EP4617566A1 - Optimierte regelung einer verbrennungsvorrichtung - Google Patents

Optimierte regelung einer verbrennungsvorrichtung

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EP4617566A1
EP4617566A1 EP24162652.2A EP24162652A EP4617566A1 EP 4617566 A1 EP4617566 A1 EP 4617566A1 EP 24162652 A EP24162652 A EP 24162652A EP 4617566 A1 EP4617566 A1 EP 4617566A1
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EP
European Patent Office
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actuator
power
characteristic curve
value
related variable
Prior art date
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Pending
Application number
EP24162652.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Meier
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Priority to US19/074,653 priority patent/US20250283598A1/en
Priority to CN202510281889.3A priority patent/CN120627120A/zh
Publication of EP4617566A1 publication Critical patent/EP4617566A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
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    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N5/265Details using electronic means
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/06Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08Ventilators at the air intake with variable speed

Definitions

  • the present disclosure relates to a closed-loop and/or open-loop control of a combustion device.
  • it concerns such automation of a combustion device as a function of an oxygen concentration.
  • the fuel-to-air ratio must be adjusted.
  • the following adjustment options using characteristic curves are known.
  • the air actuator characteristic curve(s) and fuel actuator characteristic curve(s) are determined via the power during the adjustment process. For example, the determination can be made from a low power to a maximum power or vice versa.
  • the air ratio ⁇ is set for each power point.
  • Air supply sensors can also be used to support this. Common air supply sensors are based on speed, mass flow, differential pressure, air volume flow, etc.
  • the absolute power is then determined by measuring the fuel supply at at least one point or at several points. Using the calorific value H u of the currently fed fuel, the burner power is assigned to the respective characteristic curve points.
  • the power values of the other characteristic curve points are determined by interpolation, preferably by linear interpolation. In addition, the power values of the other characteristic curve points can be determined by measurement.
  • the air actuator characteristic curve and the fuel actuator characteristic curve are predefined. These characteristic curves are usually determined empirically in the laboratory. The burner output is fixed by a fixed function of one of the two characteristic curves. Different characteristic curves and/or sets of characteristic curves, which are also predefined, are used for different fuels.
  • the change in fuel composition or air density is detected by a ⁇ sensor.
  • a ⁇ sensor This can be, for example, an O 2 sensor in the exhaust gas, from which ⁇ is calculated directly. It can also be, for example, an ionization electrode, whose signal is evaluated accordingly.
  • the air supply can be changed or the fuel supply can be corrected until the ⁇ sensor again measures the original value of the air ratio ⁇ . If at least one air supply signal is adjusted in order to keep the air ratio ⁇ constant, the burner output at this point on the characteristic curve almost always changes with the fuel composition. If the fuel supply signal is adjusted in order to keep the air ratio ⁇ constant, the burner output changes depending on the fuel. In order to adjust the output, a new characteristic curve of the air actuator must be selected or calculated manually or automatically in the event of a output correction.
  • Common gas types used in burner systems are those from the E-gas group (according to EN 437:2009-09) and gases from the B/P-gas group (according to EN 437:2009-09).
  • gases from the E-gas group contain methane as their main component.
  • gases from the B/P-gas group are based on propane gas. The mixtures based on methane or propane ultimately represent mixtures of different gas sources that can be used to supply the combustion device.
  • characteristic curves are provided for different gas types, which are selected on-site during commissioning according to the existing gas group.
  • the setting is made, for example, by selecting one or more curves stored in the memory of a control unit.
  • the setting can also be made using a parameter set stored in the memory of the control unit or using several parameter sets stored in the memory of the control unit.
  • These characteristic curves represent the progression of the fuel quantity supplied to the combustion chamber in relation to the quantity of air supplied. Instead of the quantity of supplied air, the speed of a fan in the air supply of the combustion device can be plotted. Furthermore, the position and/or the control signal of an air damper can be used as a measure of the air supply.
  • the air supply can be determined using a mass flow sensor, which can be arranged, for example, in a side duct.
  • a mass flow sensor which can be arranged, for example, in a side duct.
  • a device comprising a mass flow sensor in a side duct is described, for example, in European patent application EP3301363A1 revealed.
  • the characteristic curves can be presented in tabular form using linear interpolation or with the help of polynomials as a mathematical function This form of characteristic curve assignment is described in the European patent EP3299718B1, which was published on 30 October 2019 An application EP3299718A1 to the European patent EP3299718B1 was published on 21 September 2016 The European patent EP3299718B1 does not claim priority.
  • An air volume is suitable as a performance value when air temperature, air pressure, or humidity change only slightly or are measured.
  • air temperature When measuring air volume with an air mass flow sensor, the influences of air temperature and air pressure are taken into account.
  • the influence of air humidity plays a minor role, especially at lower temperatures.
  • EP2682679A2 was filed on 1 July 2013 by VAILLANT GmbH The application was published on January 8, 2014. EP2682679A2 deals with a method for controlling and/or monitoring a fuel gas-operated burner. EP2682679A2 takes priority from 4 July 2012 in use.
  • EP2682679A2 deals with approaching operating points below and above a target air ratio. A signal from a mass flow sensor located in a duct between an air line and a fuel gas line is then recorded. The signal is used to determine whether the system is correctly adjusted or not.
  • DE68909260T2 deals with a device for measuring the heat capacity of a fuel flow. The calorific value of a fuel is determined based on the signals from a mass flow sensor and an ionization sensor. DE68909260T2 claims priority from 29 January 1988.
  • DE102013106987A1 was filed on 3 July 2013 by Karl Dungs GmbH & Co. KG The application was published on January 8, 2015.
  • DE102013106987A1 deals with a method and a device for determining a calorific value as well as a gas-fired device with such a device.
  • the A calorific value sensor is present in the device, which comprises an ionization sensor and preferably a temperature sensor.
  • DE102006051883A1 Another patent application was filed on 31 October 2006 by a Gas Heat Institute eV from Essen. The application was published on May 8, 2008.
  • DE102006051883A1 deals with a device and method for adjusting, controlling, or regulating the fuel/combustion air ratio for operating a burner. During the adjustment, control, or regulation process, a calorific value or a Wobbe index is automatically determined.
  • EP1467149A1 A European patent application EP1467149A1 was filed on 1 April 2004 by EON RUHRGAS AG. The application was published on October 13, 2004.
  • EP1467149A1 deals with a method for monitoring combustion in a combustion device.
  • a probe such as an oxygen probe, can be used in an exhaust duct of the combustion device. If the combustion air ratio falls outside a specified limit, the combustion device is shut down.
  • EP1467149A1 claims priority from 11 April 2003 in use.
  • EP4050258A1 A European patent application EP4050258A1 was filed on August 31, 2021 by SIEMENS AG The application was published on August 31, 2022.
  • EP4050258A1 deals with the performance determination of a combustion device based on a fuel parameter. A fuel parameter is provided as part of the performance determination. The combustion device is controlled accordingly.
  • EP4050258A1 takes priority from 26 February 2021 in use.
  • the objective of the present disclosure is to achieve the most flexible automation of a combustion device, both with and without feedback from a sensor.
  • the type and progression of combustion within the combustion device must be taken into account when regulating and/or controlling the device.
  • the present disclosure relates to the automation of a combustion device based on an oxygen concentration in an exhaust gas path of the combustion device.
  • an oxygen-related sensor is arranged in or on the exhaust gas path of the combustion device such that is exposed to an exhaust gas stream.
  • the automation of the combustion device may include controlling and/or regulating combustion in the combustion device. This involves a transition from an initial controlled operation to a later regulated operation.
  • the combustion device comprises a control and/or monitoring device.
  • the control and/or monitoring device automates the combustion in the combustion device using at least one actuator.
  • the actuator can be an air actuator or a fuel actuator and influences the supply of air or fuel to a combustion chamber of the combustion device.
  • a first characteristic curve is stored in the control and/or monitoring device, primarily for controlled operation of the combustion device.
  • the first characteristic curve relates to the aforementioned actuator of the combustion device. It indicates a speed and/or position of the actuator in relation to a power-related variable.
  • the first characteristic curve for control operation is also used in open-loop operation. For this purpose, an operating point along the characteristic curve is shifted in open-loop operation such that combustion is ensured while avoiding harmful emissions. This enables a safe start of the combustion device.
  • Open-loop operation is followed after some time by closed-loop operation.
  • closed-loop operation the combustion device is controlled using the aforementioned sensor.
  • This sensor provides a signal that is used as a feedback signal for the actuator's control.
  • Mixed closed-loop and open-loop operation is possible. This means that a first actuator is controlled.
  • a second actuator is controlled. When controlling the second actuator, there is preferably no operating point shift as at the beginning of combustion.
  • control characteristic allows for emergency operation. Such emergency operation can occur, for example, if the sensor fails. Consequently, control is no longer possible. Safe operation of the combustion device is then enabled by using the control characteristic and shifting the operating point.
  • FIG 1 shows a combustion device 1 such as a wall-mounted gas burner and/or an oil burner with a combustion chamber 2.
  • the heat generator exchanges the thermal energy of the hot fuels and/or combustion gases into another fluid such as water.
  • the warm water is used, for example, to operate a hot water heating system and/or to heat drinking water.
  • the thermal energy of the hot combustion gases can be used to heat a product, for example, in an industrial process.
  • the heat generator can be used to heat water in a plant for the extraction of lithium and/or lithium carbonate.
  • the exhaust gases are discharged from the combustion chamber 2, for example, via a Exhaust gas stack and/or a flue gas stack and/or a chimney 10.
  • the supply air 5 for the combustion process is supplied to the combustion chamber 2 of the combustion device 1 via a (motor-driven) fan 3.
  • the control and/or monitoring device 13 specifies the air supply V ⁇ L to be delivered to the fan 3.
  • the fan speed becomes a measure of the delivered air volume and/or the air supply V ⁇ L .
  • the fan speed is fed back to the control and/or monitoring device 13 by the fan 3.
  • the speed of the fan 3 can often be mapped to the supplied air volume.
  • the air volume is adjusted via an air damper 4 and/or a valve, the damper and/or valve position and/or the measured value derived from the signal of a mass flow sensor 12 and/or volume flow sensor can be used as a measure of the air volume.
  • the sensor is advantageously arranged in the duct for the air supply V ⁇ L.
  • the sensor preferably provides a signal, which is converted into a flow measurement value using a suitable signal processing unit.
  • a signal processing device ideally comprises at least one analog-to-digital converter.
  • the signal processing device, in particular the analog-to-digital converter(s) is integrated into the control and/or monitoring device 13.
  • control and/or monitoring device 13 comprises a delta-sigma converter.
  • the delta-sigma converter enables the conversion of analog signals, for example, from the mass flow sensor 12, into digital values.
  • the delta-sigma converter can be an integral component of the control and/or monitoring device 13.
  • the delta-sigma converter and the control and/or monitoring device 13 can be parts of the same single-chip system.
  • the measured value of a pressure sensor and/or a mass flow sensor 12 in a side channel can also be used as a measure of the air supply V ⁇ L.
  • a combustion device with a supply channel and a side channel is described, for example, in the European patent EP3301364B1
  • the European patent EP3301364B1 was published on 7 June 2017 filed and granted on August 7, 2019.
  • a combustion device with a feed channel and a side channel is claimed, with a mass flow sensor projecting into the feed channel.
  • Sensor 12 detects a signal corresponding to the pressure value dependent on the air supply V ⁇ L and/or the air flow (particle and/or mass flow) in the side channel.
  • sensor 12 provides a signal that is converted into a measured value using a suitable signal processing device.
  • the signals from multiple sensors are converted into a common measured value.
  • a suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-to-digital converter.
  • the signal processing device, in particular the analog-to-digital converter(s) is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the air supply V ⁇ L is the value of the current air flow rate.
  • the air flow rate can be measured and/or specified in cubic meters of air per hour.
  • the air supply V ⁇ L can be measured and/or specified in cubic meters of air per hour.
  • the air supply V ⁇ L can also be measured and/or specified in cubic feet of air per minute.
  • Mass flow sensors 12 allow measurements at high flow velocities, especially in conjunction with combustion devices 1 during operation. Typical values for such flow velocities are in the ranges between 0.1 meters per second and five meters per second, ten meters per second, fifteen meters per second, twenty meters per second, or even one hundred meters per second. Mass flow sensors that are suitable for the present disclosure are, for example, OMRON® D6F-W or SENSOR TECHNICS® WBA sensors. The usable range of these sensors typically begins at velocities between 0.01 meters per second and 0.1 meters per second and ends at a speed such as five meters per second, ten meters per second, fifteen meters per second, twenty meters per second, or even one hundred meters per second. In other words, lower limits such as 0.1 meters per second can be combined with upper limits such as five meters per second, ten meters per second, fifteen meters per second, twenty meters per second, or even one hundred meters per second.
  • the fuel supply V ⁇ B is controlled by the control and/or monitoring device 13 with the aid of a fuel actuator and/or a (motorized) adjustable valve.
  • the fuel comprises a fuel gas.
  • a combustion device 1 can then be connected to various fuel gas sources, for example to sources with a high methane content and/or to sources with a high propane content.
  • FIG 1 The amount of fuel gas is adjusted by a fuel actuator 7-9 of the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the fuel actuator 7-9 can, for example, comprise or be a (motor-controlled) fuel valve 9.
  • the control value 19, for example, in the case of a pulse-width modulated signal, of the gas valve is a measure of the amount of fuel gas. In another embodiment, control is via a CAN bus.
  • the fuel can also comprise an oil or an oil mixture.
  • the control value is also a value for the fuel supply V ⁇ B .
  • the fuel valve 9 is adjusted using a stepper motor.
  • the step position of the stepper motor is a measure of the amount of fuel gas.
  • the fuel valve 9 can also be integrated into a unit with at least one or both of the safety shut-off valves 7 or 8.
  • the fuel valve 9 can be a valve controlled internally via a flow sensor, which receives a setpoint 19 and regulates the actual value of the flow sensor to the setpoint.
  • the flow sensor can be implemented as a volume flow sensor, for example as a turbine wheel meter, diaphragm meter and/or as a differential pressure sensor.
  • the flow sensor can also be designed as a mass flow sensor, for example as a thermal mass flow sensor.
  • a gas flap is used as actuator 9, the position of the flap can be used as a measure of the amount of fuel gas.
  • a measured value derived from the signal of a mass flow sensor and/or a volume flow sensor can be used as a measure of the amount of fuel gas.
  • This sensor is advantageously arranged in the fuel supply channel. This sensor generates a signal, which is converted into a flow measurement (measured value of the particle and/or mass flow and/or volume flow) using a suitable signal processing device.
  • a suitable signal processing device ideally comprises at least one analog-to-digital converter. According to one embodiment, the signal processing device, in particular the analog-to-digital converter(s), is integrated into the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • control and/or monitoring device 13 comprises a delta-sigma converter.
  • the delta-sigma converter enables the conversion of analog signals, for example, from the mass flow sensor or volume flow sensor for fuel gas, into digital values.
  • the delta-sigma converter can be an integral component of the control and/or monitoring device 13.
  • the delta-sigma converter and the control and/or monitoring device 13 can be parts of the same single-chip system.
  • the combustion device 1 from FIG 1 can be operated without regulation of an oxygen-related quantity such as the O 2 concentration in the exhaust gas.
  • FIG 2 Positions and/or speeds 22 of various actuators are plotted against the burner output 23.
  • the burner output 23 is preferably a current output of the combustion device 1. Ideally, the burner output 23 is a current heating output of the combustion device.
  • characteristic curve 24 for the motor-driven fan 3 is shown.
  • characteristic curve 24 illustrates a speed of the motor-driven fan 3 versus the burner output 23.
  • characteristic curve 24 illustrates a speed of the motor-driven fan 3 versus a current burner output 23.
  • characteristic curve 25 for a fuel actuator 7-9 is shown.
  • characteristic curve 25 illustrates a position of the fuel actuator 7-9 relative to the burner output 23.
  • characteristic curve 25 illustrates a position of the fuel actuator 7-9 relative to a current burner output 23.
  • the fuel actuator 7-9 may include or be a fuel flap.
  • characteristic curve 25 illustrates a position of the fuel flap relative to the burner output 23.
  • characteristic curve 25 illustrates a position of the fuel flap relative to a current burner output 23.
  • a characteristic curve 26 for an air damper 4 is shown.
  • the characteristic curve 26 indicates a position of the air damper 4 relative to the burner output 23.
  • the characteristic curve 26 illustrates a position of the air damper 4 relative to a current burner output 23.
  • the actuators 3, 4, 7 - 9 are each controlled to their speeds and/or positions.
  • FIG 2 The actuators 3, 4, 7 - 9 are controlled to their speeds and/or positions for a current burner output 23.
  • the actuators 3, 4, 7 - 9 are each controlled to their speeds and/or positions.
  • FIG 2 The actuators 3, 4, 7 - 9 are controlled to their speeds and/or positions for a current burner output 23.
  • FIG 3 shows a combustion device 1 with a sensor 20 for detecting an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • the sensor 20 can detect or indicate a residual oxygen content.
  • the sensor 20 comprises, for example, an O 2 sensor.
  • the sensor 20 is an O2 sensor.
  • the sensor 20 can be arranged, for example, in an exhaust gas stack and/or a flue gas stack and/or a chimney 10.
  • the senor 20 is a gas sensor for recording a signal indicating an oxygen concentration and/or a partial pressure of oxygen.
  • the sensor 20 can also be configured to record a signal corresponding to at least one further gas.
  • the further gas comprises, for example, an oxidizable gas in an exhaust gas stack and/or a flue gas stack and/or a chimney 10 of the combustion device 1.
  • the senor 20 can also be configured to record a signal corresponding to a carbon monoxide concentration. Furthermore, the sensor 20 can be configured to record a signal corresponding to a temperature.
  • the exemplary sensor 20 comprises at least three electrodes, including two electrodes made of doped platinum.
  • the doped platinum comprises between one-half and fifteen percent zirconium dioxide by weight.
  • One of the three electrodes comprises a gold alloy.
  • One of the doped platinum electrodes and the electrode comprising a gold alloy are arranged on a first side of the disk.
  • Another of the doped platinum electrodes is arranged on a second side of the disk, the second side being different from the first side.
  • the second side of the disk is opposite the first side of the disk.
  • the second side of the disk borders a sealed chamber of the sensor 20.
  • the sensor 20 for recording a signal which indicates a partial pressure of oxygen and/or a residual oxygen content and/or an oxygen concentration generates a signal 21.
  • the signal 21 is read in by the regulating and/or control and/or monitoring device 13 and suitably processed.
  • a setpoint With the aid of the signal 21, for each fan speed and/or for each air supply V ⁇ L and/or for each burner output, a setpoint.
  • the setpoint relates to a partial pressure of oxygen and/or a residual oxygen content and/or an oxygen concentration.
  • the setpoint can relate to a partial pressure of oxygen and/or a residual oxygen content and/or an oxygen concentration in a flue gas chimney.
  • the setpoint can relate to a partial pressure of oxygen and/or a residual oxygen content and/or an oxygen concentration in a flue gas chimney. Furthermore, the setpoint can relate to a partial pressure of oxygen and/or a residual oxygen content and/or an oxygen concentration in a chimney 10.
  • a suitable signal processing device for detecting and evaluating the signal 21 of the sensor 20 ideally comprises at least one analog-to-digital converter.
  • the signal processing device in particular the analog-to-digital converter(s), is integrated into the control and/or monitoring device 13.
  • control and/or monitoring device 13 comprises a delta-sigma converter.
  • the delta-sigma converter enables the conversion of analog signals, for example, from sensor 20, into digital values.
