VORRICHTUNG FÜR EIN HEIZGERÄT, HEIZGERÄT UND VERFAHREN ZU DESSEN BETRIEB

Abstract

 Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes (1) mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
a) Bestimmen einer Brennstoffzufuhr und einer Luftzufuhr für einen vorgegebenen Leistungspunkt des Heizgerätes (1);
b) Festlegen von Betriebsparametern einer Brennstoffarmatur (3) und einer Fördereinrichtung (5) zur Einstellung eines entsprechenden Volumenstroms in mindestens einer Brennstoffleitung (2) und mindestens einer Luftleitung (4);
c) Zuführen von Brennstoff und Luft hin zu einer Brennstoff-Luft-Gemischleitung (6);
d) Zeitweises Reduzieren des Volumenstroms des Brennstoffs mittels eines einstellbaren Drosselventils (8) in der Brennstoffleitung (2) während Schritt c).
Des Weiteren werden Vorrichtungen bzw. Heizgeräte vorgeschlagen, mit denen dieses Verfahren durchführbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Heizgerät, ein Heizgerät und ein Verfahren zu dessen Betrieb. Zudem wird auch ein Computerprogrammprodukt angegeben, das ein entsprechenden Betrieb des Heizgerätes ausführen kann.

[0002] Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung für Gasarmaturen, um den Zündvorgang von Wasserstoff-Luft- bzw. Wasserstoff-Erdgas-Luft-Gemischen in gasbetriebenen Brennwert-Heizgeräten zu verbessern.

[0003] Zum Start eines Gasbrenners wird üblicherweise das Sicherheitsventil in der Brenngas-Zufuhr geöffnet. Angepasst zum geförderten Luftstrom wird dann eine der gewünschten Brennerleistung entsprechende Gasmenge zugemischt. Durch die Ventilgröße und die fest vorgegebenen Strömungswiderstände hin zur Mischstelle wird bei bekannten Gas-Luftverbundregelungen immer das gleiche Mischungsverhältnis von Gas und Luft bereitgestellt.

[0004] Während der Zündphase gelangt das brennbare Luft-Gas-Gemisch zum Brenner des Heizgerätes, wo es nach Einbringen der Zündenergie verbrennt. Es ist allerdings möglich, dass (zumindest manchmal) das brennbare Luft-Gas-Gemisch nicht sofort gezündet wird, was zu einer Anreicherung des brennbaren Luft-Gas-Gemisches im Bereich des Brenners führen kann. Eine verzögerte Zündung, die sich auf das Entzünden des angesammelten brennbaren Luft-Gas-Gemisches bezieht, kann zu einer Verpuffung führen, die interne Komponenten des Heizgerätes beschädigen und die Umgebung gefährden kann. Eine verzögerte Zündung kann insbesondere schwerwiegende Folgen für Geräte oder Umgebung haben, die ein brennbares Luft-Wasserstoff-Gemisch verbrennen.

[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen eine Vorrichtung für ein Heizgerät und eine angepasste Betriebsweise einer entsprechenden Vorrichtung bereitgestellt werden, die das Risiko von entsprechenden schwerwiegenden Folgen einer Verpuffung reduziert und/oder einen geräuschärmeren Betrieb bzw. Anfahrprozess des Heizgerätes ermöglicht. Dabei soll auch eine einfache und kompakte Nachrüstung bestehender Heizgeräte ermöglicht sein.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung, einem Verfahren, einem Heizgerät und einem Computerprogramm gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der hier vorgeschlagenen Lösung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 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.

[0007] Hierzu trägt eine Vorrichtung für ein Heizgerät bei, wobei diese Vorrichtung zumindest mindestens eine Brennstoffleitung mit mindestens einer Brennstoffarmatur sowie mindestens eine Luftleitung und mindestens eine Fördereinreichung umfasst. Die mindestens eine Brennstoffleitung und die mindestens eine Luftleitung münden ineinander und bilden (von dort aus) eine (gemeinsame) Brennstoff-Luft-Gemischleitung hin zu einem Brenner des Heizgeräts, über die mittels der mindestens einen Fördereinrichtung Brennstoff-Luft-Gemisch gefördert werden kann. Dabei ist in der Brennstoffleitung ein einstellbares Drosselventil vorgesehen, das nicht vollständig schließbar ist.

