ES2332519T3 - Procedimiento para el arranque del quemador de un aparato de calefaccion de gas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el arranque del quemador de un aparato de calefacción de gas, en el que en función de un requerimiento de calor se activa un dispositivo de encendido de quemador y el quemador se enciende por subsiguiente alimentación de gas y generación de una mezcla de gas-aire en el lugar de la acción del dispositivo de encendido, caracterizado porque la cantidad de gas alimentada a este respecto al quemador se ajusta en primer lugar a un valor inicial (C2) inferior a una cantidad de gas que corresponde a una carga mínima predeterminada, seleccionándose el valor inicial (C2) lo suficientemente bajo para que la mezcla de gas-aire no pueda inflamarse aún, y a continuación se incrementa sobre la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima hasta que se alcanza una cantidad de gas objetivo (C4) predeterminada que es mayor que la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima, seleccionándose la tasa de incremento durante el incremento de modo que en cada momento se garantice una entremezcladura suficiente de la mezcla gas-aire.
Description
Procedimiento para el arranque del quemador de
un aparato de calefacción de gas.
La invención se refiere a un procedimiento para
el arranque del quemador de un aparato de calefacción de gas, en el
que en función de un requerimiento de calor se activa un dispositivo
de encendido de quemador y el quemador se enciende por subsiguiente
alimentación de gas y generación de una mezcla de
gas-aire en el lugar de la acción del dispositivo
de encendido. Un procedimiento semejante es conocido por el
documento DE 199 41 978 A.
En procedimientos conocidos de este tipo ya se
prefija por parte del fabricante una potencia de arranque. Esto
significa que la válvula de gas del quemador se abre bruscamente
para el proceso de arranque del quemador a un valor predeterminado
y afluye una cantidad predeterminada de gas (fuerza del flujo
volumétrico de gas) aproximadamente de forma brusca a una cámara de
combustión, que produce, con una cantidad de aire que se alimenta,
una mezcla inflamable, de modo que puede realizarse un encendido. En
funcionamiento de carga la cantidad de gas varía entre un valor
límite superior de potencia de calefacción máxima (carga máxima;
cantidad de gas del 100%) y un valor límite inferior de potencia de
calefacción mínima (carga mínima; cantidad de gas típica del
35-50%). El valor súbito predeterminado en el
arranque del quemador se encuentra por encima de la carga mínima,
es decir por encima del valor límite inferior de la cantidad de gas
previsto para el funcionamiento, de modo que el encendido
representa una variación brusca en el funcionamiento de carga. Esto
conduce a golpes de ariete indeseados en la cámara de combustión y
a ruidos intensos asociados a ellos.
La invención parte de la consideración de que el
punto de encendido y el proceso de arranque del quemador dependen
esencialmente de las condiciones del entorno. A las condiciones del
entorno determinantes para el proceso de arranque del quemador
pertenecen en especial la contrapresión en el sistema de gas de
escape (p.ej. también influencias del viento que actúan en el tubo
de gas de escape que pueden causar un efecto de succión) y la
temperatura del aire alimenta-
do.
do.
Una potencia de arranque predeterminada, como la
que prevé el estado de la técnica, representa siempre solo una
solución de compromiso, pues las condiciones del entorno pueden
variar fuertemente tanto entre los lugares de empleo del quemador
como también por influencias exteriores (viento).
La invención se plantea por consiguiente el
objetivo de mejorar el procedimiento indicado al principio de modo
que sea posible una fácil adaptación de la potencia de arranque a
las respectivas condiciones del entorno.
Este objetivo se consigue mediante un
procedimiento con las características de la reivindicación 1.
Partiendo del procedimiento indicado al principio, la cantidad de
gas alimentada al quemador (fuerza del flujo volumétrico de gas) se
ajusta en primer lugar a un valor inicial inferior a una cantidad de
gas que corresponde a una carga mínima predeterminada,
seleccionándose el valor inicial lo suficientemente bajo para que la
mezcla de gas-aire no pueda inflamarse aún. A
continuación se incrementa la cantidad de gas sobre la cantidad de
gas correspondiente a la carga mínima hasta que se alcanza una
cantidad de gas objetivo predeterminada que es mayor que la
cantidad de gas correspondiente a la carga mínima, seleccionándose
la tasa de incremento durante el incremento de modo que en cada
momento se garantice una entremezcladura suficiente de la mezcla de
gas-aire.
