DE102018105185A1 - Method for detecting fuel gas in a fuel gas operated heater - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brenngasartenerkennung beim Startvorgang eines brenngasbetriebenen Heizgeräts mit elektronischem Gas-Luftverbund unter Nutzung eines Gasmassensensors zur Bestimmung der Brenngasart vor dem Start des Brenners.

Figure DE102018105185A1_0000
The invention relates to a method for detecting fuel gas during the starting process of a fuel gas-operated heater with electronic gas-air network using a gas mass sensor for determining the fuel gas prior to the start of the burner.
Figure DE102018105185A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brenngasartenerkennung bei einem brenngasbetriebenen Heizgerät.The invention relates to a method for fuel gas detection in a fuel gas operated heater.

Als Brenngasarten werden vorliegend insbesondere niederkalorisches und hochkalorisches Erdgas sowie Flüssiggas unterschieden.In particular, low calorific and high calorific natural gas and liquefied gas are distinguished as fuel gas types.

Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 126 137.0 Verfahren zur Gemischregelung auf Basis eines Gasmassenstromsensors in Verbindung mit einer Gemischkalibration durch Flammenstrommessung bekannt. Dies betrifft jedoch im Wesentlichen die Gemischregelung während der Brenner im Betrieb ist.From the prior art, for example, in the German patent application EN 10 2017 126 137.0 Method for mixture control based on a gas mass flow sensor in conjunction with a mixture calibration by flame flow measurement known. However, this essentially affects the mixture control while the burner is in operation.

Beim Start eines Brenners des Heizgeräts sollte in möglichst kurzer Zeit ein zündfähiges Brenngas-Luft-Gemisch eingeregelt werden. Da sowohl das optimale Gasluftverhältnis als auch die Zündleistung für die verschiedenen Brenngase unterschiedlich sind, ist eine Bestimmung der Gasart vor oder während des Brennerstartes zur Einregulierung der Brenngas- und Luftmengen auf optimale Startbedingungen erforderlich.When starting a burner of the heater, an ignitable fuel gas-air mixture should be adjusted in the shortest possible time. Since both the optimum gas-air ratio and the ignition performance are different for the different fuel gases, a determination of the type of gas before or during the burner start-up to adjust the fuel gas and air quantities to optimal starting conditions is required.

Bei elektronischen Gas-Luft-Gemischregelungen für Heizgeräte müssen gasartenabhängige Betriebsparameter berücksichtigt werden. Bei Flüssiggas ist der Modulationsbereich in der Regel kleiner als bei Erdgas. Zudem unterschieden sich die Luftzahlen bei den einzelnen Leistungspunkten im Modulationsbereich des Heizgerätes. Zur automatischen Anpassung des Heizgerätes auf die jeweils zur Verfügung gestellte Brenngasart wird eine automatische Brenngasartenerkennung benötigt.In the case of electronic gas-air mixture controls for heaters, gas-type-dependent operating parameters must be taken into account. For LPG, the modulation range is usually smaller than for natural gas. In addition, the air figures differed at the individual power points in the modulation range of the heater. For automatic adjustment of the heater to the type of fuel available in each case an automatic fuel gas detection is required.