  • the delta-sigma converter can be an integral component of the control and/or monitoring device 13.
  • the delta-sigma converter and the control and/or monitoring device 13 can be parts of the same single-chip system.
  • FIG 4 illustrates a curve of a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure versus a burner output 23.
  • FIG 4 a curve of a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure compared to a current burner output 23.
  • FIG 4 Values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are plotted between a minimum value and a maximum value.
  • the minimum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure marks the lowest end of the vertical axis.
  • the maximum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure marks the upper end of the vertical axis.
  • the minimum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can, for example, be zero percent.
  • the maximum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can, for example, be between five and ten percent.
  • the maximum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be between six and nine percent.
  • the maximum value of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be between six and eight percent, for example, six percent.
  • the 23 values are plotted from a minimum value of the performance-related variable to a maximum value of the performance-related variable.
  • the 23 values of the performance-related variable increase from left to right.
  • the minimum value of the performance-related variable marks the left end of the horizontal axis.
  • the maximum value of the performance-related variable marks the right end of the horizontal axis.
  • the minimum value of the performance-related quantity along the horizontal axis in FIG 4 can, for example, be zero percent of a nominal power of the combustion device 1.
  • the nominal power of the combustion device 1 refers to a nominal heating power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable along the horizontal axis can, for example, be between one hundred and one hundred and fifty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable along the horizontal axis can, for example, be between one hundred and ten and one hundred and thirty percent of the nominal power of the Combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable along the horizontal axis can be, for example, between one hundred fifteen and one hundred twenty-five percent of the nominal power of combustion device 1, for example one hundred twenty percent.
  • FIG 4 shows three characteristic curves and/or profiles 28 - 30 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure for combustion devices 1.
  • a first characteristic curve and/or a first profile 28 indicates maximum residual oxygen contents and/or maximum oxygen concentrations and/or maximum oxygen partial pressures.
  • the oxygen concentrations of the first profile 28 are in FIG 4 as a percentage of a total of molecules.
  • the partial pressures of the first curve 28 are in FIG 4 expressed as a percentage of a total pressure. The same applies to the vertical axis.
  • a minimum value of the power-related variable belongs to the first characteristic curve and/or the first profile 28. All other values of the power-related variable along the first characteristic curve and/or along the first profile 28 are greater than that minimum value of the power-related variable.
  • the minimum value of the power-related variable of the first characteristic curve and/or the first profile 28 is generally not identical to the corresponding minimum value along the horizontal axis.
  • the minimum value of the power-related variable of the first characteristic curve and/or the first profile 28 can, for example, be between ten and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related variable of the first characteristic curve and/or the first profile 28 can be twenty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related quantity of the first characteristic curve and/or the first curve 28 is twenty percent of the nominal power.
  • a maximum value of the power-related variable belongs to the first characteristic curve and/or the first profile 28. All other values of the power-related variable along the first characteristic curve and/or along the first profile 28 are lower and/or smaller than that maximum value of the power-related variable.
  • the maximum value of the power-related quantity of the first characteristic curve and/or the first curve 28 is generally not identical with the corresponding maximum value along the horizontal axis.
  • the maximum value of the power-related variable of the first characteristic curve and/or the first profile 28 can, for example, be between ninety and one hundred and ten percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the nominal power of the combustion device 1 refers to a nominal heating power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable of the first characteristic curve and/or the first profile 28 can be one hundred percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related quantity of the first characteristic curve and/or the first curve 28 is one hundred percent of the nominal power.
  • additional points are plotted along the first characteristic curve and/or along the first profile 28. These additional points are points and/or values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • the point corresponding to the minimum value of the performance-related variable is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • the point corresponding to the maximum value of the performance-related variable is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • Interpolation can be performed between the points of the first characteristic curve and/or the first profile 28.
  • linear interpolation can be performed between the points of the first characteristic curve and/or the first profile 28.
  • maximum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be determined using cubic splines for values 23 of the power-related variable.
  • maximum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be calculated using cubic splines for values 23 of the power-related variable.
  • the first characteristic curve and/or the first profile 28 can also be a mathematical relationship such as a polynomial. Based on the mathematical relationship, maximum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated for values 23 of the performance-related variable. In particular, Using a polynomial for values 23 of the performance-related variable, maximum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated. The polynomial corresponds to the first characteristic curve and/or the first profile 28.
  • a second characteristic curve and/or a second profile 29 indicates target values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure.
  • the oxygen concentrations of the second profile 29 are in FIG 4 as a percentage of a total of molecules.
  • the partial pressures of the second curve 29 are in FIG 4 given as a percentage of a total pressure.
  • a minimum value of the power-related variable belongs to the second characteristic curve and/or the second profile 29. All other values of the power-related variable along the second characteristic curve and/or along the second profile 29 are greater than that minimum value of the power-related variable.
  • the minimum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is generally not identical to the corresponding minimum value along the horizontal axis.
  • the minimum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 can, for example, be between ten and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 can be twenty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is equal to the corresponding minimum value of the first characteristic curve and/or the first curve 28.
  • the minimum value of the power-related quantity of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is twenty percent of the nominal power.
  • a maximum value of the power-related variable belongs to the second characteristic curve and/or the second profile 29. All other values of the power-related variable along the second characteristic curve and/or along the second profile 29 are lower and/or smaller than that maximum value of the power-related variable.
  • the maximum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is generally not identical to the corresponding maximum value along the horizontal axis.
  • the maximum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 can, for example, be between ninety and one hundred and ten percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 can be one hundred percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is equal to the corresponding maximum value of the first characteristic curve and/or the first curve 28.
  • the maximum value of the power-related quantity of the second characteristic curve and/or the second curve 29 is one hundred percent of the nominal power.
  • additional points are plotted along the second characteristic curve and/or the second profile 29. These additional points are points and/or values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • the point corresponding to the minimum value of the performance-related variable is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • the point corresponding to the maximum value of the performance-related variable is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure relative to the performance-related variable 23.
  • Interpolation can be performed between the points of the second characteristic curve and/or the second profile 29.
  • linear interpolation can be performed between the points of the second characteristic curve and/or the second profile 29.
  • target values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be determined using cubic splines for values 23 of the power-related variable.
  • target values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be calculated using cubic splines for values 23 of the power-related variable.
  • the second characteristic curve and/or the second profile 29 can furthermore be a mathematical relationship such as a polynomial. Based on the mathematical relationship, target values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated for values 23 of the power-related variable. In particular, based on a polynomial, target values 27 of the residual oxygen content and/or the The oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated. The polynomial corresponds to the second characteristic curve and/or the second curve 29.
  • the second characteristic curve and/or the second curve 29 represents a setpoint characteristic curve and/or a setpoint curve of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure.
  • the change in the combustion size ideally occurs in such a way that subsequent measured values, which are determined from subsequently received signals indicating the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure, approach the target value 27.
  • a third characteristic curve and/or a third profile 30 indicates minimum residual oxygen contents and/or minimum oxygen concentrations and/or minimum oxygen partial pressures.
  • the oxygen concentrations of the third profile 30 are in FIG 4 as a percentage of a total of molecules.
  • the partial pressures of the third curve 30 are in FIG 4 given as a percentage of a total pressure.
  • a minimum value of the performance-related variable belongs to the third characteristic curve and/or the third profile 30. All other values of the performance-related variable along the third characteristic curve and/or along the third profile 30 are greater than that minimum value of the performance-related variable.
  • the minimum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is generally not identical with the corresponding minimum value along the horizontal axis.
  • the minimum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 can, for example, be between ten and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the nominal power of the combustion device 1 refers to a nominal heating power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is twenty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the minimum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is equal to the corresponding minimum value of the first characteristic curve and/or the first curve 28.
  • the minimum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is equal to the corresponding minimum value of the second characteristic curve and/or the second curve 29.
  • the minimum value of the power-related quantity of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is twenty percent of the nominal power.
  • a maximum value of the performance-related variable belongs to the third characteristic curve and/or the third profile 30. All other values of the performance-related variable along the third characteristic curve and/or along the third profile 30 are lower and/or smaller than that maximum value of the performance-related variable.
  • the maximum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is generally not identical to the corresponding maximum value along the horizontal axis.
  • the maximum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 can, for example, be between ninety and one hundred and ten percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 can be one hundred percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the maximum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is equal to the corresponding maximum value of the first characteristic curve and/or the first curve 28.
  • the maximum value of the power-related variable of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is equal to the corresponding maximum value of the second characteristic curve and/or the second curve 29.
  • the maximum value of the power-related quantity of the third characteristic curve and/or the third curve 30 is one hundred percent of the nominal power.
  • three (30) additional points are plotted along the third characteristic curve and/or the third curve. These additional points are points and/or values 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure compared to the performance-related quantity 23.
  • the point that the minimum value of the performance-related quantity is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure compared to the performance-related quantity 23.
  • the point that corresponds to the maximum value of the performance-related quantity is a point and/or value 27 of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure compared to the performance-related quantity 23.
  • Interpolation can be performed between the points of the third characteristic curve and/or the third curve 30.
  • linear interpolation can be performed between the points of the third characteristic curve and/or the third curve 30.
  • minimum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be determined using cubic splines for values 23 of the performance-related variable.
  • minimum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure can be calculated using cubic splines for values 23 of the performance-related variable.
  • the third characteristic curve and/or the third profile 30 can also be a mathematical relationship, such as a polynomial. Based on the mathematical relationship, minimum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated for values 23 of the performance-related variable. In particular, minimum values of the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure are calculated for values 23 of the performance-related variable using a polynomial. The polynomial corresponds to the third characteristic curve and/or the third profile 30.
  • the FIG 2 The regulation and/or control illustrated is in principle also possible without a sensor 20. This means that the regulation and/or control according to FIG 2 is in principle also possible without a signal indicating a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • FIG 5 and FIG 6 Reduced characteristic curves 35 and 36 for the air actuators 3, 4. This applies to combustion devices 1 with combustion in the presence of a flame. For combustion devices 1 for combustion while avoiding emissions of nitrogen oxides, the characteristic curves 35 and 36 would be reduced compared to the corresponding characteristic curves from FIG 2 increased.
  • At least one signal is recorded by the sensor 20.
  • the at least one signal from the sensor 20 indicates a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • the at least one signal from sensor 20 is sent to the control and/or regulating and/or monitoring device 13.
  • the control and/or regulating and/or monitoring device 13 receives the at least one signal from sensor 20.
  • the control and/or regulating and/or monitoring device 13 determines a measured value from the at least one signal. This is preferably a measured value of a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • the control and/or monitoring device 13 determines a burner output 23.
  • the burner output 23 is a heating output of the combustion device 1.
  • the burner output 23 can be determined from a request signal. This means that a burner output 23 is requested from the combustion device 1, and a corresponding request signal is sent to the control and/or monitoring device 13.
  • the regulating and/or control and/or monitoring device 13 can determine a current burner output 23 of the combustion device 1.
  • the current burner output 23 is a current heating output of the combustion device 1.
  • the current burner output 23 can be determined from a request signal. This means that a current burner output 23 is requested from the combustion device 1, and a corresponding request signal is sent to the regulating and/or control and/or monitoring device 13.
  • the current burner output 23 in the present, controlled operation is referred to below as the first, current value of the output-related quantity 23.
  • the relative fluid power characteristic curve 32 is a relative fuel power characteristic curve. If the at least one actuator is a fan 3, the relative fluid power characteristic curve 32 is a relative air power characteristic curve. If the at least one actuator is an air damper 4, the relative fluid power characteristic curve 32 is also a relative air power characteristic curve.
  • the fluid performance characteristic curve 32 would be in the negative range of the FIG 5 .
  • the change characteristic curve 32 and/or the relative fluid power characteristic curve 32 from FIG 5 applicable.
  • the statements from FIG 4 to curves 24 - 26 in the form of polynomials are correspondingly applied to the change characteristic curve 32 and/or the relative fluid power characteristic curve 32 from FIG 5 applicable.
  • This means that the change characteristic curve 32 and/or the relative fluid power characteristic curve 32 can be stored as a polynomial in the control and/or monitoring device 13.
  • the storage can be carried out in a memory such as a non-volatile memory.
  • the shift of the operating point means that, for a burner output 23, a new operating point of the at least one actuator 3, 4, 7 - 9 is determined based on the relative fluid output 31.
  • the new operating point of the at least one actuator 3, 4, 7 - 9 indicates a power that is different from the burner output 23.
  • the shift of the operating point can also mean that a new operating point of at least one actuator 3, 4, 7 - 9 is determined for a current burner output 23 based on the relative fluid output 31.
  • the new operating point of at least one actuator 3, 4, 7 - 9 indicates a power which is different from the current burner power 23.
  • the at least one actuator is a fuel actuator 7 - 9
  • the operating point of the at least one actuator 7 - 9 is shifted towards a lower power.
  • the shift in the operating point of the fuel actuator 7-9 can occur within five seconds of the start of the combustion device 1.
  • the shift in the operating point of the fuel actuator 7-9 can occur within one second or within two seconds of the start of the combustion device 1.
  • the shift in the operating point of the fuel actuator 7-9 can occur instantaneously with the start of the combustion device 1. This means that the shift in the operating point of the fuel actuator 7-9 occurs shortly after or with the start of combustion in the combustion device 1.
  • the timely shift of the operating point avoids combustion with harmful emissions when starting the combustion device 1.
  • the timely shift of the operating point enables a safe start of the combustion device 1 with acceptable emissions.
  • the shift of the operating point of the fuel actuator 7 - 9 is in FIG 5 illustrated by arrow 33.
  • the operating point of the fuel actuator 7-9 is shifted toward a lower power using arrow 33.
  • the shift is based on the relative fluid power characteristic curve 32. Instead of a characteristic curve 32, the shift of the operating point can also be achieved by a constant.
  • the operating point of the fuel actuator 7-9 can be shifted toward a lower power using arrow 33.
  • the shift is based on the relative fluid power characteristic curve 32.
  • the at least one actuator is a fan 3 and/or an air damper 4, the operating point of the at least one actuator 7 - 9 is shifted towards a higher power.
  • the shift of the operating point of the fan 3 can be made within five seconds after the start of the combustion device 1.
  • the shift of the operating point of the fan 3 can be made within one Second or within two seconds after the start of the combustion device 1.
  • the shift in the operating point of the fan 3 can occur instantaneously with the start of the combustion device 1. This means that the shift in the operating point of the fan 3 occurs shortly after or with the start of combustion in the combustion device 1.
  • the shift of the operating point of the air damper 4 can occur within five seconds of the start of the combustion device 1.
  • the shift of the operating point of the air damper 4 can occur within one second or within two seconds of the start of the combustion device 1.
  • the shift of the operating point of the air damper 4 can occur instantaneously with the start of the combustion device 1. This means that the shift of the operating point of the air damper 4 occurs shortly after or with the start of combustion in the combustion device 1.
  • the timely shift of the operating point avoids combustion with harmful emissions when starting the combustion device 1.
  • the timely shift of the operating point enables a safe start of the combustion device 1 with acceptable emissions.
  • the shift of the operating point of the fan 3 or the air flap 4 is in FIG 5 This is illustrated by arrow 34.
  • the operating point of the fan 3 and/or the air damper 4 is shifted toward a higher output using arrow 34.
  • the shift is based on the relative fluid power characteristic curve 32. Instead of a characteristic curve 32, the shift of the operating point can also be achieved by a constant.
  • the operating point of the fan 3 and/or the air damper 4 can be shifted toward a higher output using arrow 34.
  • the shift is based on the relative fluid power characteristic curve 32.
  • the regulating and/or control and/or monitoring device 13 is communicatively connected or connectable to a sensor 20, for example, an oxygen sensor 20, of the combustion device 1.
  • the regulating and/or control and/or monitoring device 13 is communicatively connected to at least one actuator 3, 4, 7 - 9 of the
  • the aforementioned scaling preferably involves a multiplication.
  • the aforementioned scaling is a multiplication.
  • the scale factor is greater than one.
  • the aforementioned scaling preferably involves a multiplication.
  • the aforementioned scaling is ideally a multiplication.
  • the scale factor is less than one.
  • characteristic curves 24-26 illustrated combustion can be controlled during the start-up of the combustion device 1 such that a sufficient excess of air is present. This means that characteristic curves 24 and 26 for air, and characteristic curve 25 for fuel, imply an excess of air.
  • Such a control system prevents combustion with harmful emissions during the start-up of the combustion device 1. Such a control system also enables a safe start-up of the combustion device 1 with acceptable emissions. Such a control system further prevents combustion with harmful emissions during an emergency operation of the combustion device 1. Such a control system also enables an emergency operation of the combustion device 1 with acceptable emissions. Such an emergency operation can be caused, for example, by a failure of an O2 control system.
  • FIG 5 and FIG 6 reduced characteristic curves 35 and 36 for the air actuators 3, 4.
  • FIG 6 a regulation and/or control using a signal from the sensor 20.
  • a signal indicating a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure is included.
  • characteristic curve 35 for the motor-driven fan 3 is shown.
  • characteristic curve 35 illustrates a speed of the motor-driven fan 3 versus the burner output 23.
  • characteristic curve 35 illustrates a speed of the motor-driven fan 3 versus a current burner output 23.
  • the characteristic curve 35 is in FIG 5 and in FIG 6 compared to the characteristic curve 24 in FIG 2 This means that the characteristic curve 35 in FIG 5 and in FIG 6 compared to the characteristic curve 24 in FIG 2 is shifted towards lower values of the positions and/or speeds 22.
  • the characteristic curve 35 for the motor-driven fan 3 from FIG 5 and from FIG 6 applicable.
  • the statements from FIG 4 to curves 24 - 26 in the form of polynomials are correspondingly applied to the characteristic curve 35 for the motor-driven fan 3 from FIG 5 and FIG 6
  • the storage can be done in a memory such as a non-volatile memory.
  • characteristic curve 36 illustrates a position of the air damper 4 relative to the burner output 23.
  • characteristic curve 36 illustrates a position of the air damper 4 relative to a current burner output 23.
  • the characteristic curve 36 is in FIG 5 and in FIG 6 compared to the characteristic curve 26 in FIG 2 This means that the characteristic curve 36 in FIG 5 and in FIG 6 compared to the characteristic curve 26 in FIG 2 is shifted towards lower values of positions 22.
  • the characteristic curve 36 for the air damper 4 from FIG 5 and from FIG 6 applicable.
  • the statements from FIG 4 to curves 24 - 26 in the form of polynomials are accordingly to the characteristic curve 36 for the air damper 4 FIG 5 and from FIG 6
  • the storage can be done in a memory such as a non-volatile memory.
  • characteristic curves 25, 35, 36 from FIG 5 and FIG 6 When starting the combustion device 1, combustion cannot always be controlled in such a way that a sufficient excess air is present. This means that characteristic curves 35 and 36 for air and characteristic curve 25 for fuel do not imply a sufficient excess air under all ambient conditions. Control based exclusively on characteristic curves 25, 35, and 36 does not enable a safe start of the combustion device 1 with acceptable emissions under all ambient conditions. Such control does not enable emergency operation of the combustion device 1 with acceptable emissions under all ambient conditions. Such emergency operation can be caused, for example, by a failure of an O2 control system.
  • an additional excess air can be used during start-up of the combustion device 1 or in emergency operation.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled to a slightly higher air supply value V ⁇ L.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled to a slightly higher air supply value V ⁇ L.
  • the additional power ⁇ P can, for example, be between five and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the additional power ⁇ P can be between ten and twenty percent of the nominal power of the combustion device 1. This control to the higher burner power ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the additional power ⁇ P is a function of the burner power 23.
