VERFAHREN ZUR FLAMMENÜBERWACHUNG EINES HEIZGERÄTES, COMPUTERPROGRAMM, SPEICHERME-DIUM, REGEL- UND STEUERGERÄT, HEIZGERÄT UND VERWENDUNG EINES VERHÄLTNISSES

Abstract

 Das erfindungsgemäße Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes (1) kann zumindest die folgenden Schritte umfassen:
a) Erfassen eines ersten Flammensignals einer Ultraviolett-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes (1),
b) Erfassen eines zweiten Flammensignals einer Infrarot-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes (1),
c) Ermitteln eines Verhältnisses vom ersten und zweiten Flammensignal,
d) Erkennen eines Fehlers der Flammenüberwachung des Heizgerätes.
Grundsätzlich kann das vorgeschlagene Verfahren im Rahmen eines Zündvorganges und/oder während des Betriebes eines Heizgerätes (1) durchgeführt werden, um eine Verifikation der Flammenüberwachung des Heizgerätes (1) zu gewährleisten, insbesondere einer Überprüfung auf einen Fremdlichteinfluss der Flammenüberwachung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät, ein Speichermedium, ein Heizgerät und eine Verwendung.

[0002] Eine Flammenüberwachung eines Heizgerätes ist sinnvoll, um ein Austreten unverbrannten Brennstoffes zu verhindern. Ferner ist bekannt, ein Signal einer Flammenüberwachung zu nutzen, um Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft geeignet einzustellen.

[0003] Es sind verschiedene Möglichkeiten zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes bekannt, beispielsweise eine Messung eines lonisationsstromes der Flamme oder eine Erfassung der Flamme anhand von UV (Ultraviolett-) oder IR (Wärme-) Strahlung. Bei Heizgeräten, die für eine Verbrennung von Wasserstoff eingerichtet sind, kann eine Flammenüberwachung mittels lonisationsstrom häufig nicht ausreichend sicher bzw. zuverlässig erfolgen, weil bei der Verbrennung von Wasserstoff nicht ausreichend Ionen für eine messbaren lonisationsstrom entstehen.

[0004] Beispielsweise in der EP 3 663 646 A1 wird ein System zu Überwachung einer Flamme eines Heizgerätes vorgeschlagen, bei dem ein erstes lonisationssignal und ein zweites lonisationssignal einer Flamme sowie ein erstes Strahlungssignal und ein zweites Strahlungssignal zur Überwachung der Flamme herangezogen werden.

[0005] Die US 2014/0212824 A1 offenbart ein, insbesondere computergestütztes, Verfahren zur Flammendetektion eines Brenners. Dabei können Informationen zu einem verwendeten Brenner und einem Brennstoff herangezogen werden, um eine sichere Flammenüberwachung zu gewährleisten.

[0006] Es hat sich jedoch gezeigt, dass es beispielsweise durch einen Einfluss von Fremdlichtquellen, insbesondere durch Eindringen von Licht von außerhalb des Heizgerätes, zu einer Fehlfunktion der Flammenüberwachung kommen kann. Dem Einfluss von Fremdlichtquellen kann kaum oder nicht durch einen redundanten Einsatz mehrerer Sensoren begegnet werden, sofern alle eingesetzten Sensoren diesem Fremdlichteinfluss unterliegen.

[0007] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes vorzuschlagen, das die geschilderten Probleme des Standes der Technik zumindest teilweise überwindet. Insbesondere soll das Verfahren eine Detektion eines Fremdlichteinflusses für einen sicheren Betrieb des Heizgerätes ermöglichen.

[0008] Zudem soll eine Einrichtung eines Heizgerätes zur Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens dessen Komplexität nicht oder nur unwesentlich erhöhen und das Verfahren mit einfachen Mitteln durchführbar sein.