[0008] Bei dem Heizgerät handelt es sich insbesondere um ein Gasheizgerät, das dazu eingerichtete ist, ein Brenngas, wie Erdgas oder 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 das Heizgerät als gasbetriebenes Brennwert-Heizgerät ausgeführt sein, wobei dieses insbesondere zur Verbrennung von (gasförmigem) Brennstoff umfassend Wasserstoff oder ein Wasserstoff enthaltenes Erdgas eingerichtet ist.

[0009] Die Bereitstellung von Brennstoff und Luft zur Vorrichtung kann zunächst getrennt erfolgen (über mindestens eine Brennstoffleitung und mindestens eine Luftleitung), wobei die jeweiligen Volumenströme mittels einerseits der Brennstoffarmatur und anderseits der Fördereinrichtung einstellbar sind, insbesondere mit Blick auf die gewünschten Gemischverhältnisse bei der Verbrennung (Verbrennungsluftverhältnis, auch als Luftzahl oder Lambda bezeichnet).

[0010] Das Heizgerät weist in der Regel einen Brenner mit einer diesen umgebenden Brennkammer und eine Fördereinrichtung bzw. ein Gebläse auf, die ein Gemisch von Brennstoff und Verbrennungsluft über eine Brennstoff-Luft-Gemischleitung in eine Brennkammer, in der ein Brenner angeordnet ist, fördern kann. Die Verbrennungsprodukte können anschließend durch eine Abgasleitung des Heizgerätes Reinigung zugeführt werden.

[0011] Der Brenner selbst kann mindestens ein Lochblech umfassen, das mit einem Brennerhohlraum verbunden ist. Der Brennerhohlraum ist mit der Brennstoff-Luft-Gemischleitung verbunden, so dass das Brennstoff-Luft-Gemisch über den Hohlraum durch das Lochblech strömen und verbrannt werden kann. Im Bereich des Lochbleches kann zudem eine Zündeinrichtung angeordnet sein, dazu eingerichtet, einen durch das Lochblech austretenden Massestrom des Brennstoff-Luft-Gemischs zu entzünden. Der Brennerhohlraum, auch als Brennerkörper bezeichnet, kann dabei insbesondere als Zylinder (gerader Kreiszylinder) ausgebildet sein, wobei eine Grundfläche des Zylinders mit der Brennstoff-Luft-Gemischleitung verbunden und die gegenüberliegende Grundfläche verschlossen sein kann. Alternativ kann der Brennerhohlraum auch quaderförmig ausgebildet sein, der obenseitig von dem Lochblech begrenzt ist.

[0012] Das Heizgerät kann eine Flammenüberwachung aufweisen, die das Vorhandensein und/oder die Qualität einer Flamme am Brenner erfassen und, bei einem Erlöschen der Flamme, die Brennstoffzufuhr unterbrechen kann. Dabei kann ein Signal der Flammenüberwachung zur Regelung und Steuerung des Heizgerätes, insbesondere zum Ermitteln und Regeln eines Verbrennungsluftverhältnisses des Brennstoff-Luft-Gemischs, herangezogen werden. Die Flammenüberwachung kann einen Sensor zum Erfassen von der Flamme emittierter UV- (Ultraviolett-)Strahlung, eine lonisationselektrode zum Erfassen eines Ionisationsstromes der Flamme und/oder mindestens einen Temperatursensor zum Erfassen einer Flammentemperatur umfassen.

[0013] In der Brennstoffleitung ist neben der Brennstoffarmatur, die üblicherweise den gewünschten Brennstoff passend zur Luftströmung und entsprechend des konkret gewünschten Verbrennungsluftverhältnis einstellt, zusätzlich ein einstellbares Drosselventil vorgesehen ist, das nicht vollständig schließbar ist. Dieses Drosselventil kann z.B. über einen Spulanatrieb oder einen anderen schaltbaren Antrieb, wie z.B. einen Steppermotor betätigt werden. Das Drosselventil ist so ausgelegt, dass es im geöffneten Zustand praktisch die gesamte von der Brennstoffarmatur bereit gestellte Gasmenge durchlässt und im geschlossenen (Androssel-) Zustand den Gasstrom auf einen kleineren Wert, der deutlich größer als 0% beträgt, begrenzt.

