Temperatursensor (20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4);
Aufzeichnen eines weiteren Signales vom weiteren Temperatursensor im Feuerraum (2)
zusätzlich zur Aufzeichnung der Signale vom ersten und vom zweiten Temperatursensor
(19, 20);
Ermitteln mindestens einer weiteren Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren
Signal unter Verwendung einer weiteren Kennlinie, welche für den weiteren Temperatursensor
einen weiteren Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) über
dem weiteren Signal vom weiteren Temperatursensor angibt;
Bestimmen des Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten ermittelten Brennleistung
(23) und aus der mindestens einen zweiten ermittelten Brennleistung (23) und aus der
mindestens einen weiteren ermittelten Brennleistung (23); und
Wiederholen der vorgenannten Schritte, bis der bestimmte Vergleichswert kleiner ist
als ein vorgegebener Schwellwert.
[0131] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung
(1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2) und einen ersten
Temperatursensor (19) im Feuerraum (2) und einen zweiten Temperatursensor (20) im
Feuerraum (2), wobei der erste Temperatursensor (19) verschieden ist vom zweiten Temperatursensor
(20), mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) zum Erzeugen einer Brennstoffzufuhr
(6) und einen Luftaktor (4) zum Erzeugen einer Luftzufuhr (5), die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend einen weiteren Temperatursensor im Feuerraum (2), wobei der
weitere Temperatursensor verschieden ist vom ersten Temperatursensor (19) und verschieden
ist vom zweiten Temperatursensor (20), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines weiteren Signales vom weiteren Temperatursensor im Feuerraum (2)
zusätzlich zur Aufzeichnung der Signale vom ersten und vom zweiten Temperatursensor
(19, 20);
Ermitteln mindestens einer weiteren Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren
Signal unter Verwendung einer weiteren Kennlinie, welche für den weiteren Temperatursensor
einen weiteren Verlauf der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) über
dem weiteren Signal vom weiteren Temperatursensor angibt;
Bestimmen eines Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten ermittelten Brennleistung
(23) und aus der mindestens einen zweiten ermittelten Brennleistung (23) und aus der
mindestens einen weiteren ermittelten Brennleistung (23);
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4)
als Funktion des bestimmten Vergleichswertes; und
Wiederholen der vorgenannten Schritte, bis der bestimmte Vergleichswert kleiner ist
als ein vorgegebener Schwellwert.
[0132] Vorzugsweise ist das weitere Signal ein weiteres Temperatursignal.
[0133] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren zur
Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes,
das Verfahren umfassend die Schritte:
Bestimmen einer Differenz zwischen der mindestens einen ersten und der mindestens
einen zweiten ermittelten Brennleistung (23); und
Bestimmen des Vergleichswertes als Betrag der Differenz zwischen der mindestens einen
ersten und der mindestens einen zweiten ermittelten Brennleistung (23).
[0134] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren zur
Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes und
mindestens einer weiteren ermittelten Brennleistung (23), das Verfahren umfassend
die Schritte:
Bestimmen einer Differenz zwischen der mindestens einen ersten und der mindestens
einen weiteren ermittelten Brennleistung (23); und
Bestimmen des Vergleichswertes als Betrag der Differenz zwischen der mindestens einen
ersten und der mindestens einen weiteren ermittelten Brennleistung (23).
[0135] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren zur Regelung
einer Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes und mindestens
einer weiteren ermittelten Brennleistung (23), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bestimmen einer Differenz zwischen der mindestens einen zweiten und der mindestens
einen weiteren ermittelten Brennleistung (23); und
Bestimmen des Vergleichswertes als Betrag der Differenz zwischen der mindestens einen
zweiten und der mindestens einen weiteren ermittelten Brennleistung (23).
[0136] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren zur Regelung einer
Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes, wobei der Vergleichswert
als Betrag der Differenz beider ermittelten Brennleistungen (23) berechnet wird.