  • the additional power ⁇ P is constant.
  • the additional power ⁇ P can, for example, be between five and thirty percent.
  • the additional power ⁇ P can be between ten and twenty percent. This control to the higher current burner power ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the additional power ⁇ P is a function of the current burner power 23.
  • the additional power ⁇ P is constant.
  • the relative air output relAir can be controlled as part of a scale factor (1 + relAir ), for example, between five and thirty percent.
  • the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the higher burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the relative air output relAir is a function of the burner output 23.
  • the relative air output relAir is constant.
  • the relative air output relAir can be controlled as part of a scale factor (1 + relAir) , for example, between five and thirty percent.
  • the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the higher burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the relative air output relAir is a function of the current burner output 23.
  • the relative air output relAir is constant.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled in such a way that an additional air supply ⁇ V ⁇ L is added to an air supply V ⁇ L for a burner output 23:
  • V ⁇ L 3,4 V ⁇ L + ⁇ V ⁇ L
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L can, for example, be between five and thirty percent of a nominal value of the air supply V ⁇ L.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L can be between ten and twenty percent of the nominal value of the air supply V ⁇ L.
  • the nominal value of the air supply V ⁇ L corresponds to the nominal power of the combustion device 1. This control of the additional air supply ideally takes place independently of the signal from the sensor 20.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L is a function of the burner power 23.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L is constant.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled in such a way that an additional air supply ⁇ V ⁇ L is added to an air supply V ⁇ L for a current burner output 23:
  • V ⁇ L 3,4 V ⁇ L + ⁇ V ⁇ L
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L can, for example, be between five and thirty percent of a nominal value of the air supply V ⁇ L.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L can be between ten and twenty percent of the nominal value of the air supply V ⁇ L.
  • the nominal value of the air supply V ⁇ L corresponds to the nominal power of the combustion device 1. This control of the additional air supply ideally takes place independently of the signal from the sensor 20.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L is a function of the current burner power 23.
  • the additional air supply ⁇ V ⁇ L is constant.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled so that an additional air supply is added to an air supply V ⁇ L for a burner output 23:
  • V ⁇ L 3,4 V ⁇ L ⁇ 1 + relLuft
  • the relative air output relAir as part of a scale factor (1 + relAir) can, for example, be between five and thirty percent. Preferably, the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the higher burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20. According to one embodiment, the relative air output relAir is a function of the Burner power 23. According to another embodiment, the relative air power relLuft is constant.
  • the air actuators 3, 4 can be controlled in such a way that an additional air supply is added to an air supply V ⁇ L at a current burner output 23:
  • V ⁇ L 3,4 V ⁇ L ⁇ 1 + relLuft
  • the relative air output relAir can, for example, be between five and thirty percent as part of a scale factor (1 + relAir) .
  • the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the higher burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the relative air output relAir is a function of the current burner output 23.
  • the relative air output relAir is constant.
  • the power to be subtracted ⁇ P can, for example, be between five and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the power to be subtracted ⁇ P can be between ten and twenty percent of the nominal power of the combustion device 1. This control to the lower burner power ideally occurs independently of the signal from the sensor 20.
  • the power to be subtracted ⁇ P is a function of the burner power 23.
  • the power to be subtracted ⁇ P is constant.
  • the power ⁇ P to be deducted can, for example, be between five and thirty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • the power ⁇ P to be deducted can be between ten and twenty percent of the nominal power of the combustion device 1.
  • This control to the lower current burner power is ideally carried out independently of the signal from the sensor 20.
  • the power ⁇ P to be deducted is a function of the current Burner power 23.
  • the power to be deducted ⁇ P is constant.
  • the relative air output relAir can be controlled as part of a scale factor (1 - relAir) , for example, between five and thirty percent.
  • the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the lower burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the relative air output relAir is a function of the burner output 23.
  • the relative air output relAir is constant.
  • the relative air output relAir can be controlled as part of a scale factor (1 - relAir) , for example, between five and thirty percent.
  • the relative air output relAir can be between ten and twenty percent. This control to the lower current burner output ideally occurs independently of the signal from sensor 20.
  • the relative air output relAir is a function of the current burner output 23.
  • the relative air output relAir is constant.
  • V ⁇ B 9 V ⁇ B ⁇ ⁇ V ⁇ B
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be deducted can, for example, be between five and thirty percent of a nominal value of the fuel supply V ⁇ B.
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be deducted can be between ten and twenty percent of the nominal value of the fuel supply V ⁇ B.
  • the nominal value of the fuel supply V ⁇ B corresponds to the nominal power of the combustion device 1. This control to the lower fuel supply V ⁇ B is ideally carried out independently of the signal of the sensor 20.
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be deducted is a Function of the burner power 23.
  • the fuel supply to be withdrawn ⁇ V ⁇ B is constant.
  • the fuel actuator 7 - 9 can be controlled in such a way that a fuel supply ⁇ V ⁇ B is deducted from a fuel supply V ⁇ B to a current burner power 23:
  • V ⁇ B 9 V ⁇ B ⁇ ⁇ V ⁇ B
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be withdrawn can, for example, be between five and thirty percent of a nominal value of the fuel supply V ⁇ B .
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be withdrawn can be between ten and twenty percent of the nominal value of the fuel supply V ⁇ B.
  • the nominal value of the fuel supply V ⁇ B corresponds to the nominal power of the combustion device 1. This control to the lower fuel supply V ⁇ B ideally takes place independently of the signal from the sensor 20.
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be withdrawn is a function of the current burner power 23.
  • the fuel supply ⁇ V ⁇ B to be withdrawn is constant.
  • the controlled operation at the start of the combustion device 1 is followed by a regulated operation of the combustion device 1.
  • the controlled operation ideally takes place independently of a signal from the sensor 20.
  • the control can, for example, be carried out using the sensor 20 from FIG 3
  • the transition between controlled and regulated operation can, for example, occur at least ten seconds, at least twenty seconds, or at least thirty seconds after the start of the combustion device 1.
  • the time of the transition between controlled and regulated operation depends on the dead times of the control of the combustion device 1. This means that the controlled operation of the combustion device 1 occurs after the start of combustion in the combustion device 1.
  • the control and/or monitoring device 13 determines as in FIG 4 shown a setpoint 27.
  • the setpoint indicates a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • the burner output 23 is determined based on the second characteristic curve and/or the second curve 29 from FIG 4 mapped to the setpoint 27.
  • control and/or monitoring device 13 can be adjusted to the current burner output 23 as shown in FIG 4 shown determine a setpoint 27.
  • the setpoint 27 indicates a residual oxygen content and/or an oxygen concentration and/or an oxygen partial pressure.
  • the current burner output 23 is determined from the second characteristic curve and/or the second curve 29 FIG 4 mapped to the setpoint 27.
  • the current burner output 23 in controlled operation is referred to below as the second, current value of the output-related quantity 23.
  • a first actuator such as an air actuator 3, 4, is controlled.
  • a second actuator such as the fuel actuator 7 - 9, is controlled while the first actuator is controlled.
  • the second actuator is different from the first actuator.
  • the second actuator is then controlled using one of the characteristic curves 35, 36, 25 from FIG 5 and FIG 6 .
  • controlled operation can be temporarily carried out in the case of a requested reduction or increase, for example, of the burner output 23 or the current burner output 23, taking into account a relative fluid output.
  • the relative fluid output is usually a function of the burner output 23 or the current burner output 23.
  • the combustion device 1 is operated in controlled operation taking into account a relative fluid output until the control is sufficiently stable again after the reduction or increase.
  • the shifted characteristic curves 35 and 36 prove to be advantageous for the air actuators 3, 4.
  • These characteristic curves 35, 36 correspond to a lower air surplus, as is typically regulated in controlled operation. This means that the control in the ideal case and in contrast to the control from FIG 2 the operating points of actuators 3, 4, 7 - 9 do not need to be adjusted or only slightly.
  • the above statements regarding an additional or subtracted power ⁇ P can refer to an emergency operation of the combustion device 1.
  • the above statements regarding scaled powers can refer to an emergency operation of the combustion device 1.
  • the above statements regarding an additional air supply ⁇ V ⁇ L or a subtracted fuel supply ⁇ V ⁇ B can refer to the emergency operation of the combustion device 1.
  • the above statements regarding scaled air or fuel supplies can refer to a Emergency operation of the combustion device 1. This prevents combustion with harmful emissions during emergency operation of the combustion device 1. Safe emergency operation of the combustion device 1 with acceptable emissions is enabled. Such emergency operation can be caused, for example, by a failure of an O2 control system.
  • the current burner output 23 in emergency operation is referred to below as the third, current value of the output-related quantity 23.
  • the at least one first actuator (3, 4, 7 - 9) and the at least one sensor (20) and the memory are each communicatively connected to the regulating and/or control and/or monitoring device (13).
  • the determination of the first input value independently of an oxygen-related signal from the at least one sensor (20) is a determination excluding an oxygen-related signal from the at least one sensor (20).
  • the determination of the first input value independently of an oxygen-related signal from the at least one sensor (20) can also be a determination omitting an oxygen-related signal from the at least one sensor (20).
  • the oxygen-related signal from the at least one sensor (20) is advantageously an oxygen-related signal from the at least one sensor (20).
  • the input value of the power-related variable (23) for control operation is transferred to the controller as input.
  • the controller determines a speed and/or position from the input value.
  • the input value is an operating point for the controller.
  • the determination of the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as a function of the first, current value of the power-related variable (23) and as a function of the change is ideally carried out independently of the at least one sensor (20).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods, the method comprising the step: Sending the first control signal to the at least one first actuator (3, 4, 7 - 9), wherein the first control signal causes the at least one first actuator (3, 4, 7 - 9) to change at least one combustion variable selected from the air supply V ⁇ L or the fuel supply V ⁇ B.
  • the change is preferably a first, performance-related change.
  • the change ideally has the unit of a power.
  • the power-related variable (23) and the input value of the power-related variable (23) for the control operation each also have the unit of a power.
  • the start of combustion in the combustion device (1) can in particular be a start of combustion in the combustion chamber (2) of the combustion device (1).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods, wherein the change is non-zero and constant, the method comprising the step: Determining the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as a function of the first, current value of the power-related variable (23) and as a function of the first, constant change, wherein the determination is made independently of the oxygen-related signal of the at least one sensor (20).
  • the determination of the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as a function of the first, current value of the power-related variable (23) and as a function of the first, constant change ideally takes place independently of the at least one sensor (20).
  • the current value of the power-related variable (23) is ideally independent of the at least one sensor (20).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods, the method comprising the step: Determining the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as an exclusive function of the first, current value of the power-related variable (23) and the change.
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods, the method comprising the step: Determining the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as the sum of the first, current value of the power-related variable (23) and the change, wherein the determination is made independently of the oxygen-related signal of the at least one sensor (20).
  • the determination of the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as the sum of the first, current value of the power-related variable (23) and the change is ideally carried out independently of the at least one sensor (20).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods, the method comprising the step: Determining the first input value of the power-related variable (23) for the control operation as the difference between the first, current value of the power-related variable (23) and the change, wherein the determination is made independently of the oxygen-related signal of the at least one sensor (20).
  • the determination is ideally carried out independently of the at least one sensor (20).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods including at least one setpoint characteristic curve (29), the method comprising the step: at least thirty seconds after the first control signal has been sent, recording at least one oxygen-related signal which indicates the residual oxygen content and/or the oxygen concentration and/or the oxygen partial pressure by the at least one sensor (20).
  • the at least one first actuator (3, 4, 7 - 9) and the at least one second actuator (7 - 9, 3, 4) and the at least one sensor (20) and the Storage devices are each communicatively connected to the control and/or monitoring device (13).
  • the mixed controlled and regulated operation enables a timely response of the combustion device (1) to changing ambient conditions.
  • the controlled operation occurs independently of the at least one oxygen-related signal from the at least one sensor (20).
  • the regulated operation takes into account at least one oxygen-related signal from the at least one sensor (20).
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods involving a control signal, the method comprising the step: Determining a second, current value of the performance-related variable (23) from the first, current value of the performance-related variable (23).
  • the power requirement of the combustion device (1) does not change during the transition from controlled operation to regulated operation.
  • the first, current value of the power-related variable (23) is equal to the second, current value of the power-related variable (23).
  • the combustion device (1) can therefore optimize combustion to the initial power requirement during controlled operation.
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods involving a control signal, the method comprising the step: Determining a second, current value of the power-related variable (23) after the first control signal has been sent.
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods including a setpoint characteristic curve (29), the method comprising the step: Determining a second, current value of the power-related variable (23) at least thirty seconds after the first control signal has been sent.
  • the present disclosure also teaches one of the aforementioned methods including a setpoint characteristic curve (29), the method comprising the step: Determining a second, current value of the power-related variable (23) at least twenty seconds after the first control signal has been sent.
  • the present disclosure further teaches one of the aforementioned methods including a setpoint characteristic curve (29), the method comprising the step: Determining a second, current value of the power-related variable (23) at least ten seconds after the first control signal has been sent.
  • the second, current value of the power-related variable (23) is different from the first, current value of the power-related variable (23). It is possible that the power requirement for the combustion device (1) changes during the transition from controlled operation to regulated operation. The combustion device (1) can thus respond to changed power requirements.
  • Incorrect measured values can include, for example, negative residual oxygen levels and/or negative oxygen concentrations and/or negative oxygen partial pressures.
  • the limit value can be zero.
  • the at least one sensor (20) comprises a digital interface.
  • the at least one sensor (20) can transmit at least one error signal to the regulating and/or control and/or monitoring device (13) via the digital interface. Based on the at least one error signal, the regulating and/or control and/or monitoring device (13) determines a measured value that indicates the at least one error.
  • a residual oxygen content greater than 100 percent indicates at least one fault.
  • Residual oxygen content greater than twenty-one percent indicates at least one fault.
  • the present disclosure further teaches a combustion device (1) comprising a combustion chamber (2), an air supply duct (11) leading to the combustion chamber (2), a fuel supply duct leading to the combustion chamber (2), at least one first actuator (3, 4, 7 - 9) selected from at least one air actuator (3, 4) acting on an air supply V ⁇ L through the air supply duct (11), and at least one fuel actuator (7 - 9) acting on a fuel supply V ⁇ B through the fuel supply duct, the combustion device (1) comprising at least one second actuator (7 - 9, 3, 4) selected from the at least one fuel actuator (7 - 9) and the at least one air actuator (3, 4), wherein the at least one second actuator (7 - 9, 3, 4) is different from the at least one first actuator (3, 4, 7 - 9), the combustion device (1) comprising an exhaust gas path (10), at least one oxygen-related Sensor (20) in the exhaust gas path (10) and a control and/or regulating and/or monitoring device (13) with a memory in which at least one first characteristic curve (25, 35, 36) indicating
  • the present disclosure further teaches a computer program comprising instructions which cause the regulating and/or control and/or monitoring device (13) of one of the aforementioned combustion devices (1) to carry out the method steps according to one of the aforementioned methods.
  • the present disclosure further teaches a computer-readable medium on which the aforementioned computer program or one of the aforementioned computer programs is stored.

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Abstract

Optimierte Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1). Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen zum Feuerraum (2) führenden Luftzufuhrkanal (11), einen zum Feuerraum (2) führenden Brennstoffzufuhrkanal, einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ausgewählt aus einem Luftaktor (3, 4), der auf eine Luftzufuhr L durch den Luftzufuhrkanal (11) wirkt, und einem Brennstoffaktor (7 - 9), der auf eine Brennstoffzufuhr B durch den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) ausgewählt aus dem Brennstoffaktor (7 - 9) und dem Luftaktor (3, 4), wobei der zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) verschieden von dem ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ist, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Abgasweg (10), mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) im Abgasweg (10) und eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) mit einem Speicher, in welchem eine erste Kennlinie (25, 35, 36) hinterlegt ist.

Description

    Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit einer Regelung und/oder einer Steuerung einer Verbrennungsvorrichtung. Insbesondere geht es um eine solche Automatisierung einer Verbrennungsvorrichtung in Abhängigkeit einer Sauerstoffkonzentration.
  • Im Betrieb einer Verbrennungsvorrichtung ist das Verhältnis von Brennstoff zu Luft einzustellen. Dabei sind folgende Varianten der Einstellung unter Verwendung von Kennlinien bekannt.
  • Gemäss einer ersten Variante werden die Luftaktorkennlinie(n) und Brennstoffaktorkennlinie(n) über die Leistung während des Einstellvorganges ermittelt. Beispielsweise kann die Ermittlung von einer kleinen Leistung zu einer maximalen Leistung oder auch umgekehrt erfolgen. Dabei wird die Luftzahl λ für jeden Leistungspunkt eingestellt. Es können unterstützend auch Luftzufuhrsensoren verwendet werden. Gängige Luftzufuhrsensoren basieren auf Drehzahl, Massenstrom, Differenzdruck, Luft-Volumenstrom, etc. Die absolute Leistung wird dann über eine Messung der Brennstoffzufuhr an zumindest einem Punkt oder an mehreren Punkten bestimmt. Mit Hilfe des Heizwertes Hu des aktuell eingespeisten Brennstoffes wird die Brennerleistung den jeweiligen Kennlinienpunkten zugeordnet. Die Leistungswerte der anderen Kennlinienpunkte werden durch Interpolation, vorzugsweise durch lineare Interpolation, bestimmt. Darüber hinaus kommt eine Bestimmung der Leistungswerte der anderen Kennlinienpunkte durch Messung in Betracht.
  • Gemäss einer zweiten Variante sind die Luftaktorkennlinie und die Brennstoffaktorkennlinie vorgegeben. Zumeist werden die Kennlinien empirisch im Labor ermittelt. Die Brennerleistung ist durch eine feste Funktion aus einer der beiden Kennlinien fest vorgegeben. Für unterschiedliche Brennstoffe werden unterschiedliche Kennlinien und/oder Kennliniensätze, welche ebenfalls fest vorgegeben sind, verwendet.
  • Gemäss einer dritten Variante wird die Änderung einer Brennstoffzusammensetzung oder Luftdichtänderung mittels eines λ-Sensors aufgedeckt. Dies kann beispielsweise eine O2-Sonde im Abgas sein, aus der λ direkt berechnet wird. Es kann beispielsweise auch eine Ionisationselektrode, deren Signal entsprechend ausgewertet wird, eingesetzt werden. Um die Luftzahl λ konstant zu halten, kann entweder die Luftzufuhr verändert werden oder aber die Brennstoffzufuhr korrigiert werden, bis der λ-Sensor wieder den ursprünglichen Wert einer Luftzahl λ misst. Wird das mindestens eine Luftzufuhrsignal nachgestellt, um die Luftzahl λ konstant zu halten, so ändert sich mit der Brennstoffzusammensetzung fast immer auch die Brennerleistung an diesem Kennlinienpunkt. Wird das Brennstoffzufuhrsignal nachgestellt, um die Luftzahl λ konstant zu halten, so ändert sich die Brennerleistung brennstoffabhängig. Um die Leistung anzupassen, muss für den Fall einer Leistungskorrektur eine neue Kennlinie des Luftaktors manuell oder automatisch ausgewählt oder berechnet werden.
  • Gängige Gasarten in Brennereinrichtungen sind solche aus der E-Gas Gruppe (gemäss EN 437:2009-09) sowie Gase aus der B/P-Gas Gruppe (gemäss EN 437:2009-09). Gase aus der E-Gas Gruppe enthalten wie fast alle Gase aus der zweiten Gasfamilie (gemäss EN 437:2009-09) Methan als Hauptbestandteil. Gase aus der B/P-Gas Gruppe haben wie alle Gase aus der dritten Gasfamilie (gemäss EN 437:2009-09) Propangas als Grundlage. Die Mischungen auf Grundlage von Methangas oder Propangas repräsentieren letztlich Mischungen aus unterschiedlichen Gasquellen, mit denen die Verbrennungsvorrichtung versorgt werden kann.