[0014] Es ist möglich, dass das Drosselventil im inaktiven, insbesondere stromlosen, Zustand (vollkommen oder nahezu vollkommen) offen ist und im aktiven, insbesondere bestromten, Zustand einen reduzierten Durchströmungsquerschnitt erzeugt. Alternativ ist möglich, dass das Drosselventil im inaktiven, insbesondere bestromlosten, Zustand vollkommen offen ist und im aktiven, insbesondere stromlosen, Zustand einen reduzierten Durchströmungsquerschnitt erzeugt. Es ist besonders bevorzugt, dass das einstellbare Drosselventil im aktiven Zustand maximal zu 50%, insbesondere im Bereich von 60 % bis 80 % (bezogen auf den maximal frei durchströmbaren Querschnitt) geschlossen ist.

[0015] Das einstellbare Drosselventil kann zwischen der Brennstoffarmatur und einer Mündungsstelle der Brennstoff-Luft-Gemischleitung vorgesehen sein. In Strömungsrichtung des Brennstoffes wird dieser zunächst mit Blick auf das gewünschte Verbrennungsluftverhältnis durch die Brennstoffarmatur exakt dosiert und danach, bevor es die Brennstoff-Luft-Gemischleitung erreicht, gedrosselt. Das einstellbare Drosselventil ist bevorzugt in einem Abschnitt der Brennstoffleitung angeordnet, der von der Brennstoffarmatur hin zur Mündungsstelle verläuft.

[0016] Es ist möglich, dass stromauf von Brennstoffarmatur und einstellbaren Drosselventil zusätzlich ein Sicherheitsventil zum Verschließen und Freigeben der Brennstoffleitung vorgesehen ist. Das Sicherheitsventil ist insbesondere so ausgebildet, dass es die Brennstoffzufuhr hin zur Brennstoffarmatur (vollständig) freigeben oder (vollständig) stoppen kann. Das Sicherheitsventil kann bedarfsgerecht angesteuert werden, z. B. geöffnet werden beim Starten des Heizgerätes und/oder geschlossen werden im Störfall oder beim Abschalten des Heizgeräts. Es können jeweils ein einzelnes (doppelt wirkendes) Sicherheitsventil bzw. zwei Sicherheitsventile, eine einzelne Brennerarmatur und ein einzelnes einstellbares Drosselventil in der Brennstoffleitung und in dieser Reihenfolge vorgesehen.

[0017] Die Vorrichtung kann weiter ein Regel- und Steuergerät umfassen, eingerichtet zum Betrieb zumindest der Brennstoffarmatur, der Fördereinrichtung und des einstellbaren Drosselventils. Bevorzugt ist das Regel- und Steuergerät mit den jeweiligen Aktuatoren bzw. Stellantrieben über eine Signalleitung verbunden. Das Regel- und Steuergerät kann aufgrund vorgegebener Situationen, Anlässe selbsttätig den Betrieb der Brennstoffarmatur, der Fördereinrichtung und des einstellbaren Drosselventils kontrollieren und bestimmen. Regel- und Steuergerät kann insbesondere so eingerichtet sein, um das hier erläuterte Verfahren auszuführen.

[0018] Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Heizgerät vorgeschlagen, umfassend eine hier vorgestellte Vorrichtung sowie einen Brenner mit einer Zündeinrichtung, wobei ein Regel- und Steuergerät vorgesehen ist, eingerichtet zum Betrieb zumindest der Brennstoffarmatur, der Fördereinrichtung, des einstellbaren Drosselventils und der Zündeinrichtung. Der Brenner bzw. die Zündeinrichtung kann auch eine Flammenüberwachung umfassen. Damit ist auch ein kontrollierter Betrieb des Brenners bzw. ein auf die Verbrennung abgestimmter Betrieb der Brennstoffarmatur, der Fördereinrichtung und des einstellbaren Drosselventils ermöglicht.