[0137] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren zur
Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes,
das Verfahren umfassend die Schritte:
Bilden von Paaren aus allen ermittelten Brennleistungen (23);
Bestimmen von Differenzen zu allen gebildeten Paaren zwischen den jeweils ermittelten
Brennleistungen (23);
Quadrieren aller bestimmten Differenzen; und
Bestimmen des Vergleichswertes als Summe aller quadrierten Differenzen.
[0138] Die vorliegende Offenbarung lehrt insbesondere eines der vorgenannten Verfahren zur
Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes,
das Verfahren umfassend die Schritte:
Bilden eines vollständigen Satzes von Paaren aus allen ermittelten Brennleistungen
(23);
Bestimmen von Differenzen zu allen Paaren zwischen den jeweils ermittelten Brennleistungen
(23);
Quadrieren aller bestimmten Differenzen; und
Bestimmen des Vergleichswertes als Summe aller quadrierten Differenzen.
[0139] Bei zwei ermittelten Brennleistungen (23) umfasst der vollständige Satz von Paaren
ein Paar. Bei drei ermittelten Brennleistungen (23) umfasst der vollständige Satz
von Paaren drei Paare. Bei vier ermittelten Brennleistungen (23) umfasst der vollständige
Satz von Paaren sechs Paare. Allgemein umfasst der vollständige Satz von Paaren bei
N ermittelten Brennleistungen (23) N (N - 1)/2 Paare.
[0140] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren zur Regelung einer
Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes, wobei der Vergleichswert
als Summe der quadrierten Differenzen aus allen ermittelten Brennleistungen (23) errechnet
wird.
[0141] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren zur Regelung einer
Verbrennungsvorrichtung (1) unter Einbezug eines Vergleichswertes, wobei der Vergleichswert
als Betrag der Differenz beider ermittelten Brennleistungen (23) berechnet wird oder
als Summe der quadrierten Differenzen aus allen ermittelten Brennleistungen (23) errechnet
wird.
[0142] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines Vergleichswertes, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens
einen Aktor ausgewählt aus dem mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) und aus dem
Luftaktor (4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bestimmen eines ersten Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten Brennleistung
(23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23);
Erzeugen eines korrigierenden Aktorsignales aus dem ersten Vergleichswert;
Senden des aus dem ersten Vergleichswert erzeugten, korrigierenden Aktorsignales an
den mindestens einen Aktor;
nach dem Senden des korrigierenden Aktorsignales:
Aufzeichnen eines weiteren, dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines weiteren, vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren,
dritten Signal unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Ermitteln mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren,
vierten Signal unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25); und
Bestimmen eines zweiten Vergleichswertes aus der mindestens einen dritten Brennleistung
(23) und der mindestens einen vierten Brennleistung (23).
[0143] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines Vergleichswertes, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens einen
Aktor ausgewählt aus dem mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) und aus dem Luftaktor
(4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bestimmen eines ersten Vergleichswertes aus der mindestens einen ersten Brennleistung
(23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23);
Erzeugen eines korrigierenden Aktorsignales aus dem ersten Vergleichswert;
Senden des aus dem ersten Vergleichswert erzeugten, korrigierenden Aktorsignales an
den mindestens einen Aktor zur Annäherung der ermittelten Brennleistungen (23);
nach dem Senden des korrigierenden Aktorsignales:
Aufzeichnen eines weiteren, dritten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Aufzeichnen eines weiteren, vierten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens einer dritten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren,
dritten Signal unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Ermitteln mindestens einer vierten Brennleistung (23) in Abhängigkeit vom weiteren,
vierten Signal unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25); und
Bestimmen eines zweiten Vergleichswertes aus der mindestens einen dritten Brennleistung
(23) und der mindestens einen vierten Brennleistung (23), wobei der zweite Vergleichswert
infolge der Annäherung der ermittelten Brennleistungen (23) kleiner ist als der erste
Vergleichswert.