Herkömmlicherweise wurde eine Brenngasartenerkennung während des Betriebs des Brenners durchgeführt. Dabei erfolgte die Verbrennungsregelung beispielsweise nach dem lonisationsprinzip, wobei das Gas-Luftverhältnis soweit angepasst wird, dass eine saubere, vollständige Verbrennung vorliegt. Aus dem Verhältnis der Brenngasmenge zur Luftmenge während des Brennbetriebs kann auf die verwendete Gasart geschlossen werden, da die für die jeweiligen Brenngasarten benötigen Luftmengen bekannt sind. Diese Information liegt aber nur indirekt z.B. in Form einer Gebläsedrehzahl (Luftmenge) oder Gasregelventilansteuerung (Stellung oder Ansteuersignal) vor und ist somit sehr ungenau. Zudem ist eine Berücksichtigung der Brenngasart beim Start des Brenners oder gar der Erstinbetriebnahme des Heizgerätes nicht möglich. Auch kann keine Fehlerdiagnose durchgeführt werden, wenn das Heizgerät nicht in Betrieb geht. Bei einer beispielsweise falsch im Heizgerät hinterlegten Brenngasart ist das Nichtzünden des Brenners und mithin das Nichtstarten des Heizgerätes sehr wahrscheinlich.Conventionally, fuel gas type detection has been performed during the operation of the burner. The combustion control was carried out, for example, according to the ionization principle, wherein the gas-air ratio is adjusted so far that a clean, complete combustion is present. From the ratio of the fuel gas amount to the amount of air during the firing operation can be concluded that the type of gas used, since the required quantities of air for the respective types of fuel gas are known. This information is only indirectly, e.g. in the form of a fan speed (air flow) or gas control valve control (position or control signal) and is therefore very inaccurate. In addition, a consideration of the fuel gas at the start of the burner or even the first commissioning of the heater is not possible. Also, fault diagnosis can not be performed if the heater does not operate. For example, in a stored incorrectly in the heater Brenngasart ignoring the burner and thus the non-starting of the heater is very likely.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem die Brenngasart vor dem Start des Heizgeräts festgestellt und für den Startvorgang genutzt wird.It is therefore the object of the present invention to provide a method by which the fuel gas is detected prior to the start of the heater and used for the starting process.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the feature combination according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Brenngasartenerkennung beim Startvorgang eines brenngasbetriebenen Heizgeräts mit elektronischem Gas-Luftverbund vorgeschlagen, wobei das Heizgerät zumindest ein Gebläse zur Förderung eines Luftvolumenstromes, eine Gaszuführung mit einem Gasstellglied zur geregelten Zuführung eines Brenngases, einen Brenner, eine Zündeinheit zur Zündung des Brenners, einen in der Gaszuführung angeordneten und von dem Brenngas angeströmten Sensor, und ein Steuergerät zur Regelung zumindest des durch das Gebläse geförderten Luftvolumenstromes und des einen Gasmassenstrom an Brenngas bestimmenden Gasstellglieds umfasst.According to the invention, a method for detecting fuel gas during the starting process of a gas-operated heater with electronic gas-air network is proposed, wherein the heater at least one fan for promoting an air flow, a gas supply with a gas actuator for the controlled supply of a fuel gas, a burner, an ignition unit for igniting the burner, a sensor arranged in the gas supply and flowed by the fuel gas, and a control device for controlling at least the air volume flow conveyed by the fan and the gas actuator determining a gas mass flow to fuel gas.

Der Sensor ist als Gasmassensensor ausgebildet, der sowohl die an den Brenner zugeführte Brenngasmasse als auch eine weitere physikalische Eigenschaft des Brenngases erfasst, mit der Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Brenngases möglich sind. Beispielsweise werden hierfür kalorimetrische Mikrosensoren eingesetzt, die neben der Brenngasmasse die thermische Leitfähigkeit des Brenngases erfassen. Eine andere Möglichkeit besteht in wenigstens einem Sensor basierend auf dem Funktionsprinzip der Ultraschallmessung zur Ermittlung der Brenngasmasse und der jeweils brenngasabhängig vorliegenden spezifischen Schallgeschwindigkeit.The sensor is designed as a gas mass sensor, which detects both the fuel gas mass supplied to the burner and also a further physical property of the fuel gas, with which conclusions can be drawn about the composition of the fuel gas. For example, this calorimetric microsensors are used, which detect the thermal conductivity of the fuel gas in addition to the fuel gas mass. Another possibility consists in at least one sensor based on the principle of operation of the ultrasound measurement for determining the fuel gas mass and the specific speed of sound depending on the particular fuel gas.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wenigstens eine der vorgenannten physikalischen Eigenschaften des Brenngases durch den Gasmassensensor gemessen (zum Beispiel die thermische Leitfähigkeit) und an das Steuergerät übertragen. Das Steuergerät bestimmt dann aus dieser gemessenen Eigenschaft des Brenngases die Brenngasart.In the method according to the invention, at least one of the aforementioned physical properties of the fuel gas is measured by the gas mass sensor (for example the thermal conductivity) and transmitted to the control unit. The control unit then determines from this measured property of the fuel gas, the fuel gas.

Anschließend regelt das Steuergerät an dem Gasstellglied in Abhängigkeit von der bestimmten Brenngasart einen ersten Start-Gasmassenstrom ein, der unterhalb einer Zündgrenze des Brenngases der bestimmten Brenngasart liegt. Die Zündgrenzen der jeweiligen Brenngasarten sind allgemein bekannt und lassen sich beispielsweise in Form von Kennlinien im Steuergerät hinterlegen.Subsequently, the control unit regulates at the gas actuator in dependence on the particular fuel gas a first starting gas mass flow, which is below an ignition limit of the fuel gas of the particular fuel gas. The ignition limits of the respective types of fuel gas are well known and can be stored, for example in the form of characteristics in the control unit.