En el procedimiento conforme a la invención se
ajusta la cantidad de gas primeramente a un valor inicial,
incrementándose sobre este preferiblemente bruscamente. En este
estado se presenta un exceso de aire. El valor inicial de la
cantidad de gas se selecciona de modo que la mezcla de
aire-gas en el lugar de la acción del dispositivo
de encendido (por ejemplo en el lugar de una chispa de encendido) no
esté presente todavía en una relación de mezcla inflamable al ser
la concentración de gas demasiado baja para un encendido. A partir
de este valor inicial se incrementa la cantidad de gas hasta que se
presente en el lugar de la acción del dispositivo de encendido una
mezcla de aire-gas inflamable. El incremento de la
cantidad de gas con el tiempo se selecciona a este respecto de modo
que en cada momento esté presente una mezcla suficiente de gas y
aire en la cámara de combustión. Tan pronto esté presente una
mezcla inflamable, esta se inflama mediante el dispositivo de
encendido, por ejemplo con una secuencia de chispas de encendido,
produciéndose un encendido blando o suave sin golpe de ariete
excesivo. A continuación se incrementa adicionalmente la cantidad de
gas lentamente hasta el valor objetivo. Por un lado con el
procedimiento conforme a la invención es posible una adaptación
dinámica de la potencia inicial a las correspondientes condiciones
del entorno y por otra parte pueden excluirse en la cámara de
combustión los golpes de ariete que hasta ahora aparecían
inevitablemente y por consiguiente un encendido ruidoso del
quemador. Un encendido del aparato de calefacción de gas puede
detectarse con un dispositivo de detección (p.ej. un sensor de
ionización o sensor de temperatura).
Preferiblemente la cantidad de gas alimentada al
quemador se ajusta primeramente de manera brusca al valor inicial
antes de que, siguiendo una función ascendente, se incremente
lentamente. El proceso de encendido tiene lugar en el curso de la
variación de la cantidad de gas a lo largo de la función ascendente.
El incremento brusco inicial de la cantidad de gas tiene lugar con
la máxima velocidad de ajuste posible de una válvula utilizada de
una valvulería. Habitualmente la válvula se abre en un tiempo de
aproximadamente 100 ms hasta el valor inicial predeterminado. En la
segunda fase se incrementa la cantidad de gas, manteniéndose un
incremento de la cantidad de gas por unidad de tiempo
predeterminado. Referida a una abertura máxima de la válvula en el
funcionamiento del quemador con 100% de cantidad de gas (carga
máxima) la cantidad de gas se incrementa en esta fase (pendiente)
p.ej. un 5% por segundo.
La pendiente de la función ascendente se ajusta
preferiblemente de modo que la mezcla de gas-aire,
teniendo en cuenta las condiciones del entorno del lugar de empleo
del quemador, se inflame en el transcurso de un tiempo de seguridad
predeterminado. Mediante estas medidas se asegura que tenga lugar un
encendido del quemador antes de que afluya a la cámara de encendido
una cantidad de gas indeseadamente grande. Si el valor inicial
alcanza p.ej. el 35% y se ajusta la válvula con una tasa de
incremento del 5% por segundo, entonces la cantidad de gas tras dos
segundos asciende al 45% y tras un tiempo de seguridad de 5 segundos
al 60%.
A efectos de la variación temporal del punto de
encendido dentro del tiempo de seguridad puede variarse tanto el
valor límite como también la pendiente de la función ascendente o
ambos.
En una variante de la invención está previsto
captar la temperatura del aire alimentado al quemador y utilizarla
como parámetro de influencia para la variación del valor límite y/o
de la pendiente de la función ascendente. La temperatura del aire
puede pues integrarse como parámetro de influencia de técnica de
regulación en el procedimiento en relación al arranque del quemador
de un aparato de calefacción de gas. Las otras condiciones del
entorno, en especial la presión del gas de escape, pueden tenerse en
cuenta en el curso de un arranque de prueba del quemador mediante
subsiguiente corrección de la pendiente de la función
ascendente.
Una realización especialmente sencilla del
procedimiento puede conseguirse en una variante de la invención
ajustando una función ascendente esencialmente lineal.
Si se parte por ejemplo de que en la carga
máxima del quemador se alimenta una cantidad de gas del 100% y en
la carga mínima una cantidad de gas del 35-50%,
entonces se ajusta como valor inicial por ejemplo una cantidad de
gas que se encuentre un 3%-15%, preferiblemente un 5%, por debajo de
la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima,
incrementándose a continuación la cantidad de gas un 2%-20% por
segundo, preferiblemente un 5% por segundo, y limitándose el
incremento de la cantidad de gas en el arranque del quemador a una
cantidad de gas objetivo del 5%-20%, preferiblemente del 10%, por
encima de la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima.
El dispositivo de encendido puede activarse por
ejemplo por encendido de una llama de encendido o llevando a
incandescencia un filamento de incandescencia. La llama de encendido
puede también dejarse encendida permanentemente después del
encendido. Sin embargo, preferiblemente el dispositivo de encendido
se activa iniciando una secuencia de chispas de encendido,
inflamándose la mezcla de gas-aire en el lugar de
las chispas de encendido. La secuencia de chispas de encendido
puede finalizarse al detectar el encendido.