[0009] Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

[0010] Das Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes kann zumindest die folgenden Schritte umfassen:

a) Erfassen eines ersten Flammensignals einer Ultraviolett-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes,

b) Erfassen eines zweiten Flammensignals einer Infrarot-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes,

c) Ermitteln eines Verhältnisses vom ersten Flammensignal und zweiten Flammensignal,

d) Erkennen eines Fehlers der Flammenüberwachung des Heizgerätes.

[0011] Die Schritte a) bis d) werden bei einem regulären Verfahrensablauf zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Insbesondere können die Schritte a) und b) auch gleichzeitig durchgeführt werden.

[0012] Grundsätzlich kann das vorgeschlagene Verfahren für eine Verifikation einer Flammenüberwachung im Rahmen eines Zündvorganges und/oder während des Betriebes eines Heizgerätes permanent oder in (kurzen) zeitlichen Abständen durchgeführt werden, um eine möglichst kontinuierliche bzw. lückenlose Verifikation der Flammenüberwachung des Heizgerätes, insbesondere einer Überprüfung auf einen Fremdlichteinfluss der Flammenüberwachung, zu gewährleisten.

[0013] Die hier beschriebene Lösung dient insbesondere einer Verifikation einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes, insbesondere einer Überprüfung, ob das Signal eines Sensors für Ultraviolett-Strahlung der Flammenüberwachung durch Fremdlicht beeinflusst ist. Das Heizgerät kann insbesondere ein mit Wasserstoff betriebenes Heizgerät sein, jedoch ist ein hier vorgeschlagenes Verfahren grundsätzlich bei jeder Flammenüberwachung, die ein Signal einer Ultraviolett-Strahlung einbezieht, möglich und sinnvoll. Insbesondere wird mit der Flammenüberwachung eine Flamme in einem Heizgerät überwacht, die zumindest teilweise aus der Verbrennung von Wasserstoff entsteht.

[0014] Eine Beeinflussung eines Sensors für Ultraviolett-Strahlung eines Heizgerätes durch Fremdlicht könnte die Regelung und Steuerung eines Heizgerätes dazu veranlassen, in einen kritischen Bereich zu regeln bzw. zu steuern, und damit zu einem Ausfall des Heizgerätes führen, bis hin zu einer Explosionsgefahr und der Gefahr eines Austretens von unverbranntem Brennstoff. Das hier vorgeschlagene Verfahren bietet in vorteilhafter Weise eine einfache und sichere Möglichkeit, derartige Risiken auszuschließen oder zumindest zu minimieren.

[0015] Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät, das dazu eingerichtet ist, ein Brenngas, insbesondere Wasserstoff, unter Zufuhr von Umgebungsluft zu verbrennen und Wärmeenergie, beispielsweis zur Erwärmung eines Wärmeträgers eines Heizkreislaufes oder auch zur Bereitstellung einer Warmwasserversorgung zu erzeugen. Insbesondere kann es sich bei dem Heizgerät um ein Brennwertgerät handeln. Das Heizgerät weist in der Regel eine Brennkammer und eine Fördereinrichtung auf, die ein Gemisch von Brenngas und Verbrennungsluft in eine Brennkammer fördern kann. Die Verbrennungsprodukte können anschließend durch eine Abgasanlage abgeführt werden.

[0016] Das Heizgerät weist insbesondere eine Flammenüberwachungseinrichtung auf. Eine Flammenüberwachung eines Heizgerätes kann dazu dienen, ein Austreten von (unverbranntem) Brenngas zu detektieren und zu verhindern. Von austretendem Brenngas gehen unter anderem eine hohes Gesundheitsrisiko und eine Explosionsgefahr aus, aufgrund dessen Flammenüberwachungseinrichtungen in dem meisten Ländern gesetzlich vorgeschrieben sind. Eine Flammenüberwachung eines Heizgerätes kann beispielsweise in einen sogenannten Gasfeuerungsautomaten integriert sein, der in häufig auch zur Regelung und Steuerung des Heizgerätes genutzt werden kann.