[0019] Vorgeschlagen wird hier Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:

a) Bestimmen einer Brennstoffzufuhr und einer Luftzufuhr für einen vorgegebenen Leistungspunkt des Heizgerätes;

b) Festlegen von Betriebsparametern einer Brennstoffarmatur und einer Fördereinrichtung zur Einstellung eines entsprechenden Volumenstroms in mindestens einer Brennstoffleitung und mindestens einer Luftleitung;

c) Zuführen von Brennstoff und Luft hin zu einer Brennstoff-Luft-Gemischleitung;

d) Zeitweises Reduzieren des Volumenstroms des Brennstoffs mittels eines einstellbaren Drosselventils in der Brennstoffleitung während Schritt c).

[0020] Zu den strukturellen Merkmalen des Heizgerätes und dessen Komponenten kann vollumfänglich auf die Erläuterungen an anderer Stelle dieser Beschreibung, auch im Zusammenhang mit der Figur, Bezug genommen werden.

[0021] Die Schritte a), b), c) und d) können dabei mindestens einmal in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere können die Schritte a) und b) parallel bzw. zeitgleich durchgeführt werden. Zudem kann das Verfahren beim (Wieder-)Starten des Heizgeräts bzw. einem (bevorstehenden) Zündvorgang initiiert werden.

[0022] Mit dem Verfahren und/oder der beschriebenen Vorrichtung soll bzw. kann sichergestellt werden, dass während des Start-/Zündvorgangs eine reduzierte Brennstoffmenge bereitgestellt wird und danach im Regelbetrieb die für die Brennerleistung erforderliche Brennstoffmenge zugemischt wird.

[0023] In Schritt a) wird eine Brennstoffzufuhr und eine Luftzufuhr für einen vorgegebenen Leistungspunkt des Heizgerätes bestimmt. Der Leistungspunkt des Heizgerätes kann vorbestimmt sein über dessen Funktion (Warmwasserbereitstellung, etc.). Der Leistungspunkt kann ein vorgegebener (gespeicherter bzw. fester) Referenzpunkt oder ein basierend auf aktuellen Umgebungsbedingungen oder Einstellungen des Heizsystems bestimmter Punkt sein. Für diesen Leistungspunkt (bzw. das entsprechende Verbrennungsluftverhältnis) sind Betriebsparameter vorgegeben, die die erforderliche Menge (Massenstrom oder Volumenstrom) der Brennstoffzufuhr und Luftzufuhr definieren, damit die gewünschte Leistung erreicht wird.

[0024] Hierauf aufbauend werden gemäß Schritt b) Betriebsparameter einer Brennstoffarmatur und einer Fördereinrichtung zur Einstellung eines entsprechenden Volumenstroms in mindestens einer Brennstoffleitung und mindestens einer Luftleitung festgelegt. Es ist möglich, dass insbesondere die Motoren, Stellantriebe, etc. von Brennstoffarmatur und Fördereinrichtung so angesteuert werden, dass konkret bzw. exakt die erforderlichen Volumenströme eingestellt sind.

[0025] Zeitgleich oder danach kann das (geregelte) Zuführen von Brennstoff und Luft hin zu einer Brennstoff-Luft-Gemischleitung erfolgen, siehe Schritt c). Damit strömt nun also Bernstoff und Luft in den zugehörigen Leitungen.

[0026] Gemäß Schritt d) wird dabei der Volumenstrom des Brennstoffs allerdings mittels eines einstellbaren Drosselventils in der Brennstoffleitung zeitweise reduziert bzw. gedrosselt. Es ist möglich, dass bereits parallel zu den vorherigen Schritten oder zumindest zu Beginn des Schrittes c) das einstellbare Drosselventil aktiviert, also insbesondere der reduzierte Durströmungsquerschnitt eingestellt wird. Dieses Drosselventil wird z.B. über einen Spulanatrieb oder aber auch anderen Antrieb, wie z.B. Steppermotor, aktiviert bzw. betätigt. Bevorzugt ist, dass das einstellbare Drosselventil zwei konkrete Zustände (aktiv / inaktiv) aufweist, die wahlweise geschaltet werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Drosselventil zu Beginn von Schritt d) aktiviert und dann am Ende von Schritt d) inaktiv geschaltet wird. Es ist insbesondere möglich, dass die Reduktion während Schritt d) konstant ist, ggf. auch im Wesentlichen unabhängig vom tatsächlichen Leistungspunkt des Heizgerätes.

