[发明专利]用于调节加热装置的方法和加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节加热装置的方法。本发明还涉及一种用于实施该方法的加热装置。

背景技术

这种加热装置用于加热热介质，其中，通常使用热水。在此，加热装置具有燃烧室，在该燃烧室中燃烧燃料，例如煤气。在此通过鼓风机输入燃烧空气。释放的热在热交换器中传递给热介质。

对于清洁燃烧重要的是输入的燃烧空气体积与输入的燃料量的正确比例。如果输入太少的空气，则燃料不能完全燃烧。由此产生大量有害物排放，尤其是一氧化碳和碳氢化合物。如果输入太多空气，则燃烧被降温，这同样导致有害物排放增加。

一般通过相应操控鼓风机来对输入的燃烧空气量进行控制。该鼓风机通常具有风机轮，其转速影响燃烧空气的体积流量，即单位时间的体积。在此可以监控体积流量。

公知的是，通过测量压力差获知体积流量。为此例如在DE 10 159 033A1中建议，在两个不同的测量位置上检测压力。因为在两个测量位置之间由于速度差而使燃烧空气的静压力部分地转换成动压力，因而可以在这些测量位置之间测得压力差。由此能够以公知的方式确定体积流量。附加地测量鼓风机轮的转速并由此在考虑装置设计参数的情况下确定体积流量。由此得到冗余的控制系统。

这种方法必需专门的空气导向和多个测量位置。因此相对费事并且因此成本昂贵。在此测量结果例如可能由于脏污或者由于参数变化而失真。此外存在漂移和其它老化现象的问题。

在DE 19 945 562 A1中描述了一种用于监视和/或调节汽车加热器的方法，其中，为了控制燃烧空气体积流量而调节鼓风机的转速。在此通过压力或声压传感器来监视燃烧室中的燃烧。

在DE 10 2005 011 021 A1中描述了一种用于使鼓风机支持的加热器的设备加热功率适配于新风-废气管路系统的特定压力损失的方法，其中，检测鼓风机转速和鼓风机功率。如果鼓风机转速与测得的鼓风机功率的比例不处于预给定的范围内，则输出故障通知。

此外已知，通过热丝传感器来获知质量流量。但是这些传感器相对昂贵并且敏感。在此经常出现漂移现象。

发明内容

按照本发明，提出了用于调节加热装置的方法，该加热装置具有燃烧室，通过具有鼓风机轮的、可控制的鼓风机能够将燃烧空气引入该燃烧室中，其中，检测所述鼓风机轮的转速，其中，测量所述鼓风机的静压力和/或功率消耗，其中，根据测得的转速结合测得的所述静压力和/或结合测得的所述功率消耗来确定体积流量系数，及根据该体积流量系数获知燃烧空气的体积流量。

本发明的任务在于，克服现有技术的上述缺陷并且尤其能够以小的费用来调节加热装置。

按照本发明，该任务通过上述技术方案中的特征解决。下述说明中给出有利的改进方案。

按照上述技术方案，获知鼓风机的静压力和/或功率消耗，其中，根据转速并结合静压力和/或功率消耗来确定燃烧空气的体积流量。在鼓风机能够可变地控制的情况下通常总归要设置转速检测。因而，附加地也只需设有用于检测鼓风机的静压力和/或功率消耗的传感器。这能够以很小的费用实现。在此这种传感器能够作为批量产品而非常成本有利地得到。

优选根据参考鼓风机的体积流量系数获知压力系数和/或功率系数的参考值，其中，在确定体积流量时考虑这些参考值。压力系数H取决于重力加速度g、转速N、鼓风机轮直径D以及静压力h并且按照下式计算：

因为重力加速度g是常数并且鼓风机轮直径是已知的不可变参量，因而在测量了静压力和转速后能够确定压力系数。

功率系数P取决于功率消耗W、燃烧空气密度ρ、转速N、直径D并且按照下式计算：

燃烧空气密度可以近似地视为常数。但是为了提高精度也可以附加地检测该密度。鼓风机轮直径是常数。因而能够通过检测转速和功率消耗方便地计算功率系数。

体积流量系数F是压力系数和功率系数的二次函数，它取决于体积流量转速N以及直径D并且按照下式计算：

对于分别基于测得的转速和测得的功率消耗或获知的静压力计算出的压力系数或功率系数，能够根据在几何尺寸近似的鼓风机上获得并且例如以特征曲线的形式寄存的参考值来确定体积流量系数。由此能够相对简单地根据上述公式(3)确定体积流量。因而体积流量能够以相对小的费用获知。为了提高运行可靠性，必要时也可以通过两种途径并行地获知体积流量，即一方面通过测量功率消耗获知并且另一方面通过检测静压力获知。为了能够以足够的精度确定体积流量，雷诺数应当足够高并且粘度影响应当小。但这通常是给定的。