[0017] Für die Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens kann eine Flammenüberwachungseinrichtung mindestens zwei (verschiedene) Flammensignale erfassen, ein erstes Flammensignal für bzw. betreffend (sichtbares) Licht und/oder insbesondere für Ultraviolett-Strahlung und ein zweites Flammensignal für bzw. betreffend Infrarot-Strahlung. Insbesondere können die Flammensignale mittels für die jeweilige Strahlung geeignete Sensoren einer Flammenüberwachungseinrichtung erfasst bzw. ermittelt werden.

[0018] Gemäß einem Schritt a) des hier vorgeschlagenen Verfahrens kann ein Flammensignal einer Ultraviolett(UV)-Strahlung erfasst werden. Die Ultraviolett(UV)-Strahlung kann mittels eines geeigneten Sensors erfasst werden. In der Regel kann ein Sensor für Ultraviolett-Strahlung Photonen im Ultraviolett-Spektrum über einen photoelektrischen Effekt in einen elektrischen Strom umwandeln. Häufig wird jedoch bei der Verbrennung von Gasen oder Erdöl nur in geringem Maße Ultraviolett-Strahlung emittiert. Aus diesem Grund sind geeignete Sensoren häufig sehr empfindlich bzw. sensitiv. Dies hat eine hohe Anfälligkeit gegenüber einem Fremdlichteinfluss zur Folge. Bei bekannten Lösungen wird versucht, einen Einfluss von Fremdlicht konstruktiv durch die Anordnung des Sensors auszuschließen, beispielsweise durch eine Anordnung im Luftansaugstrang mit direkter Ausrichtung auf eine Flamme. Eine derartige konstruktive Lösung der Problemstellung ist jedoch nicht immer möglich, zudem kann ein Fremdlichteinfluss durch eine Beschädigung des Heizgerätes gleichfalls nicht vollständig ausgeschlossen werden.

[0019] Häufig erfolgt im Rahmen einer Flammenüberwachung ohnehin eine Erfassung einer Ultraviolett-Strahlung der Flamme. Das hier vorgeschlagene Verfahren kann einer Verifikation der erfassten Ultraviolett(UV)-Strahlung dienen, insbesondere einer Prüfung, ob diese einem Einfluss bzw. einer Verfälschung durch einen Fremdlichteinfluss unterliegt.

[0020] Die Ultraviolett(UV)-Strahlung kann insbesondere in einem Bereich der Wellenlänge von 300nm bis 325nm [Nanometer] erfolgen, der für eine Wasserstoffflamme signifikant ist.

[0021] Gemäß einem Schritt b) kann ein zweites Flammensignal einer Infrarot(IR)-Strahlung erfasst werden. Die Infrarot-Strahlung kann durch einen Infrarot-Sensor der Flammenüberwachungseinrichtung, insbesondere in einem Bereich der Wellenlänge von 700nm [Nanometer] bis 3,5µm [Mikrometer] erfasst werden.

[0022] In vorteilhafter Weise werden im Rahmen einer Flammenüberwachung eines mit Wasserstoff betriebenen Heizgerätes häufig ohnehin eine Ultraviolett- und eine Infrarot-Strahlung erfasst, so dass keine zusätzlichen Einrichtungen für eine Durchführung eines hier vorgeschlagenen Verfahrens notwendig sind. Die Schritte a) und b) können (abwechselnd) nacheinander und/oder teilweise gleichzeitig durchgeführt werden.