Dann wird der zugeführte Gasmassenstrom bei konstantem Luftvolumenstrom ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom unter ständigen Zündversuchen der Zündeinheit erhöht, bis ein Zündbereich der vorab bestimmten Brenngasart überschritten ist. Während den Zündversuchen wird überwacht und über das Steuergerät erfasst, ob es zu einer Zündung des Brenners kommt. Hierzu kann beispielsweise am Brenner eine Elektrode verwendet werden, die im Falle der Zündung des Brenners ein Flammensignal an das Steuergerät übermittelt.Then, the supplied gas mass flow at a constant air volume flow starting from increases the starting gas mass flow under constant ignition attempts of the ignition unit until an ignition range of the predetermined fuel gas is exceeded. During the ignition tests is monitored and detected via the control unit, if there is an ignition of the burner. For this purpose, for example, an electrode can be used on the burner, which transmits a flame signal to the control unit in the event of ignition of the burner.

Der Zündbereich der jeweiligen Brenngasart unterscheidet sich bei Flüssiggas und Erdgas, da hochkalorisches Brenngas, z.B. Flüssiggas bei identischem Luftvolumenstrom früher zündet als niederkalorisches Brenngas, z.B. niederkalorisches Erdgas (L-Gas). Dabei ist in der Technik klar abgegrenzt, in welchen Bereichen des Brenngas-Luft-Gemisches der jeweilige Zündbereich des jeweiligen Brenngases liegt.The ignition range of the respective fuel gas species differs in LPG and natural gas because high calorie fuel gas, e.g. Liquefied gas at an identical air volume flow ignites earlier than low calorie fuel gas, e.g. low calorific natural gas (L-gas). It is clearly defined in the art, in which areas of the fuel gas-air mixture, the respective ignition range of the respective fuel gas.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ermöglicht, die Brenngasart bereits vor der Zündung des Brenners festzustellen und das für den Start benötigte Brenngas-Luft-Gemisch auf einen kleineren Bereich einzugrenzen. Das optimale Brenngas-Luft-Gemisch zum Start des Brenners wird schneller erkannt und erreicht. Dadurch wird die Startzeit verkürzt und die Anzahl der Fehlversuche beim Brennerstart reduziert.By the method according to the invention it is possible to determine the type of fuel gas before the ignition of the burner and to limit the fuel gas-air mixture required for the start to a smaller range. The optimal fuel gas-air mixture to start the burner is detected and achieved faster. This shortens the start time and reduces the number of failed attempts at burner startup.

Soweit bei dem Startverfahren keine Zündung des Brenners festgestellt werden konnte, wird in einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Steuergerät an dem Gasstellglied in Abhängigkeit von der bestimmten Brenngasart einen zweiten Start-Gasmassenstrom regelt, der geringer ist als der erste Gasmassenstrom und weiter unterhalb der Zündgrenze des Brenngases der bestimmten Brenngasart liegt. Im Anschluss werden wieder die Schritte des vorstehend beschriebenen Startverfahrens durchgeführt umfassend die Erhöhung des zugeführten Gasmassenstroms bei konstantem Luftvolumenstrom unter ständigen Zündversuchen der Zündeinheit, bis ein Zündbereich der vorab bestimmten Brenngasart überschritten ist. Dabei ist vorteilhaft, dass der Bereich, in dem für den Startvorgang des Brenners das passende Gas-Luft-Gemisch vorliegt, erweitert und ein Brennerstart erreicht werden kann, selbst wenn der erste festgelegte Start-Gasmassenstrom ungeeignet war.As far as in the starting process no ignition of the burner could be found, it is provided in a development that controls the control device on the gas actuator depending on the particular fuel gas a second starting gas mass flow, which is lower than the first gas mass flow and further below the ignition limit of Fuel gas of certain Brenngasart lies. Subsequently, the steps of the starting method described above are carried out again comprising increasing the gas mass flow supplied at a constant air flow rate under constant ignition attempts of the ignition unit until an ignition range of the predetermined fuel gas is exceeded. It is advantageous that the area in which the proper gas-air mixture is present for the starting process of the burner, extended and a burner start can be achieved, even if the first fixed starting gas mass flow was unsuitable.

Das Verfahren ist in einer Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Gasmassenstrom bei konstantem Luftvolumenstrom ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom stetig unter Zündversuchen der Zündeinheit erhöht wird. Der konstante Luftvolumenstrom ist über das Steuergerät durch Einregelung einer konstanten Gebläsedrehzahl möglich.The method is characterized in one embodiment in that the supplied gas mass flow is increased at a constant air volume flow starting from the starting gas mass flow steadily under ignition attempts of the ignition unit. The constant air volume flow is possible via the control unit by adjusting a constant fan speed.

Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät den tatsächlichen Luftvolumenstrom über eine von dem Steuergerät gemessene Gebläsedrehzahl, einer labortechnisch vorab ermittelten Kennlinie und einer Stromaufnahme des Gebläses errechnet.The method is further characterized in that the control unit calculates the actual air volume flow via a blower speed measured by the control unit, a characteristic curve determined in advance from the laboratory and a current consumption of the blower.

Das Verfahren betrifft nicht nur den Brennerstart im Allgemeinen, sondern auch den Brennerstart bei der Erstinbetriebnahme des Heizgeräts. Hierzu wird in einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass beim Startvorgang des brenngasbetriebenen Heizgeräts nach dessen Erstinstallation zunächst eine Entlüftung einer Gasleitung der Gaszuführung durchgeführt wird, wobei das Steuergerät das Gasstellglied geöffnet und über den Gasmassensensor ein Signal an das Steuergerät geleitet wird, sobald Brenngas detektiert wird. Der Gasmassensensor kann jederzeit zur Detektion von Luft in der Gaszuführung genutzt werden, um eine Entlüftung der Gasleitung zu veranlassen.The method not only affects the burner start-up in general, but also the burner start-up during the first start-up of the heater. For this purpose, it is provided in a development of the method that initially a venting a gas line of the gas supply is performed during the startup of the gas-fired heater, the control unit opens the gas actuator and the gas mass sensor, a signal is sent to the controller, as soon as fuel gas is detected , The gas mass sensor can be used at any time for the detection of air in the gas supply to cause a venting of the gas line.

In einer alternativen Variante des Verfahrens wird beim Startvorgang des brenngasbetriebenen Heizgeräts nach dessen Erstinstallation zunächst eine Entlüftung einer Gasleitung der Gaszuführung durchgeführt, wobei der vorstehend zur Lösung der Aufgabe beschriebene Startvorgang solange wiederholt wird, bis eine Zündung des Brenners erfasst wird.In an alternative variant of the method, a venting of a gas line of the gas supply is initially carried out during the startup of the gas-fired heater after its initial installation, wherein the starting process described above to solve the task is repeated until an ignition of the burner is detected.

Generell wird bei dem Verfahren vorzugsweise vorgesehen, dass der Gasmassenstrom durch das elektrische modulierende Gasstellglied geregelt wird, wobei das Gasstellglied über das Steuergerät Regelsignale erhält und somit den Gasmassenstrom bedarfsgerecht anpasst.Generally, it is preferably provided in the method that the gas mass flow is controlled by the electric modulating gas actuator, wherein the gas actuator receives control signals via the control unit and thus adapts the gas mass flow as needed.

Bei dem Verfahren ist vorzugsweise ferner vorgesehen, aus der über den Gasmassensensor bestimmten Brenngasart den für die jeweilige Brenngasart zugehörigen Luftbedarf zu bestimmen und für die weitere Regelung des Betriebs des Heizgeräts zu nutzen. Hierfür werden im Steuergerät vorzugsweise entsprechende Werte oder Kennlinien hinterlegt, auf die für die Regelung oder zukünftige Startvorgänge zurückgegriffen werden kann. Dabei wird auch auf in der Technik bekannte Größen zurückgegriffen, beispielsweise einen zur Sicherstellung einer vollständigen Verbrennung um den Faktor 3 größeren Luftbedarf bei gleichem Volumen an Flüssiggas gegenüber Erdgas.In the method, it is further preferably provided to determine from the fuel gas type determined via the gas mass sensor the air requirement associated with the respective fuel gas type and to use this for the further control of the operation of the heater. For this purpose, preferably corresponding values or characteristic curves are stored in the control unit, which can be used for the control or future starting procedures. In this case, recourse is also made to quantities known in the art, for example a greater air requirement required to ensure complete combustion by a factor of 3 for the same volume of liquefied natural gas.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 einen schematischen Aufbau eines Heizgerätes;
  • 2 ein Diagramm zum Verfahrensablauf bei hochkalorischem Brenngas;
  • 3 ein Diagramm zum Verfahrensablauf bei niederkalorischem Brenngas.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:
  • 1 a schematic structure of a heater;
  • 2 a diagram of the procedure for high-calorie fuel gas;
  • 3 a diagram of the procedure for low calorific fuel gas.