  • Für verschiedene Gasarten werden in der Regel Kennlinien bereitgestellt, die vor Ort bei der Inbetriebsetzung entsprechend der vorhandenen Gasgruppe ausgewählt werden. Die Einstellung erfolgt beispielsweise durch Wahl einer oder mehrerer im Speicher einer Regeleinheit hinterlegten Kurven. Die Einstellung kann auch anhand eines im Speicher der Regeleinheit hinterlegten Parametersatzes oder anhand mehrerer im Speicher der Regeleinheit hinterlegter Parametersätze erfolgen. Jene Kennlinien geben den Verlauf der dem Feuerraum zugeführten Brennstoffmenge in Bezug auf die zugeführte Menge an Luft wieder. Es kann anstelle der Menge an zugeführter Luft die Drehzahl eines Gebläses in der Luftzufuhr der Verbrennungsvorrichtung aufgetragen sein. Ferner kommen als Mass für die Luftzufuhr die Stellung und/oder das Stellsignal einer Luftklappe infrage. Zudem kann die Luftzufuhr anhand eines Massenstromsensors, der beispielsweise in einem Seitenkanal angeordnet sein kann, ermittelt werden. Eine Vorrichtung umfassend einen Massenstromsensor in einem Seitenkanal ist beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP3301363A1 offenbart.
  • Die Kennlinien können beispielsweise tabellarisch mit linearer Interpolation oder aber auch mit Hilfe von Polynomen als mathematische Funktion hinterlegt sein. Diese Form der Kennlinien-Zuordnung ist im europäischen Patent EP3299718B1, welches am 30. Oktober 2019 erteilt wurde, offenbart. Eine Anmeldung EP3299718A1 zum europäischen Patent EP3299718B1 wurde am 21. September 2016 eingereicht. Das europäische Patent EP3299718B1 nimmt keine Priorität in Anspruch.
  • Eine Luftmenge eignet sich als Leistungswert, wenn sich Lufttemperatur, Luftdruck oder Luftfeuchte nur unwesentlich verändern oder messtechnisch erfasst werden. Bei Messung der Luftmenge mit einem Luftmassenstromsensor werden die Einflüsse von Lufttemperatur und Luftdruck berücksichtigt. Der Einfluss der Luftfeuchte spielt vor allem bei tieferen Temperaturen eine untergeordnete Rolle.
  • Eine Patentanmeldung EP2682679A2 wurde eingereicht am 1. Juli 2013 durch die VAILLANT GmbH . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Januar 2014. EP2682679A2 behandelt ein Verfahren zur Regelung und/oder Überwachung eines brenngasbetriebenen Brenners. EP2682679A2 nimmt eine Priorität vom 4. Juli 2012 in Anspruch.
  • EP2682679A2 behandelt das Anfahren von Arbeitspunkten unterhalb und oberhalb einer Sollluftzahl. Anschliessend wird ein Signal eines Massenstromsensors, welcher in einem Kanal zwischen einer Luftleitung und einer Brenngasleitung angeordnet ist, aufgezeichnet. Aus dem Signal wird auf eine korrekte oder nicht korrekte Justage des Systems geschlossen.
  • Eine europäische Patentanmeldung EP0326494A1 wurde eingereicht am 27. Januar 1989 durch GAZ DE FRANCE, FR. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 2. August 1989. Am 27. September 1993 wurde ein europäisches Patent EP0326494B1 erteilt. Eine entsprechende Übersetzung wurde als DE68909260T2 veröffentlicht. DE68909260T2 behandelt eine Vorrichtung für die Messung der Wärmekapazität einer Brennstoffströmung. Dabei wird ein Heizwert eines Brennstoffes basierend auf den Signalen eines Massenstromsensors und eines Ionisationssensors ermittelt. DE68909260T2 nimmt eine Priorität vom 29. Januar 1988 in Anspruch.
  • Eine Patentanmeldung DE102013106987A1 wurde eingereicht am 3. Juli 2013 durch die Karl Dungs GmbH & Co. KG . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Januar 2015. DE102013106987A1 behandelt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Brennwertgrösse sowie eine gasbetriebene Einrichtung mit einer derartigen Vorrichtung. Dazu ist in einer Brennkammer der Vorrichtung ein Brennwertsensor vorhanden, der einen Ionisationssensor und vorzugsweise einen Temperatursensor umfasst.
  • Eine weitere Patentanmeldung DE102006051883A1 wurde eingereicht am 31. Oktober 2006 durch ein Gaswärme-Institut e.V. aus Essen. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 8. Mai 2008. DE102006051883A1 behandelt eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einstellen, Steuern oder Regeln des Brennstoff/Verbrennungsluft-Verhältnisses zum Betreiben eines Brenners. Im Rahmen des Einstellens, Steuerns oder Regelns wird ein Heizwert oder ein Wobbe-Index automatisch ermittelt.
  • Eine europäische Patentanmeldung EP1467149A1 wurde eingereicht am 1. April 2004 durch die EON RUHRGAS AG. Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 13. Oktober 2004. EP1467149A1 behandelt ein Verfahren zu dem Überwachen der Verbrennung in einer Verbrennungseinrichtung. Dabei kann eine Sonde in einem Abgaskanal der Verbrennungseinrichtung wie beispielsweise eine Sauerstoffsonde zum Einsatz kommen. Sollte ein Verbrennungsluftverhältnis ausserhalb einer vorgegebenen Grenze liegen, wird die Verbrennungsvorrichtung abgeschaltet. EP1467149A1 nimmt eine Priorität vom 11. April 2003 in Anspruch.
  • Eine europäische Patentanmeldung EP4050258A1 wurde eingereicht am 31. August 2021 durch die SIEMENS AG . Die Anmeldung wurde veröffentlicht am 31. August 2022. EP4050258A1 behandelt eine Leistungsermittlung an einer Verbrennungsvorrichtung anhand eines Brennstoffparameters. Im Rahmen der Leistungsermittlung wird ein Brennstoffparameter bereitgestellt. Die Verbrennungsvorrichtung wird entsprechend geregelt. EP4050258A1 nimmt eine Priorität vom 26. Februar 2021 in Anspruch.
  • Ziel der vorliegenden Offenbarung ist eine möglichst flexible Automatisierung einer Verbrennungsvorrichtung ohne und mit Berücksichtigung einer Rückmeldung durch einen Sensor. Insbesondere sind die Art und die Fortentwicklung der Verbrennung innerhalb der Verbrennungsvorrichtung bei der Regelung und/oder Steuerung der Vorrichtung zu berücksichtigen.
  • Zusammenfassung
  • In der vorliegenden Offenbarung geht es um eine Automatisierung einer Verbrennungsvorrichtung anhand einer Sauerstoffkonzentration in einem Abgasweg der Verbrennungsvorrichtung. Dazu wird ein sauerstoffbezogener Sensor im oder am Abgasweg der Verbrennungsvorrichtung so angeordnet, dass dieser einem Abgasstrom ausgesetzt ist. Die Automatisierung der Verbrennungsvorrichtung kann eine Steuerung und/oder eine Regelung einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung umfassen. Dabei findet ein Übergang von einem anfänglichen gesteuerten Betrieb in einen späteren geregelten Betrieb statt.
  • Die Verbrennungsvorrichtung umfasst vorliegend eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung automatisiert die Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung anhand mindestens eines Aktors. Der Aktor kann ein Luftaktor oder ein Brennstoffaktor sein und beeinflusst die Zufuhr von Luft oder Brennstoff zu einem Feuerraum der Verbrennungsvorrichtung.
  • In der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung ist eine erste Kennlinie primär für einen Regelbetrieb der Verbrennungsvorrichtung hinterlegt. Die erste Kennlinie bezieht sich auf den vorgenannten Aktor der Verbrennungsvorrichtung. Sie gibt eine Drehzahl und/oder eine Stellung des Aktors gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse an.
  • Die erste Kennlinie für einen Regelbetrieb wird auch im Steuerbetrieb verwendet. Dazu wird im Steuerbetrieb ein Arbeitspunkt entlang der Kennlinie so verschoben, dass eine Verbrennung unter Vermeidung schädlicher Emissionen gewährleistet ist. Es wird so ein sicherer Start der Verbrennungsvorrichtung ermöglicht.
  • Auf den Steuerbetrieb folgt nach einiger Zeit ein Regelbetrieb. Im Regelbetrieb erfolgt die Regelung der Verbrennungsvorrichtung anhand des vorgenannten Sensors. Jener Sensor stellt ein Signal bereit, welches als Rückmeldesignal bei der Regelung durch den Aktor verwendet wird. Dabei ist ein gemischter geregelter und gesteuerter Betrieb möglich. Das heisst, es wird ein erster Aktor geregelt. Ein zweiter Aktor wird gesteuert. Bei der Steuerung des zweiten Aktors gibt es vorzugsweise nicht die Arbeitspunktverschiebung wie zu Beginn der Verbrennung.
  • Schliesslich erlaubt die Regelkennlinie einen Notbetrieb. Ein solcher Notbetrieb kann beispielsweise auftreten, wenn der Sensor ausfällt. Mithin ist eine Regelung nicht mehr möglich. Es wird dann unter Verwendung der Regelkennlinie und unter Verschiebung des Arbeitspunktes ein sicherer Betrieb der Verbrennungsvorrichtung ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Verschiedene Details werden dem Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung zugänglich. Die einzelnen Ausführungsformen sind dabei nicht einschränkend. Die Zeichnungen, welche der Beschreibung beigefügt sind, lassen sich wie folgt beschreiben:
    • FIG 1 zeigt schematisch eine Verbrennungsvorrichtung.
    • FIG 2 veranschaulicht eine Regelung und/oder Steuerung einer Verbrennungsvorrichtung ohne Einbezug eines Signales entsprechend einer Sauerstoffkonzentration und/oder entsprechend eines Sauerstoffpartialdruckes.
    • FIG 3 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung mit O2-Sensor zur Erfassung im Abgas.
    • FIG 4 zeigt einen Verlauf einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse für eine Verbrennung.
    • FIG 5 veranschaulicht eine Regelung und/oder Steuerung einer Verbrennungsvorrichtung unter Einbezug eines Signales entsprechend einer Sauerstoffkonzentration und/oder entsprechend eines Sauerstoffpartialdruckes.
    • FIG 6 veranschaulicht eine weitere Regelung und/oder Steuerung einer Verbrennungsvorrichtung unter Einbezug eines Signales entsprechend einer Sauerstoffkonzentration und/oder entsprechend eines Sauerstoffpartialdruckes.
    Detaillierte Beschreibung
  • FIG 1 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung 1 wie beispielsweise ein wandhängender Gasbrenner und/oder ein Ölbrenner mit einem Feuerraum 2. Der Wärmeerzeuger tauscht die Wärmeenergie der heissen Brennstoffe und/oder Brenngase in ein anderes Fluid wie beispielsweise Wasser. Mit dem warmen Wasser wird beispielsweise eine Warmwasserheizungsanlage betrieben und/oder Trinkwasser erwärmt. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann mit der Wärmeenergie der heissen Brenngase ein Gut beispielsweise in einem industriellen Prozess erhitzt werden. Ferner kann der Wärmeerzeuger der Erhitzung von Wasser in einer Anlage zur Gewinnung von Lithium und/oder Lithiumkarbonat dienen. Die Abgase werden aus dem Feuerraum 2 beispielsweise über einen Abgaskamin und/oder einen Rauchgaskamin und/oder einen Schornstein 10 abgeführt.
  • Die Zuluft 5 für den Verbrennungsprozess wird über ein (motorisch) angetriebenes Gebläse 3 dem Feuerraum 2 der Verbrennungsvorrichtung 1 zugeführt. Über die Signalleitung 15 gibt die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 dem Gebläse 3 die Luftzufuhr L vor, die es fördern soll. Damit wird die Gebläsedrehzahl ein Mass für die geförderte Luftmenge und/oder für die Luftzufuhr L .
  • Gemäss einer Ausführungsform wird die Gebläsedrehzahl der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 vom Gebläse 3 zurückgemeldet. Mithin lässt sich vielfach die Drehzahl des Gebläses 3 auf eine zugeführte Luftmenge abbilden. Wird die Luftmenge über eine Luftklappe 4 und/oder ein Ventil eingestellt, kann als Mass für die Luftmenge die Klappen- und/oder Ventilstellung und/oder der aus dem Signal eines Massenstromsensors 12 und/oder Volumenstromsensors abgeleitete Messwert verwendet werden. Der Sensor ist vorteilhaft im Kanal für die Luftzufuhr L angeordnet. Vorzugsweise stellt der Sensor ein Signal bereit, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinheit in einen Strömungsmesswert gewandelt wird. Eine Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.
  • Gemäss einer weiteren speziellen Ausführungsform umfasst die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 einen Delta-Sigma Umsetzer. Der Delta-Sigma Umsetzer ermöglicht eine Wandlung analoger Signale beispielsweise des Massenstromsensors 12 in digitale Werte. Der Delta-Sigma Umsetzer kann ein integraler Bestandteil der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 sein. Im Hinblick auf Kompaktheit können der Delta-Sigma Umsetzer und die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 Teile desselben Ein-Chip-Systems sein.
  • Als Mass für die Luftzufuhr L kann auch der Messwert eines Drucksensors und/oder eines Massenstromsensors 12 in einem Seitenkanal verwendet werden. Eine Verbrennungsvorrichtung mit Zufuhrkanal und Seitenkanal ist beispielsweise im europäischen Patent EP3301364B1 offenbart. Das europäische Patent EP3301364B1 wurde am 7. Juni 2017 angemeldet und am 7. August 2019 erteilt.
  • Es wird eine Verbrennungseinrichtung mit Zufuhrkanal und Seitenkanal beansprucht, wobei in den Zufuhrkanal ein Massenstromsensor hineinragt.
  • Der Sensor 12 ermittelt ein Signal, welches dem von der Luftzufuhr L abhängigen Druckwert und/oder dem Luftstrom (Teilchen- und/oder Massenstrom) im Seitenkanal entspricht. Vorteilhaft stellt der Sensor 12 ein Signal bereit, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinrichtung in einen Messwert gewandelt wird. Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die Signale mehrerer Sensoren in einen gemeinsamen Messwert gewandelt. Eine geeignete Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.
  • Gemäss einer Ausführungsform ist die Luftzufuhr L der Wert der aktuellen Luftdurchflussrate. Die Luftdurchflussrate kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein. Die Luftzufuhr L kann in Kubikmeter Luft pro Stunde gemessen und/oder angegeben sein. Die Luftzufuhr L kann ferner in Kubikfuss Luft pro Minute gemessen und/oder angegeben sein.
  • Massenstromsensoren 12 erlauben die Messung bei grossen Flussgeschwindigkeiten speziell in Verbindung mit Verbrennungsvorrichtungen 1 im Betrieb. Typische Werte solcher Flussgeschwindigkeiten liegen in den Bereichen zwischen 0.1 Meter pro Sekunde und fünf Meter pro Sekunde, zehn Meter pro Sekunde, fünfzehn Meter pro Sekunde, zwanzig Meter pro Sekunde, oder sogar einhundert Meter pro Sekunde. Massenstromsensoren, welche sich für die vorliegende Offenbarung eignen, sind beispielsweise OMRON® D6F-W oder Typ SENSOR TECHNICS® WBA Sensoren. Der nutzbare Bereich dieser Sensoren beginnt typisch bei Geschwindigkeiten zwischen 0.01 Meter pro Sekunde und 0.1 Meter pro Sekunde und endet bei einer Geschwindigkeit wie beispielsweise fünf Meter pro Sekunde, zehn Meter pro Sekunde, fünfzehn Meter pro Sekunde, zwanzig Meter pro Sekunde, oder sogar einhundert Meter pro Sekunde. Mit anderen Worten, es können untere Grenzen wie 0.1 Meter pro Sekunde kombiniert werden mit oberen Grenzen wie fünf Meter pro Sekunde, zehn Meter pro Sekunde, fünfzehn Meter pro Sekunde, zwanzig Meter pro Sekunde, oder sogar einhundert Meter pro Sekunde.
  • Die Brennstoffzufuhr B wird durch die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 mit Hilfe eines Brennstoffaktors und/oder eines (motorisch) einstellbaren Ventils eingestellt und/oder ausgeregelt. In der Ausführung in FIG 1 umfasst der Brennstoff ein Brenngas. Eine Verbrennungsvorrichtung 1 kann dann an verschiedene Brenngasquellen angeschlossen werden, beispielsweise an Quellen mit hohem Methan-Anteil und/oder an Quellen mit hohem Propan-Anteil. In FIG 1 wird die Menge an Brenngas durch einen Brennstoffaktor 7 - 9 von der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eingestellt. Der Brennstoffaktor 7 - 9 kann beispielsweise ein (motorisch) einstellbares Brennstoffventil 9 umfassen oder sein. Der Ansteuerwert 19, beispielsweise bei einem pulsweitenmodulierten Signal, des Gasventiles ist dabei ein Mass für die Menge an Brenngas. In einer weiteren Ausführungsform wird über einen CAN-Bus angesteuert. Der Brennstoff kann ferner ein Öl oder eine Ölmischung umfassen.
  • Der Ansteuerwert ist auch ein Wert für die Brennstoffzufuhr B. Gemäss einer speziellen Ausführungsform wird das Brennstoffventil 9 anhand eines Schrittmotors eingestellt. In jenem Fall ist die Schrittstellung des Schrittmotors ein Mass für die Menge an Brenngas. Das Brennstoffventil 9 kann auch in einer Einheit mit zumindest einem oder beiden der Sicherheitsabsperrventile 7 oder 8 integriert sein. Weiterhin kann das Brennstoffventil 9 ein intern über einen Durchflusssensor geregeltes Ventil sein, das einen Sollwert 19 erhält und den Istwert des Durchflusssensors auf den Sollwert ausregelt. Der Durchflusssensor kann dabei als Volumenstromsensor beispielsweise als Turbinenradradzähler, Balgenzähler und/oder als Differenzdrucksensor realisiert sein. Der Durchflusssensor kann auch als Massenstromsensor, beispielsweise als thermischer Massenstromsensor, ausgeführt sein.
  • Wird als Aktor 9 eine Gasklappe verwendet, so kann als Mass für die Menge an Brenngas die Position der Klappe verwendet werden. Alternativ kann als Mass für die Menge an Brenngas ein aus dem Signal eines Massenstromsensors und/oder eines Volumenstromsensors abgeleitete Messwert verwendet werden. Jener Sensor ist vorteilhaft im Zufuhrkanal für Brennstoff angeordnet. Jener Sensor erzeugt ein Signal, welches anhand einer geeigneten Signalverarbeitungseinrichtung in einen Strömungsmesswert (Messwert des Teilchen- und/oder Massenstromes und/oder Volumenstromes) gewandelt wird. Eine geeignete Signalverarbeitungseinrichtung umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.
  • Gemäss einer weiteren speziellen Ausführungsform umfasst die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 einen Delta-Sigma Umsetzer. Der Delta-Sigma Umsetzer ermöglicht eine Wandlung analoger Signale, beispielsweise des Massenstromsensors oder Volumenstromsensors für Brenngas, in digitale Werte. Der Delta-Sigma Umsetzer kann ein integraler Bestandteil der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 sein. Im Hinblick auf Kompaktheit können der Delta-Sigma Umsetzer und die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 Teile desselben Ein-Chip-Systems sein.