[0144] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines korrigierenden Aktorsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
Bilden eines zweiten Vergleichswertes aus der mindestens einen dritten Brennleistung
(23) und der mindestens einen vierten Brennleistung (23), wobei der zweite Vergleichswert
infolge des korrigierenden Aktorsignales kleiner ist als der erste Vergleichswert.
[0145] Vorzugsweise ist der erste Vergleichswert der Vergleichswert und der zweite Vergleichswert
ist ein weiterer Vergleichswert. Der weitere Vergleichswert ist verschieden vom ersten
Vergleichswert.
[0146] In einer Ausführungsform umfasst das korrigierende Aktorsignal ein Fehlersignal.
In einer speziellen Ausführungsform ist das korrigierende Aktorsignal ein Fehlersignal.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das korrigierende Aktorsignal ein Korrektursignal.
In einer speziellen Ausführungsform ist das korrigierende Aktorsignal ein Korrektursignal.
[0147] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren zur Regelung einer
Verbrennungsvorrichtung (1), wobei sich eine Stellung des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9) und/oder des Luftaktors (4) dadurch ergibt, dass sich der bestimmte Vergleichswert
beim Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors
(4) verringert.
[0148] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines korrigierenden Aktorsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
entweder als Mittelwert der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens
einen zweiten Brennleistung (23)
oder als Mittelwert der mindestens einen dritten Brennleistung (23) und der mindestens
einen vierten Brennleistung (23).
[0149] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten, das Verfahren umfassend
den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als Mittelwert
der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen zweiten Brennleistung
(23).
[0150] Die vorliegende Offenbarung lehrt insbesondere eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines korrigierenden Aktorsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
entweder als arithmetischer Mittelwert der mindestens einen ersten Brennleistung (23)
und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23)
oder als arithmetischer Mittelwert der mindestens einen dritten Brennleistung (23)
und der mindestens einen vierten Brennleistung (23).
[0151] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten, das Verfahren umfassend
den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als arithmetischer
Mittelwert der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen
zweiten Brennleistung (23).
[0152] Die vorliegende Offenbarung lehrt des Weiteren eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines korrigierenden Aktorsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
entweder als geometrischer Mittelwert der mindestens einen ersten Brennleistung (23)
und der mindestens einen zweiten Brennleistung (23)
oder als geometrischer Mittelwert der mindestens einen dritten Brennleistung (23)
und der mindestens einen vierten Brennleistung (23).
[0153] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten, das Verfahren umfassend
den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) als geometrischer
Mittelwert der mindestens einen ersten Brennleistung (23) und der mindestens einen
zweiten Brennleistung (23).
[0154] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines korrigierenden Aktorsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
entweder als ein erster Leistungswert selektiv ausgewählt aus
∘ der mindestens einen ersten Brennleistung (23),
∘ der mindestens einen zweiten Brennleistung (23)
oder als ein zweiter Leistungswert selektiv ausgewählt aus
∘ der mindestens einen dritten Brennleistung (23),
∘ der mindestens einen vierten Brennleistung (23).
[0155] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend den Schritt:
Bestimmen einer aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1)
als ein erster Leistungswert selektiv ausgewählt aus
∘ der mindestens einen ersten Brennleistung (23),
∘ der mindestens einen zweiten Brennleistung (23).
[0156] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren
umfassend die Schritte:
Aufzeichnen des ersten Signales vom ersten Temperatursensor (19);
Ermitteln mindestens zweier Brennleistungen (23) in Abhängigkeit vom ersten Signal
unter Verwendung der ersten Kennlinie (24);
Bestimmen der mindestens einen ersten Brennleistung (23) als Mittelwert der mindestens
zwei Brennleistungen (23), welche in Abhängigkeit vom ersten Signal ermittelt worden
sind;
Aufzeichnen des zweiten Signales vom zweiten Temperatursensor (20);
Ermitteln mindestens zweier Brennleistungen (23) in Abhängigkeit vom zweiten Signal
unter Verwendung der zweiten Kennlinie (25); und
Bestimmen der mindestens einen zweiten Brennleistung (23) als Mittelwert der mindestens
zwei Brennleistungen (23), welche in Abhängigkeit vom zweiten Signal ermittelt worden
sind.