In 1 ist ein schematischer Aufbau eines Heizgerätes 100 zur Durchführung des Verfahrens mit einem modulierenden Vormischgebläse 5, das Umgebungsluft a ansaugt und mit Brenngas mischt. Das Brenngas wird dem Vormischgebläse 5 über eine Gasdüse 4 in der Gasleitung zugeführt, wobei in der Gasleitung vorgeschaltet ein Gassicherheitsventil 1, ein beispielhaft über einen Motor M elektronisch steuerbares Gasstellglied bzw. Gasventil 2 sowie ein thermischer Gasmassensensor 3 angeordnet sind. Der Gaseingangsdruck d wird auf den Gasregeldruck c angepasst. Nach der Mischung mit Umgebungsluft weist das Brenngas-Luft-Gemisch den Gemischdruck b auf. Am Gebläseausgang ist in der gezeigten Ausführung eine optionale Rückschlagklappe 6 vorgesehen. Das Gemisch hat dann den Brennerdruck e. Daran schließt sich der Brenner 28 mit einer in der Brennerflamme angeordneten Elektrode 7 an, mit der eine Flamme am Brenner 28 detektiert und ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 9 übermittelt wird. Um den Brenner 28 ist der Wärmetauscher 18 angeordnet. In Strömungsrichtung fortgesetzt folgt das Abgassystem mit der Abgasklappe 8. Im Abgassystem herrscht der Abgasdruck f. Die Regelung der durch das Gasstellglied 2 strömende Brenngasmenge sowie der Gebläsedrehzahl und mithin der Luftzahl erfolgt über das Steuergerät 9, in dem entsprechende Regelungskennlinien hinterlegt und abspeicherbar sind. Die entsprechenden Signalleitungen zu dem und von dem Steuergerät 9 sind mit Pfeilen gekennzeichnet.In 1 is a schematic construction of a heater 100 for carrying out the method with a modulating premix blower 5 , the ambient air a sucks and mixed with fuel gas. The fuel gas is the premix blower 5 via a gas nozzle 4 supplied in the gas line, wherein in the gas line upstream of a gas safety valve 1 , an example of a motor M electronically controllable gas actuator or gas valve 2 and a thermal gas mass sensor 3 are arranged. The gas inlet pressure d is adjusted to the gas control pressure c. After mixing with ambient air, the fuel gas-air mixture has the mixture pressure b on. At the fan outlet is in the embodiment shown an optional non-return valve 6 intended. The mixture then has the burner pressure e , This is followed by the burner 28 with an electrode arranged in the burner flame 7 on, with a flame on the burner 28 detected and a corresponding signal to the control unit 9 is transmitted. To the burner 28 is the heat exchanger 18 arranged. Continuing in the flow direction, the exhaust system follows with the exhaust flap 8th , In the exhaust system, the exhaust pressure prevails f , The regulation of the gas actuator 2 flowing fuel gas and the fan speed and thus the air ratio via the control unit 9 , in which appropriate control characteristics are stored and stored. The appropriate signal lines to and from the controller 9 are marked with arrows.

2 zeigt den Ablauf des Verfahrens zur Gasartenerkennung von hochkalorischem Brenngas, nachdem über den thermischen Gasmassensensor 3 die thermische Leitfähigkeit des anliegenden Brenngases gemessen und an das Steuergerät 9 übertragen wurde. Bei dem Verfahren wird zunächst im Zeitabschnitt t1-t2 der Luftvolumenstrom VL über das Gebläse 5 auf einen konstanten Wert geregelt. In der gezeigten Ausführung wird beim Erreichen des konstanten Luftvolumenstromes VL der über die Gasleitung durch das Gasstellglied 2 geregelte Gasmassenstrom VG auf den Start-Gasmassenstrom geregelt, der unterhalb einer unteren Zündgrenze z1 eines Zündbereichs HG des hochkalorischen Brenngases liegt. Das Steuergerät 9 regelt anschließend im Zeitabschnitt t2-t3 bei konstantem Luftvolumenstrom VL das Gasstellglied 2, um den dem Gebläse 5 zugeführten Gasmassenstrom VG ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom stetig unter ständigen Zündversuchen der Zündeinheit zu erhöhen, bis der Zündbereich HG des hochkalorischen Brenngases und eine obere Zündgrenze z2 des hochkalorischen Brenngases überschritten sind. Soweit keine außergewöhnlichen Rahmenbedingungen vorliegen, die einen Brennerstart verhindern, zündet der Brenner 28 im Zeitabschnitt t2-t3 und brennt anschließend im Zeitabschnitt t3-t4 bei konstant eingeregeltem Gasmassenstrom VG. Die für niederkalorisches Brenngas nötige Brenngasmenge und mithin der Zündbereich LG des niederkalorischen Brenngases werden nicht erreicht. 2 shows the flow of the method for gas detection of high-calorie fuel gas, after via the thermal gas mass sensor 3 measured the thermal conductivity of the adjacent fuel gas and to the controller 9 was transferred. In the method, the air volume flow is initially in the period t1-t2 VL over the fan 5 regulated to a constant value. In the embodiment shown, when reaching the constant air volume flow VL the via the gas line through the gas actuator 2 regulated gas mass flow VG regulated to the starting gas mass flow, which is below a lower ignition limit z1 an ignition range HG the high-calorie fuel gas is located. The control unit 9 then regulates in the period t2-t3 at a constant air volume flow VL the gas actuator 2 to the blower 5 supplied gas mass flow VG starting from the starting gas mass flow steadily under constant ignition attempts of the ignition unit to increase until the ignition range HG of the high-calorie fuel gas and an upper ignition limit z2 of the high-calorie fuel gas are exceeded. As far as there are no exceptional conditions that prevent a burner start, the burner ignites 28 in the period t2-t3 and then burns in the period t3-t4 at constant adjusted gas mass flow VG , The necessary for low-calorie fuel gas fuel gas and therefore the ignition range LG of the low calorific gas are not reached.