[0023] Gemäß einem Schritt c) kann ein Verhältnis der in Schritt a) erfassten Ultraviolett-Strahlung und der in Schritt b) erfassten Infrarot-Strahlung erfasst bzw. ermittelt werden. Das Verhältnis kann insbesondere ein Parameter sein, der die Flammensignale gemeinsam bzw. in Relation zueinander umfasst. Das Verhältnis kann insbesondere eine (mathematische) Division der Flammensignale umfassen, wobei das Ergebnis der Division ein solcher Verhältnis-Parameter ist. So hat sich gezeigt, dass insbesondere bei einer Verbrennung von Wasserstoff eine Strahlung emittiert wird, die sowohl Ultraviolett- als auch Infrarot-Anteile hat. Dabei können die Ultraviolett- und Infrarot-Anteile bei der Verbrennung ausschließlich von (Zwischen)-Produkten der chemischen Reaktion der Verbrennung emittiert werden. Bei einer weitestgehend konstanten Zusammensetzung des zu verbrennenden Gemisches aus Brennstoff und Luft ergibt sich eine (feste bzw. vorgegebene/bekannte) Abhängigkeit des Verhältnisses von Ultraviolett- und Infrarot-Strahlung lediglich von der Leistung des Heizgerätes.

[0024] Gemäß einem Schritt d) kann anhand des in Schritt c) ermittelten Verhältnisses der Flammensignale von Ultraviolett- und Infrarot-Strahlung festgestellt werden, ob ein Fehler der Flammenüberwachung vorliegt. Beispielsweise kann ein Fehler erkannt werden, wenn entweder nur das Ultraviolett-Signal oder nur das Infrarot-Signal einen Wert zurückgibt. Insbesondere kann ein Fehler festgestellt werden, der auf einem Fremdlichteinfluss basieren kann, wenn eine (signifikante) Änderung bzw. Abweichung des in Schritt c) ermittelten Verhältnisses erkannt werden kann. Insbesondere kann ein Fehler festgestellt werden, wenn eine (signifikante) Änderung des in Schritt c) ermittelten Verhältnisses unabhängig von einer Leistung des Heizgerätes erkannt werden kann.

[0025] Im Rahmen der Feststellung eines Fehlers der Flammenüberwachung gemäß Schritt d) kann ein Referenzwert des in Schritt c) ermittelten Verhältnisses von dem ersten Flammensignal zu dem zweiten Flammensignal einbezogen werden. Der Referenzwert sollte bezogen auf die Eigenschaften eines Heizgerätes ermittelt werden, insbesondere hinsichtlich des Brennstoffes, der verwendeten Sensorik zum Erfassen von erstem Flammensignal und zweitem Flammensignal, der Anordnung der Sensorik, etc. Ein Referenzwert kann beispielsweise ermittelt werden, indem das Verhältnis bei einem (nachgewiesenen) fehlerfreien Betrieb des Heizgerätes ermittelt wird. Ein Einbeziehen des Referenzwertes in ein Feststellen eines Fehlers der Flammenüberwachung kann in einem Vergleich des Referenzwertes mit dem in Schritt c) ermittelten Verhältnisses bestehen, wobei auch eine Toleranz in den Vergleich zum Ausgleich von systembedingten Ungenauigkeiten, einbezogen werden kann.

[0026] Der Referenzwert kann in Abhängigkeit einer Leistung des Heizgerätes ausgewählt werden. Der Referenzwert kann hierfür insbesondere als (diskrete) Funktion oder Kennfeld bereitgestellt sein.

[0027] Der Referenzwert kann in Abhängigkeit eines Lambda-Wertes der Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Luft ausgewählt werden. Hierfür kann zusätzlich ein (aktueller) Lambda-Wert der Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Luft beim Heizgerät erfasst werden. Der Referenzwert kann hierfür insbesondere als (diskrete) Funktion oder Kennfeld bereitgestellt sein.

[0028] Für den Fall, dass im Rahmen des Schrittes d) ein Fehler erkannt wird, kann in einem Schritt e) eine Abschaltung des Heizgerätes erfolgen, weil ein sicherer Betrieb nicht weiter gewährleistet ist. Insbesondere kann zudem auch eine Inbetriebnahme des Heizgerätes nach Erkennen eines Fehlers blockiert werden, die beispielsweise nur durch einen Service-Betrieb aufgehoben werden kann. Auch kann eine Nachricht zu dem erkannten Fehler, beispielsweise durch eine akustische oder optische Anzeige oder auch über ein Netzwerk, wie dem Internet, an einen Service-Betrieb oder den Eigentümer gesendet werden. Die vorstehenden Aktionen können einzeln oder kumulativ vorgesehen sein bzw. veranlasst werden.