  • Der Fachmann erkennt, dass die oben genannten Werte auch aus einer Kombination von durch Sensoren ermittelten Grössen berechnet werden können. Jene Werte sind dann Masse für die Zufuhr (Teilchen- und/oder Massenstrom und/oder Volumenstrom) an Brenngas. Der Fachmann erkennt weiterhin, dass auf ähnliche Art und Weise die Zufuhr an Brennstoff eines flüssigen Brennstoffes ermittelt werden kann.
  • Die Verbrennungsvorrichtung 1 aus FIG 1 lässt sich ohne Regelung auf eine sauerstoffbezogene Grösse wie die O2-Konzentration im Abgas betreiben. Dazu sind in FIG 2 Stellungen und/oder Drehzahlen 22 verschiedener Aktoren über der Brennerleistung 23 aufgetragen. Die Brennerleistung 23 ist vorzugsweise eine aktuelle Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Idealerweise ist die Brennerleistung 23 eine aktuelle Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung.
  • Konkret ist in FIG 2 eine Kennlinie 24 für das motorisch angetriebene Gebläse 3 gezeigt. Mithin veranschaulicht Kennlinie 24 eine Drehzahl des motorisch angetriebenen Gebläses 3 über der Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 24 eine Drehzahl des motorisch angetriebenen Gebläses 3 über einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • In FIG 2 ist eine Kennlinie 25 für einen Brennstoffaktor 7 - 9 gezeigt. Mithin veranschaulicht Kennlinie 25 eine Stellung des Brennstoffaktors 7 - 9 über der Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 25 eine Stellung des Brennstoffaktors 7 - 9 über einer aktuellen Brennerleistung 23. Der Brennstoffaktor 7 - 9 kann eine Brennstoffklappe umfassen oder sein. In diesem Fall veranschaulicht Kennlinie 25 eine Stellung der Brennstoffklappe über der Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 25 in diesem Fall eine Stellung der Brennstoffklappe über einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • In FIG 2 ist ferner eine Kennlinie 26 für eine Luftklappe 4 gezeigt. Mithin gibt die Kennlinie 26 eine Stellung der Luftklappe 4 über der Brennerleistung 23 an. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 26 eine Stellung der Luftklappe 4 über einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • In FIG 2 werden für eine vorgegebene Brennerleistung 23 die Aktoren 3, 4, 7 - 9 jeweils auf ihre Drehzahlen und/oder Stellungen gesteuert. Insbesondere können in FIG 2 die Aktoren 3, 4, 7 - 9 für eine aktuelle Brennerleistung 23 auf ihre Drehzahlen und/oder Stellungen gesteuert werden. Die Steuerung erfolgt so, dass zu jeder Brennerleistung 23 ein ausreichender Luftüberschuss vorliegt. Das heisst, die Luftzahl λ ist stets grösser als eins, wobei λ = 1 einer stöchiometrischen Verbrennung entspricht. Auf diese Weise werden schädliche Emissionen vermieden.
  • Nachteilig an der Steuerung gemäss FIG 2 ist, dass der Luftüberschuss nicht angepasst wird. Das heisst, es erfolgt keine Reduktion der Gebläsedrehzahl und keine Änderung der Stellung der Luftklappe 4 so, dass die Verbrennung nach dem Start optimiert wird. Insbesondere wird nicht durch eine Reduktion der Gebläsedrehzahl oder durch eine Änderung der Stellung der Luftklappe 4 ein Wirkungsgrad der Verbrennungsvorrichtung 1 optimiert.
  • Ebenso können in FIG 2 die Aktoren 3, 4, 7 - 9 jeweils auf ihre Drehzahlen und/oder Stellungen geregelt werden. Insbesondere können in FIG 2 die Aktoren 3, 4, 7 - 9 für eine aktuelle Brennerleistung 23 auf ihre Drehzahlen und/oder Stellungen geregelt werden. Die Regelung erfolgt so, dass zu jeder Brennerleistung 23 ein ausreichender Luftüberschuss vorliegt. Das heisst, die Luftzahl λ ist stets grösser als eins, wobei λ = 1 einer stöchiometrischen Verbrennung entspricht. Auf diese Weise werden schädliche Emissionen vermieden.
  • Nachteilig an der Regelung gemäss FIG 2 ist, dass der Luftüberschuss nicht angepasst wird. Das heisst, es erfolgt keine Reduktion der Gebläsedrehzahl und keine Änderung der Stellung der Luftklappe 4 so, dass die Verbrennung nach dem Start optimiert wird. Insbesondere wird nicht durch eine Reduktion der Gebläsedrehzahl oder durch eine Änderung der Stellung der Luftklappe 4 ein Wirkungsgrad der Verbrennungsvorrichtung 1 optimiert.
  • FIG 3 zeigt eine Verbrennungsvorrichtung 1 mit einem Sensor 20 zur Erfassung einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes. Insbesondere kann der Sensor 20 einen Restsauerstoffgehalt erfassen oder angeben. Der Sensor 20 umfasst beispielsweise einen O2-Sensor. In einer Ausführungsform ist der Sensor 20 ein O2-Sensor. Der Sensor 20 kann beispielsweise in einem Abgaskamin und/oder einen Rauchgaskamin und/oder einen Schornstein 10 angeordnet sein.
  • Insbesondere ist der Sensor 20 ein Gassensor zur Aufzeichnung eines Signales, welches eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Partialdruck an Sauerstoff angibt. Der Sensor 20 kann ferner zur Aufzeichnung eines Signales, welches mindestens einem weiteren Gas entspricht, ausgebildet sein. Das weitere Gas umfasst beispielsweise ein oxidierbares Gas in einem Abgaskamin und/oder einen Rauchgaskamin und/oder einen Schornstein 10 der Verbrennungsvorrichtung 1.
  • Ferner kann der Sensor 20 auch zur Aufzeichnung eines Signales, welches einer Konzentration an Kohlenstoffmonoxid entspricht, ausgebildet sein. Darüber hinaus kann der Sensor 20 zur Aufzeichnung eines Signales, welches einer Temperatur entspricht, ausgebildet sein.
  • Der Sensor 20 umfasst dabei vorzugsweise zumindest eine Scheibe, welche zumindest neunzig Gewichtsprozent an Zirkondioxid umfasst. Ferner umfasst die Scheibe zumindest ein weiteres Element oder eine weitere Verbindung ausgewählt aus:
    • Yttriumoxid und
    • Hafniumoxid.
  • Zudem umfasst der beispielhafte Sensor 20 zumindest drei Elektroden, darunter zwei Elektroden aus dotiertem Platin. Das dotierte Platin weist zwischen einem halben und fünfzehn Gewichtsprozent Zirkondioxid auf. Eine Elektrode der drei Elektroden umfasst eine Goldlegierung. Eine der Elektroden aus dotiertem Platin und die Elektrode umfassend eine Goldlegierung sind an einer ersten Seite der Scheibe angeordnet. Eine weitere der Elektroden aus dotiertem Platin ist an einer zweiten Seite der Scheibe angeordnet, wobei die zweite Seite verschieden von der ersten Seite ist. Die zweite Seite der Scheibe liegt der ersten Seite der Scheibe gegenüber. Die zweite Seite der Scheibe grenzt an eine abgeschlossene Kammer des Sensors 20.
  • Der Sensor 20 zur Aufzeichnung eines Signales, welches einen Partialdruck an Sauerstoff und/oder einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration angibt, erzeugt ein Signal 21. Das Signal 21 wird von der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eingelesen und geeignet verarbeitet. Mit Hilfe des Signales 21 kann für jede Gebläsedrehzahl und/oder für jede Luftzufuhr L und/oder für jede Brennerleistung auf einen Sollwert ausgeregelt werden. Der Sollwert bezieht sich dabei auf einen Partialdruck an Sauerstoff und/oder einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration. Insbesondere kann sich der Sollwert auf einen Partialdruck an Sauerstoff und/oder einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration in einem Abgaskamin beziehen. Ferner kann sich der Sollwert auf einen Partialdruck an Sauerstoff und/oder einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration in einem Rauchgaskamin beziehen. Darüber hinaus kann sich der Sollwert auf einen Partialdruck an Sauerstoff und/oder einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration in einem Schornstein 10 beziehen.
  • Eine geeignete Signalverarbeitungseinrichtung für die Erfassung und Auswertung des Signales 21 des Sensors 20 umfasst idealerweise mindestens einen Analog-Digital-Wandler. Gemäss einer Ausführungsform ist die Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere der oder die Analog-Digital-Wandler, integriert in die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13.
  • Gemäss einer weiteren speziellen Ausführungsform umfasst die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 einen Delta-Sigma Umsetzer. Der Delta-Sigma Umsetzer ermöglicht eine Wandlung analoger Signale, beispielsweise des Sensors 20, in digitale Werte. Der Delta-Sigma Umsetzer kann ein integraler Bestandteil der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 sein. Im Hinblick auf Kompaktheit können der Delta-Sigma Umsetzer und die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 Teile desselben Ein-Chip-Systems sein.
  • FIG 4 veranschaulicht einen Verlauf eines Restsauerstoffgehaltes und/oder einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes gegenüber einer Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht FIG 4 einen Verlauf eines Restsauerstoffgehaltes und/oder einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes gegenüber einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • Dabei sind in FIG 4 Werte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert aufgetragen. Der Minimalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes markiert das unterste Ende der vertikalen Achse. Der Maximalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes markiert das oberste Ende der vertikalen Achse.
  • Der Minimalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes kann beispielsweise bei null Prozent liegen. Der Maximalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes kann beispielsweise zwischen fünf und zehn Prozent liegen. Insbesondere kann der Maximalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes zwischen sechs und neun Prozent liegen. Ferner kann der Maximalwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes zwischen sechs und acht Prozent, beispielsweise bei sechs Prozent, liegen.
  • Entlang der horizontalen Achse ist in FIG 4 eine leistungsbezogene Grösse ausgewählt aus
    • der Brennerleistung,
    • der aktuellen Brennerleistung
    aufgetragen. Die Brennerleistung 23 oder die aktuelle Brennerleistung 23 beziehen sich dabei vorzugsweise auf die Verbrennungsvorrichtung 1. Vorteilhaft ist die Brennerleistung 23 eine Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Idealerweise ist die aktuelle Brennerleistung 23 eine aktuelle Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1.
  • Dabei sind die Werte 23 von einem Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse zu einem Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse aufgetragen. Die Werte 23 der leistungsbezogenen Grösse nehmen von links nach rechts zu. Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse markiert das linke Ende der horizontalen Achse. Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse markiert das rechte Ende der horizontalen Achse.
  • Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse entlang der horizontalen Achse in FIG 4 kann beispielsweise bei null Prozent einer nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Dabei bezieht sich die nominale Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 auf eine nominale Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse entlang der horizontalen Achse kann beispielsweise zwischen einhundert und einhundertfünfzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Insbesondere kann der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse entlang der horizontalen Achse beispielsweise zwischen einhundertzehn und einhundertdreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Ferner kann der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse entlang der horizontalen Achse beispielsweise zwischen einhundertfünfzehn und einhundertfünfundzwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1, beispielsweise bei einhundertzwanzig Prozent, liegen.
  • FIG 4 zeigt drei Kennlinien und/oder Verläufe 28 - 30 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes für Verbrennungsvorrichtungen 1. Eine erste Kennlinie und/oder ein erster Verlauf 28 gibt dabei maximale Restsauerstoffgehalte und/oder maximale Sauerstoffkonzentrationen und/oder maximale Sauerstoffpartialdrücke an. Die Sauerstoffkonzentrationen des ersten Verlaufes 28 sind in FIG 4 als Prozentsatz einer Gesamtheit an Molekülen angegeben. Die Partialdrücke des ersten Verlaufes 28 sind in FIG 4 als Prozentsatz eines Gesamtdruckes angegeben. Entsprechendes gilt für die vertikale Achse.
  • Zur ersten Kennlinie und/oder zum ersten Verlauf 28 gehört ein Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der ersten Kennlinie und/oder entlang des ersten Verlaufes 28 sind grösser als jener Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Minimalwert entlang der horizontalen Achse. Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 kann beispielsweise zwischen zehn und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Insbesondere kann der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung.
  • Zur ersten Kennlinie und/oder zum ersten Verlauf 28 gehört ein Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der ersten Kennlinie und/oder entlang des ersten Verlaufes 28 sind geringer und/oder kleiner als jener Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Maximalwert entlang der horizontalen Achse. Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 kann beispielsweise zwischen neunzig und einhundertzehn Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Dabei bezieht sich die nominale Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 auf eine nominale Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Insbesondere kann der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung.
  • Zwischen dem Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse und dem entsprechenden Maximalwert sind entlang der ersten Kennlinie und/oder entlang des ersten Verlaufes 28 (drei) weitere Punkte aufgetragen. Es handelt sich bei den weiteren Punkten um Punkte und/oder Werte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ebenso ist derjenige Punkt, der zum Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ferner ist derjenige Punkt, der zum Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23.
  • Zwischen den Punkten der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 kann interpoliert werden. Beispielsweise kann zwischen den Punkten der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28 linear interpoliert werden. Ferner können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Maximalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes bestimmt werden. Insbesondere können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Maximalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet werden.
  • Die erste Kennlinie und/oder der erste Verlauf 28 kann darüber hinaus eine mathematische Beziehung wie beispielsweise ein Polynom sein. Anhand der mathematischen Beziehung werden so zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Maximalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Insbesondere werden anhand eines Polynoms zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Maximalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Dabei entspricht das Polynom der ersten Kennlinie und/oder dem ersten Verlauf 28.
  • Die erste Kennlinie und/oder der erste Verlauf 28 gibt eine erste maximale Kennlinie und/oder einen ersten maximalen Verlauf des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes wieder. Das heisst, dass die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit einem Sensor 20, beispielsweise mit einem Sauerstoffsensor 20, der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar ist. Zudem ist die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit mindestens einem Brennstoffaktor 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar. In einem Speicher, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher, der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist eine erste Kennlinie und/oder ein erster Verlauf 28 hinterlegt. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist ausgebildet:
    • eines oder mehrere Signale, welches oder welche einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, von dem Sensor 20 zu empfangen;
    • einen Messwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes basierend auf dem einen oder den mehreren Signalen, welches oder welche den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, zu bestimmen;
    • die erste Kennlinie und/oder den ersten Verlauf 28 aus dem Speicher zu laden;
    • anhand der ersten Kennlinie und/oder anhand des ersten Verlaufes 28 eine Brennerleistung 23, insbesondere eine aktuelle Brennerleistung 23, auf einen Vergleichswert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes abzubilden;
    • den Vergleichswert 27 mit dem Messwert zu vergleichen; und
    • falls der Messwert grösser als der Vergleichswert 27 ist:
    • ein Schliesssignal zu erzeugen und an den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 zu senden, wobei das Schliesssignal bei Empfang durch den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 veranlasst, zu schliessen.
  • Eine zweite Kennlinie und/oder ein zweiter Verlauf 29 gibt Sollwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes an. Die Sauerstoffkonzentrationen des zweiten Verlaufes 29 sind in FIG 4 als Prozentsatz einer Gesamtheit an Molekülen angegeben. Die Partialdrücke des zweiten Verlaufes 29 sind in FIG 4 als Prozentsatz eines Gesamtdruckes angegeben.
  • Zur zweiten Kennlinie und/oder zum zweiten Verlauf 29 gehört ein Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der zweiten Kennlinie und/oder entlang des zweiten Verlaufes 29 sind grösser als jener Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Minimalwert entlang der horizontalen Achse. Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 kann beispielsweise zwischen zehn und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Insbesondere kann der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Vorzugsweise gleicht der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 dem entsprechenden Minimalwert der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung.
  • Zur zweiten Kennlinie und/oder zum zweiten Verlauf 29 gehört ein Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der zweiten Kennlinie und/oder entlang des zweiten Verlaufes 29 sind geringer und/oder kleiner als jener Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Maximalwert entlang der horizontalen Achse. Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 kann beispielsweise zwischen neunzig und einhundertzehn Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Insbesondere kann der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Vorzugsweise gleicht der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 dem entsprechenden Maximalwert der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung.
  • Zwischen dem Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse und dem entsprechenden Maximalwert sind entlang der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 (drei) weitere Punkte aufgetragen. Es handelt sich bei den weiteren Punkten um Punkte und/oder Werte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ebenso ist derjenige Punkt, der zum Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ferner ist derjenige Punkt, der zum Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23.
  • Zwischen den Punkten der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 kann interpoliert werden. Beispielsweise kann zwischen den Punkten der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29 linear interpoliert werden. Ferner können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Sollwerte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes bestimmt werden. Insbesondere können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Sollwerte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet werden.
  • Die zweite Kennlinie und/oder der zweite Verlauf 29 kann darüber hinaus eine mathematische Beziehung wie beispielsweise ein Polynom sein. Anhand der mathematischen Beziehung werden so zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Sollwerte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Insbesondere werden anhand eines Polynoms zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Sollwerte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Dabei entspricht das Polynom der zweiten Kennlinie und/oder dem zweiten Verlauf 29.
  • Die zweite Kennlinie und/oder der zweite Verlauf 29 gibt eine Sollwertkennlinie und/oder einen Sollwertverlauf des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes wieder.
  • Das heisst, dass die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit einem Sensor 20, beispielsweise mit einem Sauerstoffsensor 20, der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar ist. Zudem ist die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit mindestens einem Aktor 3, 4, 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar. Der mindestens eine Aktor 3, 4, 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 ist ausgewählt aus:
    • einem Brennstoffaktor 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei der Brennstoffaktor 7 - 9 auf eine Brennstoffzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einem Gebläse 3 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei das Gebläse 3 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einer Luftklappe 4 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei die Luftklappe 4 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt.
  • Die vorstehende Liste an Aktoren 3, 4, 7 - 9 erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
  • In einem Speicher, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher, der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist eine zweite Kennlinie und/oder ein zweiter Verlauf 29 hinterlegt. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist ausgebildet:
    • eines oder mehrere Signale, welches oder welche einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, von dem Sensor 20 zu empfangen;
    • einen Messwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes basierend auf dem einen oder den mehreren Signalen, welches oder welche den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, zu bestimmen;
    • die zweite Kennlinie und/oder den zweiten Verlauf 29 aus dem Speicher zu laden;
    • anhand der zweiten Kennlinie und/oder anhand des zweiten Verlaufes 29 eine Brennerleistung 23, insbesondere eine aktuelle Brennerleistung 23, auf einen Sollwert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes abzubilden;
    • den Sollwert 27 mit dem Messwert zu vergleichen; und
    • basierend auf dem Vergleich zwischen Sollwert 27 und Messwert ein Regelsignal zu erzeugen und das Regelsignal an den mindestens einen Aktor 3, 4, 7 - 9 zu senden.
  • Das Regelsignal veranlasst den mindestens einen Aktor 3, 4, 7- 9 vorzugsweise zum Ändern einer Verbrennungsgrösse ausgewählt aus:
    • einer Brennstoffzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1, falls der mindestens eine Aktor ein Brennstoffaktor 7 - 9 ist oder umfasst,
    • einer Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1, falls der mindestens eine Aktor ein Gebläse 3 oder eine Luftklappe 4 ist oder umfasst.
  • Die Änderung der Verbrennungsgrösse erfolgt idealerweise derart, dass sich nachfolgende Messwerte, die aus nachfolgend empfangenen Signalen, welche den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angeben, bestimmt werden, dem Sollwert 27 annähern.