3 stellt das Verfahren anhand desselben Diagramms aus 2 dar, soweit über den thermischen Gasmassensensor 3 festgestellt wurde, dass es sich um für niederkalorisches Brenngas handelt. Dann wird der Gasmassenstrom VG bei konstantem Luftvolumenstrom VG von Anfang an über den Zündbereich HG des hochkalorischen Brenngases erhöht, wobei der Start-Gasmassenstrom unterhalb der unteren Zündgrenze z3 eines Zündbereichs LG des niederkalorischen Brenngases liegt. Das Steuergerät 9 regelt anschließend im Zeitabschnitt t2-t3 bei konstantem Luftvolumenstrom VL das Gasstellglied 2, um den dem Gebläse 5 zugeführten Gasmassenstrom VG ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom stetig unter ständigen Zündversuchen der Zündeinheit zu erhöhen, bis der Zündbereich LG des niederkalorischen Brenngases und eine obere Zündgrenze z4 des niederkalorischen Brenngases überschritten sind. Soweit keine außergewöhnlichen Rahmenbedingungen vorliegen, die einen Brennerstart verhindern, zündet der Brenner 28 im Zeitabschnitt t2-t3 und brennt anschließend im Zeitabschnitt t3-t4 bei konstant eingeregeltem Gasmassenstrom VG. 3 Follow the procedure on the same diagram 2 as far as the thermal gas mass sensor 3 was found to be low calorie fuel gas. Then the gas mass flow becomes VG at constant air volume flow VG from the beginning over the ignition range HG of the high-calorie fuel gas increases, wherein the starting gas mass flow below the lower ignition limit z3 an ignition range LG the low calorific gas fuel is located. The control unit 9 then regulates in the period t2-t3 at a constant air volume flow VL the gas actuator 2 to the blower 5 supplied gas mass flow VG starting from the starting gas mass flow steadily under constant ignition attempts of the ignition unit to increase until the ignition range LG of the low calorie combustible gas and an upper ignition limit z4 of the low calorie combustible gas are exceeded. As far as there are no exceptional conditions that prevent a burner start, the burner ignites 28 in the time interval t2-t3 and then burns in the time interval t3-t4 at constant regulated gas mass flow VG.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Verfahren zur Brenngasartenerkennung beim Startvorgang eines brenngasbetriebenen Heizgeräts (100) mit elektronischem Gas-Luftverbund, wobei das Heizgerät (100) zumindest ein Gebläse (5) zur Förderung eines Luftvolumenstromes, eine Gaszuführung mit einem Gasstellglied (2) zur geregelten Zuführung eines Brenngases, einen Brenner (28), eine Zündeinheit zur Zündung des Brenners (28), einen in der Gaszuführung angeordneten und von dem Brenngas angeströmten Sensor, und ein Steuergerät (9) zur Regelung zumindest des durch das Gebläse (5) geförderten Luftvolumenstromes und des einen Gasmassenstrom an Brenngas bestimmenden Gasstellglieds (2) umfasst, wobei a. der Sensor als Gasmassensensor zur Ermittlung der Brenngasmasse und einer der Brenngasmasse zugeordneten physikalischen Eigenschaft ausgebildet ist, b. die physikalischen Eigenschaft des Brenngases durch den Gasmassensensor (3) gemessen und an das Steuergerät (9) übertragen wird, c. das Steuergerät (9) aus der gemessenen physikalischen Eigenschaft des Brenngases die Brenngasart bestimmt; d. das Steuergerät (9) an dem Gasstellglied (2) in Abhängigkeit von der bestimmten Brenngasart einen ersten Start-Gasmassenstrom regelt, der unterhalb einer Zündgrenze des Brenngases der bestimmten Brenngasart liegt, e. der zugeführte Gasmassenstrom bei konstantem Luftvolumenstrom ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom unter Zündversuchen der Zündeinheit erhöht wird, bis ein Zündbereich der bestimmten Brenngasart überschritten ist, f. während den Zündversuchen eine Zündung des Brenners (28) überwacht und erfasst wird.Method for fuel gas detection during startup of a gas-fired heater (100) with electronic gas-air network, wherein the heater (100) at least one fan (5) for promoting an air flow, a gas supply with a gas actuator (2) for the controlled supply of a fuel gas, a burner (28), an ignition unit for igniting the burner (28), arranged in the gas supply and flowed by the fuel gas sensor, and a control device (9) for controlling at least the by the fan (5) promoted air volume flow and the gas mass flow of fuel gas determining gas actuator (2), wherein a. the sensor is designed as a gas mass sensor for determining the fuel