[0029] Das erste Flammensignal und/oder das zweite Flammensignal kann durch mehrere Sensoren ermittelt werden. Durch einen Vergleich der ermittelten Signale kann beispielsweise ein Sensorausfall detektiert werden, wobei das Heizgerät in Betrieb belassen werden kann. Gleichfalls möglich erscheint eine Mittelwertbildung der erfassten Werte für das erste und zweite Flammensignal.

[0030] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Regel- und Steuergerät für ein Heizgerät vorgeschlagen, eingerichtet zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens. Das Regel- und Steuergerät kann hierzu beispielsweise einen Prozessor aufweisen bzw. über diesen verfügen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor beispielsweise das auf einem Speicher (des Regel- und Steuergeräts) hinterlegte Verfahren ausführen. Insbesondere kann auf einem Speicher des Regel- und Steuergerätes auch ein Referenzwert eines Verhältnisses von dem ersten Strahlensignal zu dem zweiten Strahlensignal gespeichert sein, beispielsweise in Form eines Kennfeldes unter Einbeziehung einer Leistung des Heizgerätes und/ oder eines Lambdawertes des Heizgerätes.

[0031] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Heizgerät mit einem hier vorgestellten Regel- und Steuergerät vorgeschlagen. Das Regel- und Steuergerät ist häufig Bestandteil eines Heizgerätes der Heizungsanlage. Das Heizgerät ist insbesondere ein Gasheizgerät mit einem Gasbrenner und einer Fördereinrichtung, die ein Gemisch aus Gas und Verbrennungsluft (brennfähiges Gemisch) zu einem Gasbrenner fördern kann.

[0032] Es wird zudem ein Heizgerät vorgeschlagen, das eine Flammenüberwachung (bzw. eine Flammenüberwachungseinrichtung) umfasst sowie Mittel, die geeignet sind, die Schritte des hier beschriebenen Verfahrens auszuführen. Die "Mittel" können insbesondere Sensoren zum Erfassen des ersten und/oder zweiten Flammensignals, eine Rechen-, Vergleichs- oder Analyseeinheit für Sensordaten (z.B. auch die Regel- und Steuereinheit), einen Datenspeicher, Datenverbindungen, elektrische Verbindungen, einen Detektor zum Erfassen des Lambda-Wert der Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Luft, Schaltkreise des Heizgerätes und/oder eine Nachrichtenversendeeinheit oder weiteres umfassen.

[0033] Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur (zumindest teilweisen) Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens eingerichtet ist. Dies betrifft mit anderen Worten insbesondere ein Computerprogramm(-produkt), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen. Nach einem weiteren Aspekt wird auch ein maschinenlesbares Speichermedium vorgeschlagen, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Regelmäßig handelt es sich bei dem maschinenlesbaren Speichermedium um einen computerlesbaren Datenträger.

[0034] Nach einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Verhältnisses eines ersten und eines zweiten Flammensignals zur Verifikation einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes. Das erste Flammensignal kann insbesondere eine Ultraviolett-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes sein. Das zweite Flammensignal kann insbesondere eine Infrarot-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes sein.

[0035] Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei dem hier vorgeschlagenen Computerprogramm, dem Speichermedium, dem Regel- und Steuergerät, dem Heizgerät und/ oder der Verwendung auftreten oder umgekehrt. Insofern wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.

[0036] Hier werden somit ein Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes, insbesondere zur Verifikation einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes, ein Computerprogramm, ein Regel- und Steuergerät und ein Heizgerät zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Verwendung eines Verhältnisses angegeben, welche die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise lösen. Insbesondere tragen das Verfahren, das Computerprogramm, das Regel- und Steuergerät und das Heizgerät sowie die Verwendung jeweils zumindest dazu bei, eine sichere und störungsfreie Flammenüberwachung eines Heizgerätes zu gewährleisten. Zudem ist eine Umsetzung des Verfahrens ohne wesentliche Veränderungen an einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes und damit kostengünstig und einfach möglich.