[0157] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei die Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) aus dem Mittelwert von zumindest zwei aus jeder
Kennlinie (24, 25) bestimmten Brennleistungen (23) berechnet wird.
[0158] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
mindestens einer ersten Brennleistung (23) und mindestens einer zweiten Brennleistung
(23) und eines Vergleichswertes, das Verfahren umfassend den Schritt:
Auswählen der mindestens einen ersten Brennleistung (23) oder der mindestens einen
zweiten Brennleistung (23) als aktuelle Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1).
[0159] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei eine der
bestimmten Brennleistungen (23) als die aktuelle Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) ausgewählt wird.
[0160] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren
umfassend die Schritte:
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1); und
Berechnen eines Betrages der berechneten Differenz.
[0161] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei der Betrag
der Differenz zwischen der berechneten Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einem vorgegebenen Sollwert berechnet wird.
[0162] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das
Verfahren umfassend ein Wiederholen der Schritte:
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Berechnen eines Betrages der Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der
Verbrennungsvorrichtung (1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
und
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4),
bis der berechnete Betrag kleiner ist als ein weiterer, vorgegebener Schwellwert.
[0163] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer aktuellen Brennleistung (23), das Verfahren umfassend ein Wiederholen der Schritte:
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Berechnen eines Betrages der Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der
Verbrennungsvorrichtung (1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
und
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) und/oder des Luftaktors (4)
als Funktion des berechneten Betrages,
bis der berechnete Betrag kleiner ist als ein weiterer, vorgegebener Schwellwert.
[0164] Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren
unter Einbezug einer aktuellen Brennleistung (23), die Verbrennungsvorrichtung (1)
umfassend mindestens einen Aktor ausgewählt aus dem mindestens einen Brennstoffaktor
(7 - 9) und aus dem Luftaktor (4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Berechnen eines Betrages der berechneten Differenz;
Erzeugen eines Aktorsignales aus dem berechneten Betrag; und
Senden des Aktorsignales an den mindestens einen Aktor.
[0165] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines Vergleichswertes, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens einen
Aktor ausgewählt aus dem mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) und aus dem Luftaktor
(4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Auswählen der mindestens einen ersten Brennleistung (23) oder der mindestens einen
zweiten Brennleistung (23) als aktuelle Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1);
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Berechnen eines Betrages der berechneten Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung
(1);
Erzeugen eines Aktorsignales aus dem berechneten Betrag; und
Senden des Aktorsignales an den mindestens einen Aktor.
[0166] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer aktuellen Brennleistung (23), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens
einen Aktor ausgewählt aus dem mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) und aus dem
Luftaktor (4), das Verfahren umfassend die Schritte:
Berechnen einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und einer Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Erzeugen eines Aktorsignales aus der berechneten Differenz; und
Senden des Aktorsignales an den mindestens einen Aktor.
[0167] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei der mindestens
eine Brennstoffaktor (7 - 9) und der Luftaktor (4) so verstellt werden, dass der Betrag
der Differenz aus berechneter Brennleistung (23) und vorgegebener Brennleistung (23)
einen weiteren, definierten Schwellwert unterschreitet.
[0168] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer aktuellen Brennleistung (23), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen
zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12), wobei für den zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12)
eine Funktion hinterlegt ist, welche eine Luftzufuhr (5) auf eine angeforderte Brennleistung
(23) der Verbrennungsvorrichtung (1) abbildet, das Verfahren umfassend den Schritt:
Korrigieren der hinterlegten Funktion anhand der aktuellen Brennleistung (23).
[0169] Die vorliegende Offenbarung lehrt insbesondere eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer aktuellen Brennleistung (23), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend
einen zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12), wobei für den zusätzlichen Luftzufuhrsensor
(12) eine umkehrbar eindeutige Funktion hinterlegt ist, welche eine Luftzufuhr (5)
auf eine angeforderte Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1) abbildet,
das Verfahren umfassend den Schritt:
Korrigieren der hinterlegten Funktion anhand der aktuellen Brennleistung (23).