gas mass and a physical property assigned to the fuel gas mass, b. the physical property of the fuel gas is measured by the gas mass sensor (3) and transmitted to the control unit (9), c. the control unit (9) determines the fuel gas type from the measured physical property of the fuel gas; d. the control device (9) at the gas actuator (2) regulates a first starting gas mass flow, which is below an ignition limit of the fuel gas of the particular type of fuel gas, depending on the particular fuel gas type, e. the supplied gas mass flow is increased at constant air volume flow starting from the starting gas mass flow under ignition attempts of the ignition unit until an ignition range of the particular fuel gas species is exceeded, f. during the ignition tests an ignition of the burner (28) is monitored and detected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer Nichtzündung das Steuergerät (9) an dem Gasstellglied (2) in Abhängigkeit von der bestimmten Brenngasart einen zweiten Start-Gasmassenstrom regelt, der geringer ist als der erste Gasmassenstrom und weiter unterhalb der Zündgrenze des Brenngases der bestimmten Brenngasart liegt, wobei im Anschluss die Schritte e) bis f) des Anspruchs 1 erfolgen.Method according to Claim 1 , characterized in that in the case of non-ignition, the control device (9) on the gas actuator (2) depending on the particular fuel gas type controls a second starting gas mass flow, which is lower than the first gas mass flow and further below the ignition limit of the fuel gas of the particular fuel gas followed by the steps e) to f) of the Claim 1 respectively. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Gasmassenstrom bei konstantem Luftvolumenstrom ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom stetig unter Zündversuchen der Zündeinheit erhöht wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the supplied gas mass flow is increased at a constant air volume flow starting from the starting gas mass flow steadily under ignition attempts of the ignition unit. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Startvorgang des brenngasbetriebenen Heizgeräts (100) nach dessen Erstinstallation zunächst eine Entlüftung einer Gasleitung der Gaszuführung durchgeführt wird, wobei das Steuergerät das Gasstellglied (2) öffnet und über den Gasmassensensor (3) ein Signal an das Steuergerät (9) gleitet wird, sobald Brenngas detektiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the starting process of the gas-fired heater (100) after its initial installation first a venting of a gas line of the gas supply is performed, wherein the control device, the gas actuator (2) opens and the gas mass sensor (3) a signal is glided to the control unit (9) as soon as fuel gas is detected. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Startvorgang des brenngasbetriebenen Heizgeräts (100) nach dessen Erstinstallation zunächst eine Entlüftung einer Gasleitung der Gaszuführung durchgeführt wird, wobei der Startvorgang mit den Schritten b)-f) solange wiederholt wird, bis eine Zündung des Brenners erfasst wird.Method according to one of the previous Claims 1 to 3 , characterized in that during the starting process of the gas-fired heater (100) after its initial installation, first a venting of a gas line of the gas supply is performed, wherein the starting process with steps b) -f) is repeated until an ignition of the burner is detected. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (9) den tatsächlichen Luftvolumenstrom über eine von dem Steuergerät (9) gemessene Gebläsedrehzahl, einer labortechnisch vorab ermittelten Kennlinie und einer Stromaufnahme des Gebläses (5) errechnet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (9) calculates the actual air volume flow via a blower speed measured by the control unit (9), a laboratory-determined characteristic curve and a current consumption of the blower (5). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasmassenstrom durch das elektrische modulierende Gasstellglied (2) geregelt wird, wobei das Gasstellglied (2) über das Steuergerät (9) Regelsignale erhält.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas mass flow is controlled by the electrical modulating gas actuator (2), wherein the gas actuator (2) receives control signals via the control unit (9). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der über den Gasmassensensor (3) bestimmten Brenngasart der für die jeweilige Brenngasart zugehörige Luftbedarf bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the air requirement determined for the respective fuel gas type is determined from the fuel gas type determined via the gas mass sensor (3). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasmassensensor zur Ermittlung der Brenngasmasse und einer der Brenngasmasse zugeordneten physikalischen Eigenschaft als thermischer Gasmassensensor (3) ausgebildet ist, der eine thermische Leitfähigkeit des Brenngases misst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas mass sensor for determining the fuel gas mass and one of the fuel gas mass associated physical property is designed as a thermal gas mass sensor (3) which measures a thermal conductivity of the fuel gas. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasmassensensor zur Ermittlung der Brenngasmasse und einer der Brenngasmasse zugeordneten physikalischen Eigenschaft als Ultraschall-Gasmassensensor (3) ausgebildet ist, der eine brenngasspezifische Schallgeschwindigkeit misst.Method according to one of the previous Claims 1 - 8th , characterized in that the gas mass sensor for determining the fuel gas mass and one of the fuel gas mass associated physical property as an ultrasonic gas mass sensor (3) is formed, which measures a combustible gas-specific sound velocity. Brenngasbetriebenes Heizgerät (100) mit elektronischem Gas-Luftverbund, wobei das Heizgerät (100) zumindest ein Gebläse (5) zur Förderung eines Luftvolumenstromes, eine Gaszuführung mit einem Gasstellglied (2) zur geregelten Zuführung eines Brenngases, einen Brenner (28), eine Zündeinheit zur Zündung des Brenners (28), einen in der Gaszuführung angeordneten und von dem Brenngas angeströmten Sensor, und ein Steuergerät (9) zur Regelung zumindest des durch das Gebläse (5) geförderten Luftvolumenstromes und des einen Gasmassenstrom an Brenngas bestimmenden Gasstellglieds (2) umfasst, wobei a. der Sensor als Gasmassensensor zur Ermittlung der Brenngasmasse und einer der Brenngasmasse zugeordneten physikalischen Eigenschaft ausgebildet ist, b. die physikalischen Eigenschaft des Brenngases durch den Gasmassensensor (3) gemessen und an das Steuergerät (9) übertragen wird, c. das Steuergerät (9) aus der gemessenen physikalischen Eigenschaft des Brenngases die Brenngasart bestimmt; d. das Steuergerät (9) an dem Gasstellglied (2) in Abhängigkeit von der bestimmten Brenngasart einen ersten Start-Gasmassenstrom regelt, der unterhalb einer Zündgrenze des Brenngases der bestimmten Brenngasart liegt, e. der zugeführte Gasmassenstrom bei konstantem Luftvolumenstrom ausgehend von dem Start-Gasmassenstrom unter Zündversuchen der Zündeinheit erhöht wird, bis ein Zündbereich der bestimmten Brenngasart überschritten ist, f. während den Zündversuchen eine Zündung des Brenners (28) überwacht und erfasst wird.Combustion gas operated heater (100) with electronic gas-air network, wherein the heater (100) at least one fan (5) for conveying an air volume flow, a gas supply with a gas actuator (2) for the controlled supply of a fuel gas, a burner (28), an ignition unit for igniting the burner (28), a sensor arranged in the gas supply and flowed by the fuel gas, and a control device (9) for controlling at least the air volume flow conveyed by the fan (5) and of the one Gas mass flow to fuel gas determining gas actuator (2), wherein a. the sensor is designed as a gas mass sensor for determining the fuel gas mass and a physical property assigned to the fuel gas mass, b. the physical property of the fuel gas is measured by the gas mass sensor (3) and transmitted to the controller (9), c. the control unit (9) determines the fuel gas type from the measured physical property of the fuel gas; d. the control unit (9) controls, on the gas actuator (2), as a function of the particular fuel gas type, a first starting gas mass flow which is below an ignition limit of the fuel gas of the particular fuel gas type, e. the supplied gas mass flow is increased at constant air volume flow starting from the starting gas mass flow under ignition tests of the ignition unit until an ignition range of the particular type of fuel gas is exceeded, f. during the ignition tests an ignition of the burner (28) is monitored and detected.
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