[0027] Es ist möglich, dass Schritt d) mit der Initiierung des Schrittes c) ausgeführt wird. Das bedeutet insbesondere, dass (unmittelbar) mit dem Einsetzen Brennstoffströmung bereits die Reduzierung bzw. Drosselung aktiv ist.

[0028] Schritt d) kann nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder beendet werden. Die Zeitspanne kann beispielsweise im Bereich von 1 bis 5 Sekunden betragen, wobei bei Wasserstoff als Brennstoff eine Zeitspanne von 2 bis 3 Sekunden vorteilhaft sein kann.

[0029] Es ist möglich, dass Schritt d) erst beendet wird, wenn mindestens ein vorgegebener Zustandsparameter des Heizgeräts oder einen daran angeschlossenen Wasserkreislauf einen Zielwert erreicht. Als Zustandsparameter des Heizgerätes kommen beispielhaft die Sicherheitszeit der Zündeinrichtung, die Temperatur in der Brennkammer des Brenners, das Ergebnis der Auswertung der Flammenüberwachung in Betracht. Ein Zustandsparameter des daran angeschlossenen Wasserkreislaufs kann insbesondere mindestens eine (Wasser-)Temperatur im Heizkreis und/oder deren zeitliche Änderung sein.

[0030] Weiter wird ein Heizgerät mit einer Brennstoffarmatur, einer Fördereinrichtung, einem einstellbaren Drosselventil und Mitteln vorgeschlagen, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des hier angegebenen Verfahrens ausführen. Die Mittel können insbesondere ein entsprechend eingerichtetes Regel- und Steuergerät umfassen.

[0031] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das hier offenbarte Heizgerät die angegebenen Verfahrensschritte ausführt. Es kann ein computerlesbares Medium bereitgestellt sein, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist.

[0032] Die Ausführungen jeweils zu der Vorrichtung, dem Heizgerät, dem Verfahren und dem Computerprogramm können vollumfänglich herangezogen werden, den anderen, vorstehend genannten Aspekt zu charakterisieren.

[0033] Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind.

[0034] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung für ein Heizgerät 1, welches eine Brennstoffleitung 2 mit einer Brennstoffarmatur 3 sowie eine Luftleitung 4 umfasst. Die Brennstoffleitung 2 mündet in die Luftleitung 4 an einer so genannten Mündungsstelle 9. Von dort aus erstreckt sich eine gemeinsame Brennstoff-Luft-Gemischleitung 6 hin zu einem Brenner 7 des Heizgeräts 1. Es ist weiter eine Fördereinreichung 5, hier z. B. als Gebläse ausgebildet, vorgesehen, mit der das Brennstoff-Luft-Gemisch gefördert werden kann. Selbstverständlich ist möglich, die Fördereinrichtung auch in der Luftleitung 4 vorzusehen. Weiter ist möglich, dass der Luftleitung 4 (oder der Fördereinrichtung 5, wenn diese vor der Mündungsstelle 9 positioniert ist) ein Luftmassenstromsensor 17 zugeordnet ist, über den direkt oder mittelbar (abgeleitet) der aktuelle Massenstrom Luft ermittelbar ist.

[0035] In der Brennstoffleitung 2 sind in Strömungsrichtung hin zur Mündungsstelle 9 folgende Komponenten angeordnet: ein Sicherheitsventil 10, eine Brennstoffarmatur 3 und ein einstellbares Drosselventil 8, wobei letzteres nicht vollständig schließbar ist. Mit diesen Komponenten ist einstellbar, ob bzw. mit welcher Quantität Brennstoff in die Luft eingemischt wird.