[0170] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines zusätzlichen Luftzufuhrsensors (12), das Verfahren umfassend die Schritte:
Aufzeichnen eines Signales vom zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12);
Verarbeiten des vom zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12) aufgezeichneten Signales zu
einem Messwert der Luftzufuhr (5);
Berechnen eines Funktionswertes in Abhängigkeit vom Messwert der Luftzufuhr (5) anhand
der hinterlegten Funktion; und
Bestimmen eines multiplikativen Faktors aus dem Quotienten der aktuellen Brennleistung
(23) und des berechneten Funktionswertes.
[0171] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines zusätzlichen Luftzufuhrsensors (12) und eines berechneten Funktionswertes,
wobei die hinterlegte Funktion mindestens einen hinterlegten Wert umfasst, das Verfahren
umfassend den Schritt:
Korrigieren der hinterlegten Funktion durch den multiplikativen Faktor, indem der
multiplikative Faktor auf den mindestens einen hinterlegten Wert der hinterlegten
Funktion angewandt wird.
[0172] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines zusätzlichen Luftzufuhrsensors (12) und eines berechneten Funktionswertes,
wobei die hinterlegte Funktion mehrere hinterlegte Werte umfasst, das Verfahren umfassend
den Schritt:
Korrigieren der hinterlegten Funktion durch den multiplikativen Faktor, indem der
multiplikative Faktor auf alle hinterlegten Werte der hinterlegten Funktion angewandt
wird.
[0173] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines zusätzlichen Luftzufuhrsensors (12),
wobei ein Signal vom zusätzlichen Luftzufuhrsensor (12) aufgezeichnet wird;
wobei die Korrektur der Funktion durch einen multiplikativen Faktor erfolgt, der auf
jeden Wert der hinterlegten Funktion angewandt wird; und
wobei der multiplikative Faktor aus dem Quotienten der bestimmten Brennleistung (23)
und dem aus dem aufgezeichneten Messwert berechneten Funktionswert bestimmt wird.
[0174] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer korrigierten, hinterlegten Funktion, das Verfahren umfassend den Schritt:
Verstellen des Luftaktors (4) anhand der angeforderten Brennleistung (23) und anhand
der korrigierten, hinterlegten Funktion.
[0175] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer korrigierten, hinterlegten Funktion, das Verfahren umfassend den Schritt:
schnelles Verstellen des Luftaktors (4) anhand der angeforderten Brennleistung (23)
und anhand der korrigierten, hinterlegten Funktion.
[0176] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines Vergleichswertes, wobei für zwei Brennstoffe mit verschiedenen Brennstoffparametern
jeweils eine Kennlinie (30, 31) eines Aktorsignales für den mindestens einen Brennstoffaktor
(7 - 9) in Abhängigkeit von einer angeforderten Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
Erzeugen eines Aktorsignales für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) aus
dem bestimmten Vergleichswert;
Berechnen eines Gewichtungsfaktors aus den für die zwei Brennstoffe hinterlegten Kennlinien
(30, 31) und aus dem Aktorsignal für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9);
und
Bestimmen einer Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9) in Abhängigkeit einer angeforderten Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) aus dem Gewichtungsfaktor und aus den für die zwei Brennstoffe hinterlegten Kennlinien
(30, 31).
[0177] Indem die Brennstoffparameter der zwei Brennstoffe verschieden sind, handelt es sich
nicht um die gleichen Brennstoffparameter. Indem die Brennstoffparameter der zwei
Brennstoffe verschieden sind, handelt es sich nicht um identische Brennstoffparameter.