[0037] Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ("mindestens ein"), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

[0038] Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1:

ein hier vorgeschlagenes Heizgerät, und

Fig. 2:

einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens.

[0039] Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Heizungsanlage 0 mit einem hier vorgeschlagenen Heizgerät 1. Das Heizgerät 1 kann einen Brenner 3 aufweisen, dem ein Gasgemisch (Gemisch aus Brenngas, insbesondere Wasserstoff und Luft) über einen Gemischkanal 11 zugeführt werden kann. Über ein Luftansaugrohr 4 kann Umgebungsluft angesaugt werden, dem über ein Gaszuführungsrohr 8 Brenngas zugesetzt werden kann. Das Brenngas kann über ein Gasventil 5, welches elektrisch mit einem Regel- und Steuergerät 7 verbunden sein kann, eingeleitet und dosiert werden. Im Gemischkanal 11 kann eine Fördereinrichtung 2 angeordnet sein, die ein Gemisch aus Brenngas und Luft zu dem Brenner 3 fördern kann. Die Fördereinrichtung 2 kann beispielsweise als Gebläse ausgeführt sein und alternativ auch in Strömungsrichtung nach dem Brenner 3, im Abgaskanal einer Abgasanlage 9, angeordnet sein. Der Brenner 3 kann in einer Brennkammer 12 angeordnet sein, die eine Zündeinrichtung 6 und eine Flammenüberwachungseinrichtung 10 aufweisen. kann. Die Flammenüberwachungseinrichtung 10 kann einen Sensor zur Erfassung von Ultraviolett-Strahlung und einen Sensor zur Erfassung von Infrarot-Strahlung umfassen. In vorteilhafter Weise kann die Flammenüberwachungseinrichtung 10 außerhalb der Brennkammer 12 angeordnet sein, um den verschleißfördernden Bedingungen in der Brennkammer 12 (Einfluss von hohen Temperaturen und Verbrennungsprodukten) nicht ausgesetzt zu sein. Beispielsweise kann die Flammenüberwachungseinrichtung hinter einer Brennertür angeordnet und durch einen lichtdurchlässigen Bereich derselben in Richtung der Flamme ausgerichtet sein.

[0040] Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Ablauf eines hier vorgeschlagenen Verfahrens. Das Verfahren dient einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes 1, insbesondere einer Verifikation einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes 1. Für eine Durchführung des Verfahrens können Signale von Sensoren der Flammenüberwachungseinrichtung 10 herangezogen werden. Eine Durchführung des Verfahrens kann insbesondere durch das Regel- und Steuergerät 7 erfolgen.

[0041] Gemäß einem Schritt a) eines hier vorgeschlagenen Verfahrens wird ein erstes Flammensignal einer Ultraviolett-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes 1 erfasst.

[0042] Gemäß einem, insbesondere zeitgleich oder parallel zu Schritt a), durchzuführenden Schritt b) wird ein zweites Flammensignal einer Infrarotstrahlung des Heizgerätes 1 erfasst.

[0043] Insbesondere kann das erste Flammensignal durch einen Sensor zur Erfassung von Ultraviolett-Strahlung und das zweite Flammensignal durch einen Sensor zur Erfassung von Infrarot-Strahlung erfasst werden, wobei beide Sensoren Teil der Flammenüberwachungseinrichtung 10 sein können.

[0044] Gemäß einem Schritt c) kann nun ein Verhältnis des in Schritt a) erfassten ersten Flammensignals (Ultraviolett-Strahlung der Flamme) und des in Schritt b) erfassten zweiten Flammensignals (Infrarot-Strahlung der Flamme) gebildet werden. Das Verhältnis kann insbesondere gebildet werden, indem eine Division vom ersten Flammensignal und zweiten Flammensignal durchgeführt wird.