[0036] Das vordefinierte Brennstoff-Luft-Gemisch wird einem Brenner 7 zugeführt, in dessen umgebender Brennerkammer die Flammen ausgebildet werden und wo auch eine Zündeinrichtung 12 sowie ein Temperatursensor Brenner 18 vorgesehen ist. Die Zündeinrichtung ist vorgesehen und eingerichtet, dass einströmende Brennstoff-Luft-Gemisch zu entzünden. Der Temperatursensor Brenner 18 kann Teil einer Flammenüberwachung sein und dazu dienen, das Vorliegen und/oder die Qualität der Flammen zu bewerten.

[0037] Der Brenner 7 ist eingerichtet, ein wärmeleitender Weise einen benachbarten Wasserkreislauf 13 zu beeinflussen. Insbesondere kann der Wasserkreislauf 13 einen flüssigen Wärmeträger (Wasser) an dem Brenner vorbeiführen, so dass dieser die Wärme aufnimmt und abführt. Zur Zustandsbeschreibung des Wasserkreislaufes 13 kann ein Temperatursensor Vorlauf 14 die Temperatur beim Hinströmen des Wärmeträgers, ein Temperatursensor Rücklauf die Temperatur beim Wegströmen des Wärmeträgers und/oder ein Durchflusssensor 16 zur Bestimmung der Durchflussmenge an Wärmeträger dienen bzw. eingesetzt werden.

[0038] Das im Brenner 7 verbrannte Brennstoff-Luft-Gemisch kann über eine Abgasleitung 20 gereinigt werden.

[0039] Weiter ist ein (zentrales) Regel- und Steuergerät 11 vorgesehen, das über eine Vielzahl von Signalleitungen 19 mit den genannten Komponenten verbunden ist und derart deren Betrieb überwachen und/oder einstellen kann. Insbesondere ist das Regel- und Steuergerät eingerichtet, das hier vorgeschlagene Verfahren auszuführen.

[0040] Anhand des dargestellten Aufbaus des Heizgerätes wird nachfolgend beispielhaft ein möglicher Betrieb erläutert.

[0041] Soll der Brenner 7 gestartet werden, so wird von dem Regel- und Steuergerät 11 das Sicherheitsventil 10 geöffnet und die Brennstoffarmatur 3 (Regeventil) geht in die Stellung, die für den Lastpunkt des Brenners 7 erforderliche Brennstoffmenge durchlässt.

[0042] Das einstellbare Drosselventil 8 wird von dem Regel- und Steuergerät 11 z.B. über einen Spulanatrieb betätigt. Das einstellbare Drosselventil 8 ist nun so eingestellt, dass im aktiven, das heißt teilweise geschlossenen (Androssel-), Zustand den Strom des Brennstoffs auf vorzugsweise 60-80% begrenzt.

[0043] Mit Öffnen des Sicherheitsventils 10 wird zudem die Zündeinrichtung 12 (z.B. Funken- oder Glühzünder) gestartet und es beginnt die sog. Sicherheitszeit. Die kann im Bereich zwischen 1 und 5 Sekunden betragen, bei Wasserstoff- Brennern vorzugsweise bei 2 bis 2,5 Sekunden. Nach Ablauf der Sicherheitszeit wird das einstellbare Drosselventil 8 inaktiv geschaltet, also wieder vollständig geöffnet, so dass die reguläre Brennstoffmenge dem Brenner 7 zur Verfügung gestellt wird.

[0044] Zudem kann die Umschaltung auch erfolgen, wenn die (Wasser-)Temperatur im Heizkreis ansteigt (z.B. um min 1 K) und/oder die Temperatur in der Brennkammer einen Grenzwert erreicht und/oder eine Auswertung des Glühzündersignals bzw. der Flammenüberwachung ergibt, dass die Flamme ordnungsgemäß ausgebildet ist.

[0045] Mit der beschriebenen Vorrichtung und den Verfahren kann sichergestellt werden, dass während des Start-/Zündvorgangs eine reduzierte Gasmenge bereitgestellt wird und danach im Regelbetrieb die für die Brennerleistung erforderliche Gasmenge zugemischt wird.