[0178] Das Aktorsignal für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) ergibt sich vorzugsweise
aus der vorgenannten Regelung der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) auf eine Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1). Das heisst, dass das Verfahren
unter Einbezug eines Gewichtungsfaktors die Schritte umfasst:
Bilden einer Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Erzeugen eines Aktorsignales für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) aus
der Differenz zwischen der aktuellen Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) und der Sollleistung der Verbrennungsvorrichtung (1);
Berechnen eines Gewichtungsfaktors aus den für die zwei Brennstoffe hinterlegten Kennlinien
(30, 31) und aus dem Aktorsignal für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9);
und
Bestimmen einer Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9) in Abhängigkeit einer angeforderten Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) aus dem Gewichtungsfaktor und aus den für die zwei Brennstoffe hinterlegten Kennlinien
(30, 31).
[0179] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
einer Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9),
das Verfahren umfassend den Schritt:
Berechnen der Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9) als gewichteter, arithmetischer Mittelwert aus den für die zwei Brennstoffe
hinterlegten Kennlinien (30, 31), wobei die Gewichtung des arithmetischen Mittelwertes
als Funktion des Aktorsignales für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) erfolgt.
[0180] Die vorliegende Offenbarung lehrt insbesondere eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug eines Gewichtungsfaktors, das Verfahren umfassend den Schritt:
Berechnen der Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9) als gewichteter, arithmetischer Mittelwert aus den für die zwei Brennstoffe
hinterlegten Kennlinien (30, 31), wobei die Gewichtung des arithmetischen Mittelwertes
als Funktion des Aktorsignales für den mindestens einen Brennstoffaktor (7 - 9) erfolgt.
[0181] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9), das Verfahren umfassend den Schritt:
Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) anhand der angeforderten
Brennleistung (23) und anhand der Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen
Brennstoffaktors (7 - 9).
[0182] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem eines der vorgenannten Verfahren unter
Einbezug einer Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors
(7 - 9), das Verfahren umfassend den Schritt:
schnelles Verstellen des mindestens einen Brennstoffaktors (7 - 9) anhand der angeforderten
Brennleistung (23) und anhand der Kennlinie (32) zum Verstellen des mindestens einen
Brennstoffaktors (7 - 9).
[0183] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei bei für
schnelle Änderungen der Brennleistung (23) für den mindestens einen Brennstoffaktor
(7 - 9) die berechnete Kennlinie in Abhängigkeit der Brennleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung
(1) verwendet wird.
[0184] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
zweier Brennstoffe mit verschiedenen Brennstoffparametern,
wobei der erste Brennstoffparameter des ersten Brennstoffes eine erste Brennstoffzusammensetzung
oder eine erste Brenngaszusammensetzung oder eine erste Brennstoffmischung oder eine
erste Brenngasmischung ist; und
wobei der zweite Brennstoffparameter des zweiten Brennstoffes eine von der ersten
Brennstoffzusammensetzung verschiedene, zweite Brennstoffzusammensetzung oder eine
von der ersten Brenngaszusammensetzung verschiedene, zweite Brenngaszusammensetzung
oder eine von der ersten Brennstoffmischung verschiedene, zweite Brennstoffmischung
oder eine von der ersten Brenngasmischung verschiedene, zweite Brenngasmischung ist.
[0185] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
zweier Brennstoffe mit verschiedenen Brennstoffparametern,
wobei der erste Brennstoffparameter des ersten Brennstoffes ein erster Brennstoffeingangsdruck
oder ein erster Brenngaseingangsdruck ist; und
wobei der zweite Brennstoffparameter des zweiten Brennstoffes ein vom ersten Brennstoffeingangsdruck
verschiedener, zweiter Brennstoffeingangsdruck oder ein vom ersten Brenngaseingangsdruck
verschiedener, zweiter Brenngaseingangsdruck ist.
[0186] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug
eines Brennstoffparameters, wobei als zwei verschiedene Brennstoffparameter zwei unterschiedliche
Eingangsdrücke eines Brennstoffes und/oder Brenngases verwendet werden oder eine unterschiedliche
Zusammensetzung von zwei Brennstoffen und/oder Brenngasen verwendet werden.
