[发明专利]用于在功率可变的情况下调节加热装置中的燃气-空气混合物的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于通过在加热装置(1)的火焰区域(2)中测得的电离信号(I)调节加热装置(1)中燃烧的方法，所述电离信号基于从电离电极(8)到对电极(9)流过火焰区域(2)的离子电流推导得出，所述离子电流由具有指定的频率(f)的电离交流电压(U)产生，其中，当在加热装置(1)燃烧过程时，燃烧空气与燃气的比例(λ值)根据基于电离信号(I)的调校数据来确定，并通过调整燃气的输送和/或燃烧空气的输送而得到调节。这实现了，无需在加热装置上进行明显改变，仅通过额外的电子器件就实现了在可变功率下进行可靠的调节，这也实现了对针对不同的功率的现有调节方案的(后续)调校。

技术领域

本发明涉及的是针对加热装置中的燃烧过程对燃气-空气混合物加以调节的领域，所述加热装置特别是用于建筑物的热水供应或取暖。为了测量主要依赖于燃烧期间燃烧空气与燃气的比例(λ值，也称为空气比或者说空燃比)的燃烧质量，尤其是在许多加热设备中，在火焰区域中进行电离测量。此类测量旨在实现长时间内的稳定调节。如果调节失败，则在大多数情况下必须关闭加热装置，这当然应该尽可能少地发生。

背景技术

根据现有技术，迄今为止在运行期间通过借助单独的电离电极来进行调节。与电极的类型无关地，确定出火焰区域中电离的相应实际值，该实际值与当前的λ值成正比，以便可以从电离测量中得出当前的λ值。在此，向电离电极施加交流电压，其中，在存在火焰的情况下，电离的火焰区域具有整流作用，因此电离电流主要分别仅在交流电的半周期内流动。对该电流或从中得出的成正比的电压信号(以下称为电离信号)加以测量，如果需要，在模拟/数字转换器中进行数字化后，进一步处理为电离信号。于是，可以测量λ值并通过调节电路将其调节到额定值。空气和/或燃气的输送通过合适的调节器进行更改，直到达到所需的λ额定值。通常，例如力求达到λ值＞1(1相当于是化学计量比)例如λ＝1.3，以确保提供足够的空气以进行清洁燃烧，基本上不会产生一氧化碳。但是，λ必须保持小到确保稳定的燃烧。该调节尤其可以通过用于供应燃气的阀和/或用于供应环境空气的风扇进行。

例如从DE 196 18 573 C1和DE 195 02 901 C1中已知这样的燃烧调节，其通过存储的电离电流调节曲线调节期望的燃烧质量(λ值)。

例如从EP 0 770 824 B1和EP 2 466 204 B1中也已知这种加热装置的基本结构，涉及的是用于电离测量的测量系统及其用于调节的使用方案。其中还介绍了：由于各种影响，特别是由于对电离电极的状态或形状的影响，可以随时间改变调节精度。此处给出了在需要时各种用于后续调校的方法。

但是，在调节中必须考虑另一个参数，即加热装置工作的功率。实际上，所测得的电离信号不仅依赖于λ值，而且还依赖于加热装置的相应功率，因此对于精确调节必须知道该参数。在第一近似中，如果假定在转速与功率之间存在固定关系，则该功率可以与用于燃烧空气(或燃烧空气和燃气的混合物)的风扇的速度相关联。但是，例如，如果加热装置的工作和/或环境条件发生变化，则不一定会实现精确的调节。原则上，如果使用流量计测量燃烧空气或燃烧混合物的流量，则可以进行精确测量，但是这需要一定的额外测量耗费(自检传感器等)。

发明内容

本发明的目的是在此提供一种辅助措施，以实现加热装置的安全可靠运行以及以很小的耗费就可以在不同功率下进行稳定而精确的调节。

根据独立权利要求的方法、设备和计算机程序产品有助于实现该目的。在相应的从属权利要求中给出了本发明的有利的设计方案和改进方案。该说明书、特别是结合附图阐释了本发明并给出其他实施例。