Bezugszeichenliste

[0046] 

1

Heizgerät

2

Brennstoffleitung

3

Brennstoffarmatur

4

Luftleitung

5

Fördereinreichung

6

Brennstoff-Luft-Gemischleitung

7

Brenner

8

einstellbares Drosselventil

9

Mündungsstelle

10

Sicherheitsventil

11

Regel- und Steuergerät

12

Zündeinrichtung

13

Wasserkreislauf

14

Temperatursensor Vorlauf

15

Temperatursensor Rücklauf

16

Durchflusssensor

17

Luftmassenstromsensor

18

Temperatursensor Brenner

19

Signalleitung

20

Abgasleitung

Ansprüche

1. Vorrichtung für ein Heizgerät (1), zumindest umfassend mindestens eine Brennstoffleitung (2) mit mindestens einer Brennstoffarmatur (3) sowie mindestens eine Luftleitung (4) und mindestens eine Fördereinreichung (5), wobei die mindestens eine Brennstoffleitung (2) und die mindestens eine Luftleitung (4) ineinander münden und eine Brennstoff-Luft-Gemischleitung (6) hin zu einem Brenner (7) des Heizgeräts (1) bilden, über die mittels der mindestens einen Fördereinrichtung (5) Brennstoff-Luft-Gemisch gefördert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennstoffleitung (2) ein einstellbares Drosselventil (8) vorgesehen ist, das nicht vollständig schließbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Drosselventil (8) im aktiven Zustand maximal 50% geschlossen und im inaktiven Zustand offen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einstellbare Drosselventil (8) zwischen der Brennstoffarmatur (3) und einer Mündungsstelle (9) der Brennstoff-Luft-Gemischleitung (6) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromauf von Brennstoffarmatur (3) und einstellbaren Drosselventil (8) zusätzlich ein Sicherheitsventil (10) zum Verschießen und Freigeben der Brennstoffleitung (2) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Regel- und Steuergerät (11) umfasst, eingerichtet zum Betrieb zumindest der Brennstoffarmatur (3), der Fördereinrichtung (5) und des einstellbaren Drosselventils (8).

6. Heizgerät (1), umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Brenner (7) mit einer Zündeinrichtung (12) aufweist, wobei ein Regel- und Steuergerät (11) vorgesehen ist, eingerichtet zum Betrieb zumindest der Brennstoffarmatur (3), der Fördereinrichtung (5), des einstellbaren Drosselventils (8) und der Zündeinrichtung (12).

7. Verfahren zum Betrieb eines Heizgerätes (1), gekennzeichnet durch zumindest die folgenden Schritte:

a) Bestimmen einer Brennstoffzufuhr und einer Luftzufuhr für einen vorgegebenen Leistungspunkt des Heizgerätes (1);

b) Festlegen von Betriebsparametern einer Brennstoffarmatur (3) und einer Fördereinrichtung (5) zur Einstellung eines entsprechenden Volumenstroms in mindestens einer Brennstoffleitung (2) und mindestens einer Luftleitung (4);

c) Zuführen von Brennstoff und Luft hin zu einer Brennstoff-Luft-Gemischleitung (6);

d) Zeitweises Reduzieren des Volumenstroms des Brennstoffs mittels eines einstellbaren Drosselventils (8) in der Brennstoffleitung (2) während Schritt c).

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) mit der Initiierung des Schrittes c) ausgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) nach einer vorgegebenen Zeitspanne beendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt d) erst beendet wird, wenn mindestens ein vorgegebener Zustandsparameter des Heizgeräts (1) oder einen daran angeschlossenen Wasserkreislauf (13) einen Zielwert erreicht.

11. Heizgerät (1) mit einer Brennstoffarmatur (3), einer Fördereinrichtung (5), einem einstellbaren Drosselventil (8) und Mitteln, die so angepasst sind, dass sie die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 10 ausführen.

12. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass das Heizgerät (1) des Anspruchs 11 die Verfahrensschritte einem der Ansprüche 7 bis 10 ausführt.

Zeichnung