[0187] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren zweier Brennstoffparameter,
wobei als zwei verschiedene Brennstoffparameter zwei unterschiedliche Eingangsdrücke
eines Brennstoffes und/oder Brenngases verwendet werden.
[0188] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile (7, 8) zur Unterbrechung
der Brennstoffzufuhr (6) zum Feuerraum (2), das Verfahren umfassend die Schritte:
Erkennen eines Flammenabrisses, wenn das erste Signal kleiner ist als ein dem ersten
Temperatursensor (19) zugehöriges, vorgegebenes Signal oder wenn das zweite Signal
kleiner ist als ein dem zweiten Temperatursensor (20) zugehöriges, vorgegebenes Signal;
und
infolge des Erkennens des Flammenabrisses, Schliessen zumindest eines der Sicherheitsabsperrventile
(7, 8), so dass die Brennstoffzufuhr (6) unterbrochen wird.
[0189] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile (7, 8) zur Unterbrechung
der Brennstoffzufuhr (6) zum Feuerraum (2),
wobei zumindest zwei der Temperatursensoren (19, 20) zur Überwachung einer Flamme
im Feuerraum (2) verwendet werden;
wobei bei Unterschreiten eines dem Temperatursensor (19, 20) zugehörigen, vorgegebenen
Signales ein Flammenabriss erkannt wird; und
daraufhin zumindest eines der Sicherheitsabsperrventile (7, 8) geschlossen wird, so
dass die Brennstoffzufuhr (6) unterbrochen wird.
[0190] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile (7, 8) zur Unterbrechung
der Brennstoffzufuhr (6) zum Feuerraum (2), das Verfahren umfassend die Schritte:
Bilden einer Differenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal;
Erkennen eines Flammenabrisses, wenn die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten
Signal kleiner ist als ein Schwellwert für einen Flammenabriss; und
infolge des Erkennens des Flammenabrisses, Schliessen zumindest eines der Sicherheitsabsperrventile
(7, 8), so dass die Brennstoffzufuhr (6) unterbrochen wird.
[0191] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren, die Verbrennungsvorrichtung
(1) zusätzlich umfassend mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile (7, 8) zur Unterbrechung
der Brennstoffzufuhr (6) zum Feuerraum (2),
wobei zumindest zwei der Temperatursensoren (19, 20) zur Überwachung einer Flamme
im Feuerraum (2) verwendet werden;
wobei anhand von zumindest zwei Temperatursensoren (19, 20) ein Betrag einer Differenz
der Signale der Temperatursensoren (19, 20) gebildet wird;
wobei bei Unterschreiten des Betrages der Differenz der Temperaturwerte unter einen
Schwellwert ein Flammenabriss erkannt wird; und
daraufhin zumindest eines der Sicherheitsabsperrventile (7, 8) geschlossen wird, so
dass die Brennstoffzufuhr (6) unterbrochen wird.
[0192] Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren
und Einbezug eines korrigierenden Aktorsignales, die Verbrennungsvorrichtung (1) zusätzlich
umfassend mindestens zwei Sicherheitsabsperrventile (7, 8) zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr
(6) zum Feuerraum (2),
Bilden einer Leistungsdifferenz zwischen der mindestens einen ersten Brennleistung
(23) und der mindestens einen dritten Brennleistung (23);
Vergleichen der Leistungsdifferenz mit einem Schwellwert; und
Schliessen zumindest eines der Sicherheitsabsperrventile (7, 8), falls die Leistungsdifferenz
grösser ist als der Schwellwert.
[0193] Die vorliegende Offenbarung lehrt eines der vorgenannten Verfahren, wobei als Brennstoff
reiner Wasserstoff oder eine Mischung aus einem kohlenwasserstoffhaltigen Brenngas
mit Wasserstoff verwendet wird.
[0194] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle,
die bewirken, dass die Verbrennungsvorrichtung (1) die Verfahrensschritte eines der
vorgenannten Verfahren ausführt.