  • Eine dritte Kennlinie und/oder ein dritter Verlauf 30 gibt minimale Restsauerstoffgehalte und/oder minimale Sauerstoffkonzentrationen und/oder minimale Sauerstoffpartialdrücke an. Die Sauerstoffkonzentrationen des dritten Verlaufes 30 sind in FIG 4 als Prozentsatz einer Gesamtheit an Molekülen angegeben. Die Partialdrücke des dritten Verlaufes 30 sind in FIG 4 als Prozentsatz eines Gesamtdruckes angegeben.
  • Zur dritten Kennlinie und/oder zum dritten Verlauf 30 gehört ein Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der dritten Kennlinie und/oder entlang des dritten Verlaufes 30 sind grösser als jener Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Minimalwert entlang der horizontalen Achse. Der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 kann beispielsweise zwischen zehn und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Dabei bezieht sich die nominale Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 auf eine nominale Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Insbesondere kann der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Vorzugsweise gleicht der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 dem entsprechenden Minimalwert der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28. Vorzugsweise gleicht der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 dem entsprechenden Minimalwert der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 bei zwanzig Prozent der nominalen Leistung.
  • Zur dritten Kennlinie und/oder zum dritten Verlauf 30 gehört ein Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse. Alle anderen Werte der leistungsbezogenen Grösse entlang der dritten Kennlinie und/oder entlang des dritten Verlaufes 30 sind geringer und/oder kleiner als jener Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse.
  • Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 ist im Allgemeinen nicht identisch mit dem entsprechenden Maximalwert entlang der horizontalen Achse. Der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 kann beispielsweise zwischen neunzig und einhundertzehn Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Insbesondere kann der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Vorzugsweise gleicht der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 dem entsprechenden Maximalwert der ersten Kennlinie und/oder des ersten Verlaufes 28. Vorzugsweise gleicht der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 dem entsprechenden Maximalwert der zweiten Kennlinie und/oder des zweiten Verlaufes 29. In dem Beispiel in FIG 4 liegt der Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 bei einhundert Prozent der nominalen Leistung.
  • Zwischen dem Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse und dem entsprechenden Maximalwert sind entlang der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 (drei) weitere Punkte aufgetragen. Es handelt sich bei den weiteren Punkten um Punkte und/oder Werte 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdrucke gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ebenso ist derjenige Punkt, der zum Minimalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23. Ferner ist derjenige Punkt, der zum Maximalwert der leistungsbezogenen Grösse gehört, ein Punkt und/oder Wert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse 23.
  • Zwischen den Punkten der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 kann interpoliert werden. Beispielsweise kann zwischen den Punkten der dritten Kennlinie und/oder des dritten Verlaufes 30 linear interpoliert werden. Ferner können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Minimalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes bestimmt werden. Insbesondere können anhand kubischer Splines zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Minimalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet werden.
  • Die dritte Kennlinie und/oder der dritte Verlauf 30 kann darüber hinaus eine mathematische Beziehung wie beispielsweise ein Polynom sein. Anhand der mathematischen Beziehung werden so zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Minimalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Insbesondere werden anhand eines Polynoms zu Werten 23 der leistungsbezogenen Grösse Minimalwerte des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes berechnet. Dabei entspricht das Polynom der dritten Kennlinie und/oder dem dritten Verlauf 30.
  • Die dritte Kennlinie und/oder der dritte Verlauf 30 gibt eine minimale Kennlinie und/oder einen minimalen Verlauf des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes wieder. Das heisst, dass die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit einem Sensor 20, beispielsweise mit einem Sauerstoffsensor 20, der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar ist. Zudem ist die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit mindestens einem Brennstoffaktor 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar. In einem Speicher, beispielsweise in einem nicht-flüchtigen Speicher, der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist eine dritte Kennlinie und/oder ein dritter Verlauf 30 hinterlegt. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ist ausgebildet:
    • eines oder mehrere Signale, welches oder welche einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, von dem Sensor 20 zu empfangen;
    • einen Messwert des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes basierend auf dem einen oder den mehreren Signalen, welches oder welche den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt oder angeben, zu bestimmen;
    • die dritte Kennlinie und/oder den dritten Verlauf 30 aus dem Speicher zu laden;
    • anhand der dritten Kennlinie und/oder anhand des dritten Verlaufes 30 eine Brennerleistung 23, insbesondere eine aktuelle Brennerleistung 23, auf einen Vergleichswert 27 des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes abzubilden;
    • den Vergleichswert 27 mit dem Messwert zu vergleichen; und
    • falls der Messwert geringer und/oder kleiner als der Vergleichswert 27 ist:
    • ein Schliesssignal zu erzeugen und an den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 zu senden, wobei das Schliesssignal bei Empfang durch den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 den mindestens einen Brennstoffaktor 7 - 9 veranlasst, zu schliessen.
  • Die in FIG 2 veranschaulichte Regelung und/oder Steuerung ist im Prinzip auch ohne einen Sensor 20 möglich. Das heisst, die Regelung und/oder Steuerung gemäss FIG 2 ist im Prinzip auch ohne ein Signal, welches einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck angibt, möglich.
  • Die Ausführungen zu minimalen und zu maximalen Werten entlang der horizontalen Achse aus FIG 4 sind entsprechend auf FIG 5 und FIG 6 anwendbar. Im Gegensatz zu FIG 2 zeigen FIG 5 und FIG 6 herabsetzte Kennlinien 35 und 36 für die Luftaktoren 3, 4. Solches gilt für Verbrennungsvorrichtungen 1 mit Verbrennung in Gegenwart einer Flamme. Bei Verbrennungsvorrichtungen 1 zur Verbrennung unter Vermeidung von Emissionen von Stickoxiden wären die Kennlinien 35 und 36 gegenüber den entsprechenden Kennlinien aus FIG 2 heraufgesetzt.
  • Nun wird im Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 mindestens ein Signal von dem Sensor 20 aufgezeichnet. Das mindestens eine Signal vom Sensor 20 gibt dabei einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck an.
  • Das mindestens eine Signal vom Sensor 20 wird an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 gesendet. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 empfängt das mindestens eine Signal vom Sensor 20. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 ermittelt aus dem mindestens einen Signal einen Messwert. Es handelt sich vorzugsweise um einen Messwert eines Restsauerstoffgehaltes und/oder einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes.
  • Zudem ermittelt die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eine Brennerleistung 23. Idealerweise ist die Brennerleistung 23 eine Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Beispielsweise kann die Brennerleistung 23 aus einem Anforderungssignal ermittelt werden. Das heisst, es wird eine Brennerleistung 23 von der Verbrennungsvorrichtung 1 angefordert und ein entsprechendes Anforderungssignal an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 gesendet.
  • Insbesondere kann die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 eine aktuelle Brennerleistung 23 der Verbrennungsvorrichtung 1 ermitteln. Idealerweise ist die aktuelle Brennerleistung 23 eine aktuelle Heizleistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Beispielsweise kann die aktuelle Brennerleistung 23 aus einem Anforderungssignal ermittelt werden. Das heisst, es wird eine aktuelle Brennerleistung 23 von der Verbrennungsvorrichtung 1 angefordert und ein entsprechendes Anforderungssignal an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 gesendet.
  • Eine relative Fluidleistung 31 zur aktuellen Brennerleistung 23 gibt an, um welchen Betrag der Arbeitspunkt mindestens eines Aktors der Verbrennungsvorrichtung 1 zu verschieben ist. Dabei kann Der mindestens eine Aktor 3, 4, 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 ausgewählt sein aus:
    • einem Brennstoffaktor 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei der Brennstoffaktor 7 - 9 auf eine Brennstoffzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einem Gebläse 3 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei das Gebläse 3 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einer Luftklappe 4 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei die Luftklappe 4 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt.
  • Die vorstehende Liste an Aktoren 3, 4, 7 - 9 erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
  • Die aktuelle Brennerleistung 23 im vorliegenden, gesteuerten Betrieb wird nachfolgend als erster, aktueller Wert der leistungsbezogenen Grösse 23 bezeichnet.
  • Falls der mindestens eine Aktor ein Brennstoffaktor 7 - 9 ist, handelt es sich bei der relativen Fluidleistungskennlinie 32 um eine relative Brennstoffleistungskennlinie. Falls der mindestens eine Aktor ein Gebläse 3 ist, handelt es sich bei der relativen Fluidleistungskennlinie 32 um eine relative Luftleistungskennlinie. Falls der mindestens eine Aktor eine Luftklappe 4 ist, handelt es sich bei der relativen Fluidleistungskennlinie 32 ebenfalls um eine relative Luftleistungskennlinie.
  • Bei Verbrennungsvorrichtungen 1 zur Verbrennung unter Vermeidung von Emissionen von Stickoxiden wäre die Fluidleistungskennlinie 32 im negativen Bereich der FIG 5.
  • Die Ausführungen aus FIG 4 zur Interpolation sind entsprechend auf die Änderungskennlinie 32 und/oder die relative Fluidleistungskennlinie 32 aus FIG 5 anwendbar. Die Ausführungen aus FIG 4 zu Verläufen 24 - 26 in Form von Polynomen sind entsprechend auf die Änderungskennlinie 32 und/oder die relative Fluidleistungskennlinie 32 aus FIG 5 anwendbar. Das heisst, dass die Änderungskennlinie 32 und/oder die relative Fluidleistungskennlinie 32 in der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 als Polynom hinterlegt sein kann. Die Hinterlegung kann in einem Speicher wie beispielsweise einem nicht-flüchtigen Speicher erfolgen.
  • Die Verschiebung des Arbeitspunktes bedeutet, dass zu einer Brennerleistung 23 anhand der relativen Fluidleistung 31 ein neuer Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 3, 4, 7 - 9 ermittelt wird. Dabei gibt der neue Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 3, 4, 7 - 9 eine Leistung an, welche verschieden von der Brennerleistung 23 ist.
  • Die Verschiebung des Arbeitspunktes kann auch bedeuten, dass zu einer aktuellen Brennerleistung 23 anhand der relativen Fluidleistung 31 ein neuer Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 3, 4, 7 - 9 ermittelt wird. Dabei gibt der neue Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 3, 4, 7 - 9 eine Leistung an, welche verschieden von der aktuellen Brennerleistung 23 ist.
  • Falls der mindestens eine Aktor ein Brennstoffaktor 7 - 9 ist, wird der Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 7 - 9 zu einer tieferen Leistung hin verschoben.
  • Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors 7 - 9 kann innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors 7 - 9 kann innerhalb von einer Sekunde oder innerhalb von zwei Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors 7 - 9 kann instantan mit dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Das heisst, dass die Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors 7 - 9 zeitnah nach oder mit dem Start der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgt.
  • Die zeitnahe Verschiebung des Arbeitspunktes vermeidet eine Verbrennung unter schädlichen Emissionen beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1. Die zeitnahe Verschiebung des Arbeitspunktes ermöglicht einen sicheren Start der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen.
  • Jene Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors 7 - 9 ist in FIG 5 anhand des Pfeiles 33 veranschaulicht. So wird zu einer Brennerleistung 23 der Arbeitspunkt des Brennstoffaktors 7 - 9 anhand des Pfeiles 33 hin zu einer tieferen Leistung verschoben. Die Verschiebung basiert auf der relativen Fluidleistungskennlinie 32. Anstelle einer Kennlinie 32 kann die Verschiebung des Arbeitspunktes auch durch eine Konstante erfolgen.
  • Insbesondere kann zu einer aktuellen Brennerleistung 23 der Arbeitspunkt des Brennstoffaktors 7 - 9 anhand des Pfeiles 33 hin zu einer tieferen Leistung verschoben werden. Die Verschiebung basiert auf der relativen Fluidleistungskennlinie 32.
  • Falls der mindestens eine Aktor ein Gebläse 3 und/oder eine Luftklappe 4 ist, wird der Arbeitspunkt des mindestens einen Aktors 7 - 9 zu einer höheren Leistung hin verschoben.
  • Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 kann innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 kann innerhalb von einer Sekunde oder innerhalb von zwei Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 kann instantan mit dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Das heisst, dass die Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 zeitnah nach oder mit dem Start der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgt.
  • Die Verschiebung des Arbeitspunktes der Luftklappe 4 kann innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes der Luftklappe 4 kann innerhalb von einer Sekunde oder innerhalb von zwei Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Die Verschiebung des Arbeitspunktes der Luftklappe 4 kann instantan mit dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Das heisst, dass die Verschiebung des Arbeitspunktes der Luftklappe 4 zeitnah nach oder mit dem Start der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgt.
  • Die zeitnahe Verschiebung des Arbeitspunktes vermeidet eine Verbrennung unter schädlichen Emissionen beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1. Die zeitnahe Verschiebung des Arbeitspunktes ermöglicht einen sicheren Start der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen.
  • Jene Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 oder der Luftklappe 4 ist in FIG 5 anhand des Pfeiles 34 veranschaulicht. So wird zu einer Brennerleistung 23 der Arbeitspunkt des Gebläses 3 und/oder der Luftklappe 4 anhand des Pfeiles 34 hin zu einer höheren Leistung verschoben. Die Verschiebung basiert auf der relativen Fluidleistungskennlinie 32. Anstelle einer Kennlinie 32 kann die Verschiebung des Arbeitspunktes auch durch eine Konstante erfolgen.
  • Insbesondere kann zu einer aktuellen Brennerleistung 23 der Arbeitspunkt des Gebläses 3 und/oder der Luftklappe 4 anhand des Pfeiles 34 hin zu einer höheren Leistung verschoben werden. Die Verschiebung basiert auf der relativen Fluidleistungskennlinie 32.
  • Das heisst, dass die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit einem Sensor 20, beispielsweise mit einem Sauerstoffsensor 20, der Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar ist. Zudem ist die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 kommunikativ mit mindestens einem Aktor 3, 4, 7 - 9 der
  • Verbrennungsvorrichtung 1 verbunden oder verbindbar. Der mindestens eine Aktor 3, 4, 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1 ist ausgewählt aus:
    • einem Brennstoffaktor 7 - 9 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei der Brennstoffaktor 7 - 9 auf eine Brennstoffzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einem Gebläse 3 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei das Gebläse 3 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt,
    • einer Luftklappe 4 der Verbrennungsvorrichtung 1, wobei die Luftklappe 4 auf eine Luftzufuhr zur Verbrennungsvorrichtung 1 wirkt.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 unter Einbezug eines verschobenen Arbeitspunktes, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 ausgebildet ist:
    • den verschobenen Arbeitspunkt als Summe der Brennerleistung 23 und der relativen Fluidleistung, insbesondere als Summe der aktuellen Brennerleistung 23 und der relativen Fluidleistung, zu berechnen; und
    • als Funktion des verschobenen Arbeitspunktes ein Steuer- und/oder Regelsignal zu erzeugen und das Steuer- und/oder Regelsignal an den mindestens einen Aktor 3, 4, 7 - 9 zu senden.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 unter Einbezug eines verschobenen Arbeitspunktes, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 ausgebildet ist:
    • den verschobenen Arbeitspunkt durch Skalieren der Brennerleistung 23 anhand eines positiven Skalenfaktors, insbesondere durch Skalieren der aktuellen Brennerleistung 23 anhand eines positiven Skalenfaktors, zu berechnen; und
    • als Funktion des verschobenen Arbeitspunktes ein Steuer- und/oder Regelsignal zu erzeugen und das Steuer- und/oder Regelsignal an den mindestens einen Aktor 3, 4, 7 - 9 zu senden.
  • Die vorgenannten Skalierung umfasst vorzugsweise eine Multiplikation. Die vorgenannte Skalierung ist idealerweise eine Multiplikation. Der Skalenfaktor ist im vorliegenden Fall grösser als eins.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eine der vorgenannten Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 unter Einbezug eines verschobenen Arbeitspunktes, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 ausgebildet ist:
    • den verschobenen Arbeitspunkt als Differenz der Brennerleistung 23 und der relativen Fluidleistung, insbesondere als Differenz der aktuellen Brennerleistung 23 und der relativen Fluidleistung, zu berechnen; und
    • als Funktion des verschobenen Arbeitspunktes ein Steuer- und/oder Regelsignal zu erzeugen und das Steuer- und/oder Regelsignal an den mindestens einen Aktor 3, 4, 7 - 9 zu senden.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eine der vorgenannten Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 unter Einbezug eines verschobenen Arbeitspunktes, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtungen 13 ausgebildet ist:
    • den verschobenen Arbeitspunkt durch Skalieren der Brennerleistung 23 anhand eines positiven Skalenfaktors, insbesondere durch Skalieren der Brennerleistung 23 anhand eines positiven Skalenfaktors, zu berechnen; und
    • als Funktion des verschobenen Arbeitspunktes ein Steuer- und/oder Regelsignal zu erzeugen und das Steuer- und/oder Regelsignal an den mindestens einen Aktor 3, 4, 7 - 9 zu senden.
  • Die vorgenannten Skalierung umfasst vorzugsweise eine Multiplikation. Die vorgenannte Skalierung ist idealerweise eine Multiplikation. Der Skalenfaktor ist im vorliegenden Fall kleiner als eins.
  • Anhand der in FIG 2 veranschaulichten Kennlinien 24 - 26 lässt sich beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1 die Verbrennung so steuern, dass ein ausreichender Luftüberschuss vorliegt. Das heisst, dass die Kennlinien 24 und 26 für Luft und die Kennlinie 25 für Brennstoff einen Luftüberschuss implizieren.
  • Eine solche Steuerung vermeidet eine Verbrennung unter schädlichen Emissionen beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1. Eine solche Steuerung ermöglicht ebenfalls einen sicheren Start der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen. Eine solche Steuerung vermeidet ferner eine Verbrennung unter schädlichen Emissionen in einem Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1. Eine solche Steuerung ermöglicht ebenfalls einen Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen. Ein solcher Notbetrieb kann beispielsweise durch einen Ausfall einer O2-Regelung hervorgerufen werden.
  • Im Gegensatz zu FIG 2 zeigen FIG 5 und FIG 6 herabsetzte Kennlinien 35 und 36 für die Luftaktoren 3, 4.
  • Im Gegensatz zu FIG 2 veranschaulicht FIG 6 eine Regelung und/oder Steuerung unter Nutzung eines Signales des Sensors 20. Das heisst, dass in die Regelung und/oder Steuerung gemäss FIG 6 ein Signal, welches einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck angibt, einbezogen wird.
  • Konkret ist in FIG 5 und in FIG 6 eine Kennlinie 35 für das motorisch angetriebene Gebläse 3 gezeigt. Mithin veranschaulicht Kennlinie 35 eine Drehzahl des motorisch angetriebenen Gebläses 3 über der Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 35 eine Drehzahl des motorisch angetriebenen Gebläses 3 über einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • Dabei ist die Kennlinie 35 in FIG 5 und in FIG 6 gegenüber der Kennlinie 24 in FIG 2 nach unten versetzt. Das heisst, dass die Kennlinie 35 in FIG 5 und in FIG 6 gegenüber der Kennlinie 24 in FIG 2 zu tieferen Werten der Stellungen und/oder Drehzahlen 22 hin verschoben ist.
  • Die Ausführungen aus FIG 4 zur Interpolation sind entsprechend auf die Kennlinie 35 für das motorisch angetriebene Gebläse 3 aus FIG 5 und aus FIG 6 anwendbar. Die Ausführungen aus FIG 4 zu Verläufen 24 - 26 in Form von Polynomen sind entsprechend auf die Kennlinie 35 für das motorisch angetriebene Gebläse 3 aus FIG 5 und FIG 6 anwendbar. Das heisst, dass die Kennlinie 35 für das motorisch angetriebene Gebläse 3 in der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 als Polynom hinterlegt sein kann. Die Hinterlegung kann in einem Speicher wie beispielsweise einem nicht-flüchtigen Speicher erfolgen.