[0045] Gemäß einem Schritt d) kann nunmehr ein Erkennen eines Fehlers der Flammenüberwachung erfolgen. Beispielsweise kann hierfür ein Vergleich des in Schritt c) ermittelten Verhältnisses mit einem Referenzwert des Verhältnisses erfolgen. Dabei versteht sich, dass der Referenzwertes des Verhältnisses in der gleichen Dimension wie das in Schritt c) ermittelte Verhältnis haben sollte. Wenn beispielsweise zur Ermittlung des Verhältnisses in Schritt c) eine Division von Signal Ultraviolett-Strahlung geteilt durch Signal Infrarot-Strahlung erfolgt ist, sollte der Referenzwert mit der gleichen Rechenoperation gegeben sein, um eine Vergleichbarkeit zu gewährleisten.

[0046] In einen Vergleich eines in Schritt c) ermittelten Verhältnisses von erstem und zweitem Flammensignal kann auch eine Toleranz einfließen, beispielsweise, dass eine Abweichung von 10 % als zulässig erachtet wird und kein Fehler erkannt wird. Derartige geringe Abweichungen können in Schwankungen der Brennstoffqualität, Alterungserscheinungen der Sensorik oder anderen Bauteilen begründet sein.

[0047] Das Verfahren kann vorteilhaft permanent oder in kurzen zeitlichen Abständen, beispielsweise jede Minute, ausgeführt werden. So liegen besonders vorteilhaft einem verfahrensdurchführenden Regel- und Steuergerät 7 die einfließenden Signale, nämlich Signale der Flammenüberwachungseinrichtung 10 ohnehin vor, so dass eine permanente Verfahrensdurchführung problemlos und ohne zusätzlichen Einsatz möglich erscheint.

Bezugszeichenliste

[0048] 

0

Heizungsanlage

1

Heizgerät

2

Fördereinrichtung

3

Brenner

4

Luftansaugrohr

5

Gasventil

6

Zündeinrichtung

7

Regel- und Steuergerät

8

Gaszuführrohr

9

Abgasanlage

10

Flammenüberwachungseinrichtung

11

Gemischkanal

12

Brennkammer

Ansprüche

1. Verfahren zur Flammenüberwachung eines Heizgerätes (1) umfassend zumindest die folgenden Schritte:

a) Erfassen eines ersten Flammensignals einer Ultraviolett-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes (1),

b) Erfassen eines zweiten Flammensignals einer Infrarot-Strahlung einer Flamme des Heizgerätes (1),

c) Ermitteln eines Verhältnisses vom ersten Flammensignal und zweiten Flammensignal,

d) Erkennen eines Fehlers der Flammenüberwachung des Heizgerätes (1).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Heizgerät zur Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff eingerichtet ist.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Rahmen des Erkennens eines Fehlers in Schritt d) das in Schritt c) ermittelte Verhältnis vom ersten Flammensignal und zweiten Flammensignal mit einem Referenzwert verglichen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Referenzwert in Abhängigkeit der Leistung des Heizgerätes (1) ausgewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Referenzwert in Abhängigkeit eines Lambda-Wertes der Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Luft ausgewählt wird und zusätzlich ein Lambda-Wert der Zusammensetzung des Gemisches aus Brennstoff und Luft erfasst wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei einem Erkennen eines Fehlers in einem Schritt e) eine Abschaltung des Heizgerätes (1) erfolgen, eine erneute Inbetriebnahme des Heizgerätes (1) und/oder eine Nachricht über ein Netzwerk ausgegeben wird.

7. Heizgerät (1), umfassend eine Flammenüberwachung und Mittel die geeignet sind, die Schritte des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.

8. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das Heizgerät des Anspruchs 7 die Verfahrensschritte nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführt.

9. Maschinenlesbares Speichermedium auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.

10. Verwendung eines Verhältnisses eines ersten Flammensignals und eines zweiten Flammensignals zur Verifikation einer Flammenüberwachung eines Heizgerätes (1).

Zeichnung