[0195] Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin ein Computerprogrammprodukt umfassend
Befehle, die bewirken, dass eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) einer der
vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1) die Verfahrensschritte eines der vorgenannten
Verfahren ausführt.
[0196] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem ein Computerprogramm umfassend Befehle,
die bewirken, dass eine Regel- und/oder Steuereinrichtung (13) einer der vorgenannten
Verbrennungsvorrichtungen (1) die Verfahrensschritte eines der vorgenannten Verfahren
ausführt.
[0197] Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle,
die bewirken, dass eine der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1) die Verfahrensschritte
eines der vorgenannten Verfahren ausführt.
[0198] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem ein Computerprogramm umfassend Befehle, die
bewirken, dass eine der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1) die Verfahrensschritte
eines der vorgenannten Verfahren ausführt.
[0199] Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem ein computerlesbares Medium, auf dem eines
der vorgenannten Computerprogramme gespeichert ist.
[0200] Die vorliegende Offenbarung lehrt ausserdem ein computerlesbares Medium, auf dem
eines der vorgenannten Computerprogrammprodukte gespeichert ist.
[0201] Die vorgenannten computerlesbaren Medien sind vorzugsweise tangibel. Idealerweise
sind die computerlesbaren Medien nicht-flüchtig.
[0202] Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene
Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne von der zu Grunde
liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der
Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist definiert über deren Ansprüche. Es können
verschiedenste Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der folgenden
Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichen
[0203]
1: Verbrennungsvorrichtung
2: Feuerraum
3: Brenner
4: Gebläse
5: Luftzufuhr
6: Brennstoffzufuhr
7: Sicherheitsabsperrventil
8: Sicherheitsabsperrventil
9: Brennstoffdosierventil, insbesondere Brenngasdosierventil
10: Abgaskanal
11: Luftzufuhrsignal
12: Luftzufuhrsensor, beispielsweise Gebläsedrehzahlsensor
13: Regel- und/oder Steuereinrichtung
14: Leitung für das Gebläseansteuersignal
15: Leitung für die Rückmeldung der Luftzufuhr, beispielsweise Gebläsedrehzahlrückmeldung
16: Leitung für das Ansteuersignal für ein Sicherheitsabsperrventil
17: Leitung für das Ansteuersignal für ein Sicherheitsabsperrventil
18: Leitung für das Ansteuersignal für ein Brennstoffdosierventil
19: erster Sensor im Feuerraum
20: erster Sensor im Feuerraum
21: Leitung für das Messsignal vom ersten Sensor im Feuerraum und Signal aus dieser
Leitung
22: Leitung für das Messsignal vom zweiten Sensor im Feuerraum und Signal aus dieser
Leitung
23: Brennleistung
24: Kennlinie der Brennleistung über dem gemessenen Messsignal des ersten Sensors
im Feuerraum
25: Kennlinie der Brennleistung über dem gemessenen Messsignal des zweiten Sensors
im Feuerraum
26: Kennlinie der Brennleistung über dem gemessenen Messsignal des ersten Sensors
im Feuerraum bei abgemagertem Gemisch
27: Kennlinie der Brennleistung über dem gemessenen Messsignal des zweiten Sensors
im Feuerraum bei abgemagertem Gemisch
28: Kennlinie des Luftsensorsignales vor Änderung des Abgasweges zur Modulation
29: Kennlinie des Luftsensorsignales nach Änderung des Abgasweges zur Modulation
30: Stellkennlinie Brennstoffzufuhr über Brennstoffansteuerung für einen hochkalorischen
Brennstoff, insbesondere ein hochkalorisches Brenngas, und/oder einen hohen Eingangsdruck
31: Stellkennlinie Brennstoffzufuhr über Brennstoffansteuerung für einen niederkalorischen
Brennstoff, insbesondere ein niederkalorisches Brenngas, und/oder einen tiefen Eingangsdruck
32: von der Verbrennungsvorrichtung ermittelte Kennlinie passend zu den aktuellen
Brennstoffparametern und/oder Brenngasparametern zur Modulation