  • In FIG 5 und in FIG 6 ist ferner eine Kennlinie 36 für eine Luftklappe 4 gezeigt. Mithin veranschaulicht Kennlinie 36 eine Stellung der Luftklappe 4 über der Brennerleistung 23. Insbesondere veranschaulicht Kennlinie 36 eine Stellung der Luftklappe 4 über einer aktuellen Brennerleistung 23.
  • Dabei ist die Kennlinie 36 in FIG 5 und in FIG 6 gegenüber der Kennlinie 26 in FIG 2 nach unten versetzt. Das heisst, dass die Kennlinie 36 in FIG 5 und in FIG 6 gegenüber der Kennlinie 26 in FIG 2 zu tieferen Werten der Stellungen 22 hin verschoben ist.
  • Die Ausführungen aus FIG 4 zur Interpolation sind entsprechend auf die Kennlinie 36 für die Luftklappe 4 aus FIG 5 und aus FIG 6 anwendbar. Die Ausführungen aus FIG 4 zu Verläufen 24 - 26 in Form von Polynomen sind entsprechend auf die Kennlinie 36 für die Luftklappe 4 aus FIG 5 und aus FIG 6 anwendbar. Das heisst, dass die Kennlinie 36 für die Luftklappe 4 in der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 als Polynom hinterlegt sein kann. Die Hinterlegung kann in einem Speicher wie beispielsweise einem nicht-flüchtigen Speicher erfolgen.
  • Anhand der Kennlinien 25, 35, 36 aus FIG 5 und FIG 6 lässt sich beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1 die Verbrennung nicht immer so steuern, dass ein ausrechender Luftüberschuss vorliegt. Das heisst, dass die Kennlinien 35 und 36 für Luft und die Kennlinie 25 für Brennstoff nicht unter allen Umgebungsbedingungen einen ausreichenden Luftüberschuss implizieren. Eine Steuerung ausschliesslich anhand der Kennlinien 25, 35 und 36 ermöglicht nicht unter allen Umgebungsbedingungen einen sicheren Start der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen. Eine solche Steuerung ermöglicht nicht unter allen Umgebungsbedingungen einen Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen. Ein solcher Notbetrieb kann beispielsweise durch einen Ausfall einer O2-Regelung hervorgerufen werden.
  • Deshalb kann für einen gesteuerten Betrieb beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1 oder im Notbetrieb mit einem zusätzlichen Luftüberschuss gearbeitet werden. Das heisst, dass bei einer gegebenen Brennerleistung 23 die Luftaktoren 3, 4 auf einen etwas höheren Wert der Luftzufuhr L gesteuert werden. Insbesondere können bei einer aktuellen Brennerleistung 23 die Luftaktoren 3, 4 auf einen etwas höheren Wert der Luftzufuhr L gesteuert werden.
  • Die Ausführungen zu minimalen und zu maximalen Werten entlang der horizontalen Achse aus FIG 4 sind entsprechend auf FIG 5 und auf FIG 6 anwendbar.
  • Konkret können die Luftaktoren 3, 4 für eine Brennerleistung P auf eine etwas höhere Brennerleistung P 3,4 = P + Δ P gesteuert werden. Dabei kann die zusätzliche Leistung ΔP beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Bevorzugt kann die zusätzliche Leistung ΔP zwischen zehn und zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Diese Steuerung auf die höhere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die zusätzliche Leistung ΔP eine Funktion der Brennerleistung 23.
  • Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die zusätzliche Leistung ΔP konstant.
  • Insbesondere können die Luftaktoren 3, 4 für eine aktuelle Brennerleistung P auf eine etwas höhere aktuelle Brennerleistung P 3,4 = P + Δ P gesteuert werden. Dabei kann die zusätzliche Leistung ΔP beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die zusätzliche Leistung ΔP zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die höhere aktuelle Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die zusätzliche Leistung ΔP eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die zusätzliche Leistung ΔP konstant.
  • Ferner können die Luftaktoren 3, 4 für eine Brennerleistung P auf eine etwas höhere Brennerleistung P 3,4 = P 1 + relLuft gesteuert werden. Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 + relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die höhere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Insbesondere können die Luftaktoren 3, 4 für eine aktuelle Brennerleistung P auf eine etwas höhere Brennerleistung P 3,4 = P 1 + relLuft gesteuert werden. Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 + relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die höhere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Ferner können die Luftaktoren 3, 4 so gesteuert werden, dass zu einer Luftzufuhr L zu einer Brennerleistung 23 eine zusätzliche Luftzufuhr ΔL hinzugefügt wird: V ˙ L 3,4 = V ˙ L + Δ V · L
  • Dabei kann die zusätzliche Luftzufuhr ΔL beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent eines Nennwertes der Luftzufuhr L liegen. Bevorzugt kann die zusätzliche Luftzufuhr ΔL zwischen zehn und zwanzig Prozent des Nennwertes der Luftzufuhr L liegen. Idealerweise entspricht der Nennwert der Luftzufuhr L der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Diese Steuerung auf die zusätzliche Luftzufuhr erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die zusätzliche Luftzufuhr ΔL eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die zusätzliche Luftzufuhr ΔL konstant.
  • Insbesondere können die Luftaktoren 3, 4 so gesteuert werden, dass zu einer Luftzufuhr L zu einer aktuellen Brennerleistung 23 eine zusätzliche Luftzufuhr ΔL hinzugefügt wird: V ˙ L 3,4 = V ˙ L + Δ V · L
  • Dabei kann die zusätzliche Luftzufuhr ΔL beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent eines Nennwertes der Luftzufuhr L liegen. Bevorzugt kann die zusätzliche Luftzufuhr ΔL zwischen zehn und zwanzig Prozent des Nennwertes der Luftzufuhr L liegen. Idealerweise entspricht der Nennwert der Luftzufuhr L der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Diese Steuerung auf die zusätzliche Luftzufuhr erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die zusätzliche Luftzufuhr ΔL eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die zusätzliche Luftzufuhr ΔL konstant.
  • Darüber hinaus können die Luftaktoren 3, 4 so gesteuert werden, dass zu einer Luftzufuhr L zu einer Brennerleistung 23 eine zusätzliche Luftzufuhr hinzugefügt wird: V ˙ L 3,4 = V ˙ L 1 + relLuft
  • Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 + relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die höhere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Insbesondere können die Luftaktoren 3, 4 so gesteuert werden, dass zu einer Luftzufuhr L zu einer aktuellen Brennerleistung 23 eine zusätzliche Luftzufuhr hinzugefügt wird: V ˙ L 3,4 = V ˙ L 1 + relLuft
  • Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 + relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die höhere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Anstelle der Luftaktoren 3, 4 kann auch der Brennstoffaktor 7 - 9 für eine Brennerleistung P auf eine etwas tiefere Brennerleistung P 9 = P Δ P gesteuert werden. Dabei kann die abzuziehende Leistung ΔP beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Bevorzugt kann die abzuziehende Leistung ΔP zwischen zehn und zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Diese Steuerung auf die tiefere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die abzuziehende Leistung ΔP eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die abzuziehende Leistung ΔP konstant.
  • Insbesondere kann anstelle der Luftaktoren 3, 4 auch der Brennstoffaktor 7 - 9 für eine aktuelle Brennerleistung P auf eine etwas tiefere aktuelle Brennerleistung P 9 = P Δ P gesteuert werden. Dabei kann die abzuziehende Leistung ΔP beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Bevorzugt kann die abzuziehende Leistung ΔP zwischen zehn und zwanzig Prozent der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1 liegen. Diese Steuerung auf die tiefere aktuelle Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die abzuziehende Leistung ΔP eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die abzuziehende Leistung ΔP konstant.
  • Ferner kann anstelle der Luftaktoren 3, 4 auch der Brennstoffaktor 7 - 9 für eine Brennerleistung P auf eine etwas tiefere Brennerleistung P 9 = P 1 relLuft gesteuert werden. Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 - relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die tiefere Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Insbesondere kann anstelle der Luftaktoren 3, 4 auch der Brennstoffaktor 7 - 9 für eine aktuelle Brennerleistung P auf eine etwas tiefere aktuelle Brennerleistung P 9 = P 1 relLuft gesteuert werden. Dabei kann die relative Luftleistung relLuft als Teil eines Skalenfaktors (1 - relLuft) beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent liegen. Bevorzugt kann die relative Luftleistung relLuft zwischen zehn und zwanzig Prozent liegen. Diese Steuerung auf die tiefere aktuelle Brennerleistung erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die relative Luftleistung relLuft konstant.
  • Ferner kann der Brennstoffaktor 7 - 9 so gesteuert werden, dass von einer Brennstoffzufuhr B, zu einer Brennerleistung 23 eine Brennstoffzufuhr ΔB abgezogen wird: V ˙ B 9 = V ˙ B Δ V · B
  • Dabei kann die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent eines Nennwertes der Brennstoffzufuhr B liegen. Bevorzugt kann die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB zwischen zehn und zwanzig Prozent des Nennwertes der Brennstoffzufuhr B liegen. Idealerweise entspricht der Nennwert der Brennstoffzufuhr B der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Diese Steuerung auf die tiefere Brennstoffzufuhr B, erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB eine Funktion der Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB konstant.
  • Insbesondere kann der Brennstoffaktor 7 - 9 so gesteuert werden, dass von einer Brennstoffzufuhr B, zu einer aktuellen Brennerleistung 23 eine Brennstoffzufuhr ΔB abgezogen wird: V ˙ B 9 = V ˙ B Δ V · B
  • Dabei kann die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB beispielsweise zwischen fünf und dreissig Prozent eines Nennwertes der Brennstoffzufuhr B, liegen. Bevorzugt kann die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB zwischen zehn und zwanzig Prozent des Nennwertes der Brennstoffzufuhr B liegen. Idealerweise entspricht der Nennwert der Brennstoffzufuhr B der nominalen Leistung der Verbrennungsvorrichtung 1. Diese Steuerung auf die tiefere Brennstoffzufuhr B erfolgt idealerweise unabhängig vom Signal des Sensors 20. Gemäss einer Ausführungsform ist die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB eine Funktion der aktuellen Brennerleistung 23. Gemäss einer anderen Ausführungsform ist die abzuziehende Brennstoffzufuhr ΔB konstant.
  • Auf den gesteuerten Betrieb beim Start der Verbrennungsvorrichtung 1 folgt ein geregelter Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 1. Der gesteuerte Betrieb erfolgt idealerweise unabhängig von einem Signal des Sensors 20. Hingegen kann die Regelung beispielsweise anhand des Sensors 20 aus FIG 3 erfolgen. Der Übergang zwischen gesteuertem und geregeltem Betrieb kann beispielsweise mindestens zehn Sekunden oder mindestens zwanzig Sekunden oder mindestens dreissig Sekunden nach dem Start der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgen. Allgemein hängt der Zeitpunkt des Übergangs zwischen gesteuertem und geregeltem Betrieb von den Totzeiten der Regelung der Verbrennungsvorrichtung 1 ab. Das heisst, dass der geregelte Betrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 zeitlich nach dem Start der Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung 1 erfolgt.
  • Zur Brennerleistung 23 ermittelt die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 wie in FIG 4 gezeigt einen Sollwert 27. Der Sollwert gibt einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck an. In einer Ausführungsform wird die Brennerleistung 23 anhand der zweiten Kennlinie und/oder anhand des zweiten Verlaufes 29 aus FIG 4 auf den Sollwert 27 abgebildet.
  • Insbesondere kann die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung 13 zur aktuellen Brennerleistung 23 wie in FIG 4 gezeigt einen Sollwert 27 ermitteln. Der Sollwert 27 gibt einen Restsauerstoffgehalt und/oder eine Sauerstoffkonzentration und/oder einen Sauerstoffpartialdruck an. In einer Ausführungsform wird die aktuelle Brennerleistung 23 anhand der zweiten Kennlinie und/oder anhand des zweiten Verlaufes 29 aus FIG 4 auf den Sollwert 27 abgebildet.
  • Die aktuelle Brennerleistung 23 im geregelten Betrieb wird nachfolgend als zweiter, aktueller Wert der leistungsbezogenen Grösse 23 bezeichnet.
  • Vorteilhaft wird dabei ein erster Aktor wie beispielsweise ein Luftaktor 3, 4 geregelt. Ein zweiter Aktor wie beispielsweise der Brennstoffaktor 7 - 9 wird während der Regelung des ersten Aktors gesteuert. Der zweite Aktor ist verschieden vom ersten Aktor. Die Steuerung des zweiten Aktors erfolgt dann anhand einer der Kennlinien 35, 36, 25 aus FIG 5 und FIG 6.
  • Zudem kann ein geregelter Betrieb bei einer angeforderten Herab- oder Heraufsetzung beispielsweise der Brennerleistung 23 oder der aktuellen Brennerleistung 23 vorübergehend unter Einbezug einer relativen Fluidleistung erfolgen. In einem solchen Fall ist die relative Fluidleistung meist eine Funktion der Brennerleistung 23 oder der aktuellen Brennerleistung 23. Es wird die Verbrennungsvorrichtung 1 im geregelten Betrieb unter Einbezug einer relativen Fluidleistung betrieben, bis die Regelung nach der Herab- oder Heraufsetzung wieder hinreichend stabil ist.
  • Im geregelten Betrieb erweisen sich die verschobenen Kennlinien 35 und 36 für die Luftaktoren 3, 4 als vorteilhaft. Diese Kennlinien 35, 36 entsprechen nämlich einem tieferen Luftüberschuss, wie er typisch im geregelten Betrieb eingeregelt wird. Das heisst, dass die Regelung im Idealfall und im Gegensatz zu der Steuerung aus FIG 2 die Arbeitspunkte der Aktoren 3, 4, 7 - 9 nicht oder nur wenig verstellen muss.
  • Die vorgenannten Ausführungen zu einer zusätzlichen oder einer abzuziehenden Leistung ΔP können sich auf einen Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 beziehen. Ferner können die vorgenannten Ausführungen zu skalierten Leistungen sich auf einen Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 beziehen. Ebenso können sich die vorgenannten Ausführungen zu einer zusätzlichen Luftzufuhr ΔL oder einer abzuziehenden Brennstoffzufuhr ΔB auf den Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 beziehen. Ferner können die vorgenannten Ausführungen zu skalierten Luft- oder Brennstoffzufuhren sich auf einen Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 beziehen. Es wird so eine Verbrennung unter schädlichen Emissionen im Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 vermieden. Es wird ein sicherer Notbetrieb der Verbrennungsvorrichtung 1 unter akzeptablen Emissionen ermöglicht. Ein solcher Notbetrieb kann beispielsweise durch einen Ausfall einer O2-Regelung hervorgerufen werden.
  • Die aktuelle Brennerleistung 23 im Notbetrieb wird nachfolgend als dritter, aktueller Wert der leistungsbezogenen Grösse 23 bezeichnet.
  • Mit anderen Worten, die vorliegende Offenbarung lehrt ein Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen zum Feuerraum (2) führenden Luftzufuhrkanal (11), einen zum Feuerraum (2) führenden Brennstoffzufuhrkanal, mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ausgewählt aus mindestens einem Luftaktor (3, 4), der auf eine Luftzufuhr L durch den Luftzufuhrkanal (11) wirkt, und mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9), der auf eine Brennstoffzufuhr B durch den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Abgasweg (10), mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) im Abgasweg (10) und eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) mit einem Speicher, in welchem mindestens eine erste Kennlinie (25, 35, 36), welche für den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Stellungsverlauf gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und eine Änderung, die von null verschieden ist, hinterlegt sind, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Laden der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36) und der Änderung aus dem Speicher;
    • Ermitteln eines ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    • Bestimmen eines ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von einem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt;
    • Zuordnen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb zu einer ersten Drehzahl und/oder zu einer ersten Stellung anhand der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36);
    • Bestimmen eines ersten Steuersignales als Funktion der ersten Drehzahl und/oder der ersten Stellung; und
    • Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das erste Steuersignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung mindestens einer Verbrennungsgrösse ausgewählt aus der Luftzufuhr L und/oder der Brennstoffzufuhr B, veranlasst.
  • Der mindestens eine erste Aktor (3, 4, 7 - 9) und der mindestens eine Sensor (20) und der Speicher sind jeweils kommunikativ mit der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) verbunden.
  • Die leistungsbezogene Grösse (23) ist vorzugsweise ausgewählt aus
    • einer Brennerleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1);
    • einer aktuellen Brennerleistung (23) der Verbrennungsvorrichtung (1).
  • Der mindestens eine Sensor (20) ist vorteilhaft zum Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales und zum Senden des mindestens einen sauerstoffbezogenen Signales an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) ausgebildet. Das sauerstoffbezogene Signal kann beispielsweise
    • einen Restsauerstoffgehalt und/oder
    • eine Sauerstoffkonzentration und/oder
    • einen Sauerstoffpartialdruck
    angeben.
  • Die Bestimmung des ersten Eingabewertes unabhängig von einem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) ist eine Bestimmung unter Ausschluss eines sauerstoffbezogenen Signales des mindestens einen Sensors (20). Die Bestimmung des ersten Eingabewertes unabhängig von einem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) kann auch eine Bestimmung unter Verzicht auf ein sauerstoffbezogenes Signal des mindestens einen Sensors (20) sein. Das sauerstoffbezogene Signal des mindestens einen Sensors (20) ist vorteilhaft ein sauerstoffbezogenes Signal von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Der Eingabewert der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb wird als Eingabe an die Steuerung übergeben. Die Steuerung ermittelt aus dem Eingabewert eine Drehzahl und/oder eine Stellung. Mithin ist der Eingabewert ein Arbeitspunkt für die Steuerung.
  • Die Bestimmung des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung erfolgt idealerweise unabhängig von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das erste Steuersignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung mindestens einer Verbrennungsgrösse ausgewählt aus der Luftzufuhr L oder der Brennstoffzufuhr B veranlasst.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Empfangen des ersten Steuersignales durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9); und
    • als Antwort auf den Empfang des ersten Steuersignales durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), Ändern mindestens einer Verbrennungsgrösse ausgewählt aus der Luftzufuhr L und/oder der Brennstoffzufuhr B durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9).
  • Die Änderung ist vorzugsweise eine erste, leistungsbezogene Änderung. Das heisst, dass die Änderung idealerweise die Einheit einer Leistung hat. Vorzugsweise haben auch die leistungsbezogene Grösse (23) und der Eingabewert der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb jeweils die Einheit einer Leistung.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Starten einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung (1); und
    • Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) innerhalb von fünfzehn Sekunden nach dem Start der Verbrennung.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Starten einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung (1); und
    • Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) innerhalb von zehn Sekunden nach dem Start der Verbrennung.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Starten einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung (1); und
    • Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start der Verbrennung.
  • Der Start einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung (1) kann insbesondere ein Start einer Verbrennung im Feuerraum (2) der Verbrennungsvorrichtung (1) sein.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, wobei die Änderung von null verschieden und konstant ist, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der ersten, konstanten Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  • Die Bestimmung des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der ersten, konstanten Änderung erfolgt idealerweise unabhängig von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, wobei im Speicher mindestens eine Änderungskennlinie (32), welche einen Änderungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Laden der mindestens einen Änderungskennlinie (32) aus dem Speicher;
    • Ermitteln der Änderung zum ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) durch Zuordnen des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) anhand der mindestens einen Änderungskennlinie (32); und
    • Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung zum ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23), wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  • Die Bestimmung des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung zum ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) erfolgt idealerweise unabhängig von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als ausschliessliche Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung.
  • In einer ausschliesslichen Funktion gibt es keine Funktionsargumente ausser den angegebenen Funktionsargumenten.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Summe des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  • Die Bestimmung des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Summe des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung erfolgt idealerweise unabhängig von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Differenz zwischen dem ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  • Die Bestimmung erfolgt idealerweise unabhängig von dem mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren, wobei im Speicher mindestens eine Sollwertkennlinie (29), welche einen Verlauf eines Restsauerstoffgehaltes und/oder einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • zeitlich nach dem Senden des ersten Steuersignales, Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales, welches den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt, durch den mindestens einen Sensor (20);
    • Senden des sauerstoffbezogenen Signales an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13);
    • Bestimmen eines Messwertes durch die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) basierend auf dem mindestens einen sauerstoffbezogenen Signal;
    • Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    • Laden der mindestens einen Sollwertkennlinie (29) aus dem Speicher;
    • Zuordnen des zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zu einem Sollwert (27) anhand der mindestens einen Sollwertkennlinie (29);
    • Vergleichen des Messwertes mit dem Sollwert (27);
    • Erzeugen eines Regelsignales basierend auf dem Vergleich zwischen dem Messwert und dem Sollwert (27); und
    • Senden des Regelsignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das Regelsignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug mindestens einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    zeitlich mindestens dreissig Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales, Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales, welches den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt, durch den mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug mindestens einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    • zeitlich mindestens zwanzig Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales, Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales, welches den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt, durch den mindestens einen Sensor (20). Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug mindestens einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    • zeitlich mindestens zehn Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales, Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales, welches den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt, durch den mindestens einen Sensor (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines Regelsignales, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Empfangen des Regelsignales durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9); und
    • als Antwort auf den Empfang des Regelsignales durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), Ändern der mindestens einen Verbrennungsgrösse durch den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines Regelsignales, wobei die Verbrennungsvorrichtung (1) mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) ausgewählt aus dem mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und dem mindestens einen Luftaktor (3, 4) umfasst, wobei der mindestens eine zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) verschieden von dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ist, wobei in dem Speicher mindestens eine zweite Kennlinie (35, 36, 25), welche für den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) einen zweiten Drehzahlverlauf und/oder einen zweiten Stellungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Zuordnen des zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zu einer zweiten Drehzahl und/oder zu einer zweiten Stellung anhand der mindestens einen zweiten Kennlinie (35, 36, 25), wobei die Zuordnung unabhängig von der Änderung erfolgt;
    • Bestimmen eines zweiten Steuersignales als Funktion der zweiten Drehzahl und/oder der zweiten Stellung; und
    • Senden des zweiten Steuersignales an den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4), wobei das zweite Steuersignal den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  • Der mindestens eine erste Aktor (3, 4, 7 - 9) und der mindestens eine zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) und der mindestens eine Sensor (20) und der Speicher sind jeweils kommunikativ mit der Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) verbunden.
  • Der gemischte gesteuerte und geregelte Betrieb ermöglicht eine zeitnahe Reaktion der Verbrennungsvorrichtung (1) auf geänderte Umgebungsbedingungen. Der gesteuerte Betrieb erfolgt unabhängig von dem mindestens einen sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20). Der geregelte Betrieb erfolgt unter Einbezug mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales des mindestens einen Sensors (20).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines zweiten Steuersignales, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Empfangen des zweiten Steuersignales durch den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4); und
    • als Antwort auf den Empfang des zweiten Steuersignales durch den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4), Ändern der mindestens einen Verbrennungsgrösse durch den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4).
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines Regelsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) aus dem ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23).
  • Es ist möglich, dass sich die Leistungsanforderung an die Verbrennungsvorrichtung (1) beim Übergang vom gesteuerten Betrieb in den geregelten Betrieb nicht ändert. In diesem Fall ist der erste, aktuelle Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) gleich dem zweiten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23). Die Verbrennungsvorrichtung (1) kann mithin im geregelten Betrieb die Verbrennung zur anfänglichen Leistungsanforderung optimieren.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines Regelsignales, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zeitlich nach dem Senden des ersten Steuersignales.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zeitlich mindestens dreissig Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt zudem eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zeitlich mindestens zwanzig Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt weiterhin eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug einer Sollwertkennlinie (29), das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zeitlich mindestens zehn Sekunden nach dem Senden des ersten Steuersignales.
  • In einer Ausführungsform ist der zweite, aktuelle Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) verschieden vom ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23). Es ist möglich, dass sich die Leistungsanforderung an die Verbrennungsvorrichtung (1) beim Übergang vom gesteuerten Betrieb in den geregelten Betrieb ändert. Die Verbrennungsvorrichtung (1) kann mithin auf geänderte Leistungsanforderungen reagieren.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug eines Regelsignales, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Prüfen des Messwertes auf mindestens einen Fehler;
    • falls die Prüfung des Messwertes den mindestens einen Fehler ergibt:
    • Ermitteln eines dritten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    • Bestimmen eines weiteren Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des zweiten oder dritten aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt;
    • Zuordnen des weiteren Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb zu einer dritten Drehzahl und/oder zu einer dritten Stellung anhand der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36) ;
    • Bestimmen eines Notsteuersignales als Funktion der dritten Drehzahl und/oder der dritten Stellung; und
    • Senden des Notsteuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das Notsteuersignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug mindestens eines Fehlers, wobei im Speicher ein Grenzwert für den Messwert hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Prüfen des Messwertes auf den mindestens einen Fehler durch Vergleich des Messwertes mit dem Grenzwert; und
    • Erkennen des mindestens einen Fehlers, falls der Messwert kleiner als der Grenzwert ist.
  • Fehlerhafte Messwerte können beispielsweise negative Restsauerstoffgehalte und/oder negative Sauerstoffkonzentrationen und/oder negative Sauerstoffpartialdrücke sein. In einem solchen Fall kann der Grenzwert null sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst der mindestens eine Sensor (20) eine digitale Schnittstelle. Der mindestens eine Sensor (20) kann über die digitale Schnittstelle mindestens ein Fehlersignal an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) übermitteln. Die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) bestimmt basierend auf dem mindestens einen Fehlersignal einen Messwert, welcher den mindestens einen Fehler angibt.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt ferner eines der vorgenannten Verfahren unter Einbezug mindestens eines Fehlers, das Verfahren umfassend die Schritte:
    • Prüfen des Messwertes auf den mindestens einen Fehler durch Vergleich des Messwertes mit dem Grenzwert; und
    • Erkennen des mindestens einen Fehlers, falls der Messwert grösser als der Grenzwert ist.
  • Beispielsweise weist ein Restsauerstoffgehalt, welcher grösser als einhundert Prozent ist, auf den mindestens einen Fehler hin. Zudem kann ein Restsauerstoffgehalt, welcher grösser aus einundzwanzig Prozent ist, auf den mindestens einen Fehler hinweisen.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus eine Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen zum Feuerraum (2) führenden Luftzufuhrkanal (11), einen zum Feuerraum (2) führenden Brennstoffzufuhrkanal, mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ausgewählt aus mindestens einem Luftaktor (3, 4), der auf eine Luftzufuhr L durch den Luftzufuhrkanal (11) wirkt, und mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9), der auf eine Brennstoffzufuhr B, durch den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) ausgewählt aus dem mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und dem mindestens einen Luftaktor (3, 4), wobei der mindestens eine zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) verschieden von dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ist, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Abgasweg (10), mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) im Abgasweg (10) und eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) mit einem Speicher, in welchem mindestens eine erste Kennlinie (25, 35, 36), welche für den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Stellungsverlauf gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und mindestens eine zweite Kennlinie (35, 36, 25), welche für den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) einen zweiten Drehzahlverlauf und/oder einen zweiten Stellungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und eine Änderung, die von null verschieden ist, und ein Grenzwert für einen Messwert hinterlegt sind, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) kommunikativ mit dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) und mit dem mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) und mit dem mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) und mit dem Speicher verbunden und zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren ausgebildet ist.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus ein Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) einer der vorgenannten Verbrennungsvorrichtungen (1) die Verfahrensschritte gemäss einem der vorgenannten Verfahren ausführt.
  • Die vorliegende Offenbarung lehrt darüber hinaus ein computerlesbares Medium, auf dem das vorgenannte Computerprogramm oder eines der vorgenannten Computerprogramme gespeichert ist.
  • Das Genannte bezieht sich auf einzelne Ausführungsformen der Offenbarung. Verschiedene Änderungen an den Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne von der zu Grunde liegenden Idee abzuweichen und ohne den Rahmen dieser Offenbarung zu verlassen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist definiert über deren Ansprüche. Es können verschiedenste Änderungen vorgenommen werden, ohne den Schutzbereich der folgenden Ansprüche zu verlassen.
  • Bezugszeichen
    • 1: Verbrennungsvorrichtung
    • 2: Feuerraum
    • 3: Gebläse mit (optional) veränderlicher Drehzahl
    • 4: Luftklappe mit Stellantrieb
    • 5: Zuluft
    • 6: Brennstoff für Verbrennung
    • 7: Sicherheitsabsperrventil
    • 8: Sicherheitsabsperrventil
    • 9: Brennstoffaktor mit Stellantrieb zur Veränderung der Brennstoffzufuhr
    • 10: Abgasweg, insbesondere Abgaskamin und/oder Rauchgaskamin und/oder Schornstein
    • 11: Luftzufuhrkanal
    • 12: Sensor zur Erfassung der Luftzufuhr (Luftmassenstrom/Drehzahl etc.)
    • 13: Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung
    • 14: Steuersignal für Luftklappe (Stellwinkel)
    • 15: Ansteuersignal für Gebläsedrehzahl (optional)
    • 16: Messsignal vom Luftzufuhrsensor
    • 17: Auf-/Zu-Signal für Sicherheitsabsperrventil
    • 18: Auf-/Zu-Signal für Sicherheitsabsperrventil
    • 19: Steuersignal für Brennstoffaktor (beispielsweise Stellwinkel/SchrittStellung)
    • 20: Sensor im Abgaskanal
    • 21: Messignal vom Sensor im Abgaskanal
    • 22: Stellungen und/oder Drehzahlen
    • 23: leistungsbezogene Grösse, insbesondere Brennerleistung oder aktuelle Brennerleistung
    • 24: Kennlinie für das motorisch angetriebene Gebläse, insbesondere Stellkennlinie für das motorisch angetriebene Gebläse
    • 25: Kennlinie für den Brennstoffaktor, insbesondere Stellkennlinie für den Brennstoffaktor oder Regelkennlinie für den Brennstoffaktor
    • 26: Kennlinie für die Luftklappe, insbesondere Stellkennlinie für die Luftklappe
    • 27: Sauerstoffkonzentration und/oder Sauerstoffpartialdruck und/oder Restsauerstoffgehalt
    • 28: Kennlinie der maximalen Sauerstoffkonzentration und/oder des maximalen Sauerstoffpartialdruckes und/oder des maximalen Restsauerstoffgehaltes
    • 29: Sollwertkennlinie des Restsauerstoffgehaltes und/oder der Sauerstoffkonzentration und/oder des Sauerstoffpartialdruckes und/oder des Restsauerstoffgehaltes
    • 30: Kennlinie der minimalen Sauerstoffkonzentration und/oder des minimalen Sauerstoffpartialdruckes und/oder des minimalen Restsauerstoffgehaltes
    • 31: relative Fluidleistung
    • 32: Änderungskennlinie, insbesondere relative Fluidleistungskennlinie
    • 33: Pfeil betreffend Verschiebung des Arbeitspunktes des Brennstoffaktors
    • 34: Pfeil betreffend Verschiebung des Arbeitspunktes des Gebläses 3 oder der Luftklappe 4
    • 35: Kennlinie für das motorisch angetriebene Gebläse, insbesondere Regelkennlinie für das motorisch angetriebene Gebläse
    • 36: Kennlinie für die Luftklappe, insbesondere Regelkennlinie für die Luftklappe

Claims (15)

  1. Verfahren zur Regelung einer Verbrennungsvorrichtung (1), die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen zum Feuerraum (2) führenden Luftzufuhrkanal (11), einen zum Feuerraum (2) führenden Brennstoffzufuhrkanal, mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ausgewählt aus mindestens einem Luftaktor (3, 4), der auf eine Luftzufuhr L durch den Luftzufuhrkanal (11) wirkt, und mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9), der auf eine Brennstoffzufuhr B durch den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Abgasweg (10), mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) im Abgasweg (10) und eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) mit einem Speicher, in welchem mindestens eine erste Kennlinie (25, 35, 36), welche für den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Stellungsverlauf gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und eine Änderung, die von null verschieden ist, hinterlegt sind, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Laden der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36) und der Änderung aus dem Speicher;
    Ermitteln eines ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    Bestimmen eines ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von einem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt;
    Zuordnen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb zu einer ersten Drehzahl und/oder zu einer ersten Stellung anhand der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36);
    Bestimmen eines ersten Steuersignales als Funktion der ersten Drehzahl und/oder der ersten Stellung; und
    Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das erste Steuersignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung mindestens einer Verbrennungsgrösse ausgewählt aus der Luftzufuhr L und/oder der Brennstoffzufuhr B veranlasst.
  2. Das Verfahren gemäss Anspruch 1, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Starten einer Verbrennung in der Verbrennungsvorrichtung (1); und
    Senden des ersten Steuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) innerhalb von fünf Sekunden nach dem Start der Verbrennung.
  3. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Änderung von null verschieden und konstant ist, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der ersten, konstanten Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  4. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei im Speicher mindestens eine Änderungskennlinie (32), welche einen Änderungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Laden der mindestens einen Änderungskennlinie (32) aus dem Speicher;
    Ermitteln der Änderung zum ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23) durch Zuordnen des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) anhand der mindestens einen Änderungskennlinie (32); und
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung zum ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23), wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  5. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als ausschliessliche Funktion des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung.
  6. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 3 bis 5, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Bestimmen des ersten Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Summe des ersten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt.
  7. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei im Speicher mindestens eine Sollwertkennlinie (29), welche einen Verlauf eines Restsauerstoffgehaltes und/oder einer Sauerstoffkonzentration und/oder eines Sauerstoffpartialdruckes gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    zeitlich nach dem Senden des ersten Steuersignales, Aufzeichnen mindestens eines sauerstoffbezogenen Signales, welches den Restsauerstoffgehalt und/oder die Sauerstoffkonzentration und/oder den Sauerstoffpartialdruck angibt, durch den mindestens einen Sensor (20);
    Senden des sauerstoffbezogenen Signales an die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13);
    Bestimmen eines Messwertes durch die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) basierend auf dem mindestens einen sauerstoffbezogenen Signal;
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    Laden der mindestens einen Sollwertkennlinie (29) aus dem Speicher;
    Zuordnen des zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zu einem Sollwert (27) anhand der mindestens einen Sollwertkennlinie (29);
    Vergleichen des Messwertes mit dem Sollwert (27);
    Erzeugen eines Regelsignales basierend auf dem Vergleich zwischen dem Messwert und dem Sollwert (27); und
    Senden des Regelsignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das Regelsignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  8. Das Verfahren gemäss Anspruch 7, wobei die Verbrennungsvorrichtung (1) mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) ausgewählt aus dem mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und dem mindestens einen Luftaktor (3, 4) umfasst, wobei der mindestens eine zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) verschieden von dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ist, wobei in dem Speicher mindestens eine zweite Kennlinie (35, 36, 25), welche für den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) einen zweiten Drehzahlverlauf und/oder einen zweiten Stellungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Zuordnen des zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zu einer zweiten Drehzahl und/oder zu einer zweiten Stellung anhand der mindestens einen zweiten Kennlinie (35, 36, 25), wobei die Zuordnung unabhängig von der Änderung erfolgt;
    Bestimmen eines zweiten Steuersignales als Funktion der zweiten Drehzahl und/oder der zweiten Stellung; und
    Senden des zweiten Steuersignales an den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4), wobei das zweite Steuersignal den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  9. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 7 bis 8, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) aus dem ersten, aktuellen Wert der leistungsbezogenen Grösse (23).
  10. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 7 bis 8, das Verfahren umfassend den Schritt:
    Ermitteln eines zweiten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) zeitlich nach dem Senden des ersten Steuersignales.
  11. Das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 7 bis 10, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Prüfen des Messwertes auf mindestens einen Fehler;
    falls die Prüfung des Messwertes den mindestens einen Fehler ergibt:
    Ermitteln eines dritten, aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23);
    Bestimmen eines weiteren Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb als Funktion des zweiten oder dritten aktuellen Wertes der leistungsbezogenen Grösse (23) und als Funktion der Änderung, wobei die Bestimmung unabhängig von dem sauerstoffbezogenen Signal des mindestens einen Sensors (20) erfolgt;
    Zuordnen des weiteren Eingabewertes der leistungsbezogenen Grösse (23) für den Steuerbetrieb zu einer dritten Drehzahl und/oder zu einer dritten Stellung anhand der mindestens einen ersten Kennlinie (25, 35, 36) ;
    Bestimmen eines Notsteuersignales als Funktion der dritten Drehzahl und/oder der dritten Stellung; und
    Senden des Notsteuersignales an den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9), wobei das Notsteuersignal den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) zur Änderung der mindestens einen Verbrennungsgrösse veranlasst.
  12. Das Verfahren gemäss Anspruch 11, wobei im Speicher ein Grenzwert für den Messwert hinterlegt ist, das Verfahren umfassend die Schritte:
    Prüfen des Messwertes auf den mindestens einen Fehler durch Vergleich des Messwertes mit dem Grenzwert; und
    Erkennen des mindestens einen Fehlers, falls der Messwert kleiner als der Grenzwert ist.
  13. Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Feuerraum (2), einen zum Feuerraum (2) führenden Luftzufuhrkanal (11), einen zum Feuerraum (2) führenden Brennstoffzufuhrkanal, mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ausgewählt aus mindestens einem Luftaktor (3, 4), der auf eine Luftzufuhr L durch den Luftzufuhrkanal (11) wirkt, und mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9), der auf eine Brennstoffzufuhr B durch den Brennstoffzufuhrkanal wirkt, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) ausgewählt aus dem mindestens einem Brennstoffaktor (7 - 9) und dem mindestens einen Luftaktor (3, 4), wobei der mindestens eine zweite Aktor (7 - 9, 3, 4) verschieden von dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) ist, die Verbrennungsvorrichtung (1) umfassend einen Abgasweg (10), mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) im Abgasweg (10) und eine Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) mit einem Speicher, in welchem mindestens eine erste Kennlinie (25, 35, 36), welche für den mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) einen ersten Drehzahlverlauf und/oder einen ersten Stellungsverlauf gegenüber einer leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und mindestens eine zweite Kennlinie (35, 36, 25), welche für den mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) einen zweiten Drehzahlverlauf und/oder einen zweiten Stellungsverlauf gegenüber der leistungsbezogenen Grösse (23) angibt, und eine Änderung, die von null verschieden ist, und ein Grenzwert für einen Messwert hinterlegt sind, wobei die Regel- und/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) kommunikativ mit dem mindestens einen ersten Aktor (3, 4, 7 - 9) und mit dem mindestens einen zweiten Aktor (7 - 9, 3, 4) und mit dem mindestens einen sauerstoffbezogenen Sensor (20) und mit dem Speicher verbunden und zur Durchführung eines der Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 12 ausgebildet ist.
  14. Computerprogramm umfassend Befehle, die bewirken, dass die Regelund/oder Steuer- und/oder Überwachungseinrichtung (13) der Verbrennungsvorrichtung (1) gemäss Anspruch 13 die Verfahrensschritte gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt.
  15. Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogramm gemäss Anspruch 14 gespeichert ist.
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