A continuación se ilustra la invención más
detalladamente mediante un diagrama de curvas representado en la
Fig. 1.
En la Fig. 1 están representadas
esquemáticamente sobre un eje de tiempo t cuatro curvas, de las que
la curva A representa una demanda térmica, la curva B la secuencia
de chispas de encendido producida en el arranque del quemador, la
curva C el control del modulador, es decir la cantidad de gas
alimentada al quemador y la curva D la señal de ionización que
indica una llama de un sensor de ionización.
En el diagrama de la Fig. 1 puede verse que al
detectarse una demanda térmica (curva A) en el momento t1 se genera
inmediatamente la secuencia de chispas de encendido (curva B). En un
momento t2 temporalmente desplazado respecto al t1 se incrementa
bruscamente la cantidad de gas a un valor inicial C2 que se
encuentra por debajo de la carga mínima. Después de esto se abre
más la válvula de gas relativamente lentamente conforme a una
función ascendente. En el ejemplo del procedimiento representado en
la Fig. 1 el encendido tiene lugar en el momento t3 con la cantidad
de gas C3, lo que se detecta por una variación brusca de la señal de
ionización (curva D). Después del punto de encendido C3 la válvula
de gas se abre más a lo largo de la función ascendente hasta que C4
supera la carga mínima.
Esta realización del procedimiento permite por
un lado una consideración de las influencias del entorno y por otro
lado un proceso de arranque muy suave sin golpes de ariete.
Para la adaptación de la potencia de arranque a
las condiciones del entorno pueden variarse tanto la amplitud del
valor inicial de la cantidad de gas C2 como también la pendiente de
la función ascendente, es decir, la duración del relativamente
lento incremento de la cantidad de gas. En el caso extremo la
amplitud de la apertura brusca de la válvula de gas se ajusta en la
primera fase de arranque, es decir la cantidad de gas C2, a cero o
casi cero.
Claims (8)
1. Procedimiento para el arranque del quemador
de un aparato de calefacción de gas, en el que en función de un
requerimiento de calor se activa un dispositivo de encendido de
quemador y el quemador se enciende por subsiguiente alimentación de
gas y generación de una mezcla de gas-aire en el
lugar de la acción del dispositivo de encendido,
caracterizado porque la cantidad de gas alimentada a este
respecto al quemador se ajusta en primer lugar a un valor inicial
(C2) inferior a una cantidad de gas que corresponde a una carga
mínima predeterminada, seleccionándose el valor inicial (C2) lo
suficientemente bajo para que la mezcla de gas-aire
no pueda inflamarse aún, y a continuación se incrementa sobre la
cantidad de gas correspondiente a la carga mínima hasta que se
alcanza una cantidad de gas objetivo (C4) predeterminada que es
mayor que la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima,
seleccionándose la tasa de incremento durante el incremento de modo
que en cada momento se garantice una entremezcladura suficiente de
la mezcla gas-aire.
2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque la cantidad de gas alimentada al
quemador se ajusta primeramente de modo brusco al valor inicial
(C2), antes de que este se incremente lentamente siguiendo una
función ascendente.
3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2,
caracterizado porque la función ascendente se selecciona de
modo que la mezcla de gas-aire, teniendo en cuenta
las condiciones del entorno del lugar de empleo del quemador, se
inflame en el transcurso de un tiempo de seguridad
predeterminado.
4. Procedimiento conforme a la reivindicación 3,
caracterizado porque la variación temporal del punto de
encendido dentro del tiempo de seguridad se varían el valor inicial
(C2) y/o la pendiente de la función ascendente.
5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4,
caracterizado porque se capta la temperatura del aire
alimentado al quemador y se utiliza como parámetro de influencia
para la variación del valor límite y/o de la pendiente de la
función ascendente.
6. Procedimiento conforme a alguna de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque se ajusta una
función ascendente lineal.
7. Procedimiento conforme a alguna de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que la cantidad de gas correspondiente
a una carga máxima del quemador corresponde al 100% y la cantidad
de gas correspondiente a la carga mínima al 35-50%,
caracterizado porque como valor inicial (C2) se ajusta una
cantidad de gas que se encuentre un 3%-15%, preferiblemente un 5%,
por debajo de la cantidad de gas correspondiente a la carga mínima,
porque a continuación la cantidad de gas se incrementa un 1%-20%
por segundo, preferiblemente un 5% por segundo, y porque la
cantidad de gas objetivo predeterminada se encuentra un 5%-20%,
preferiblemente un 10%, por encima de la cantidad de gas
correspondiente a la carga mínima.
8. Procedimiento conforme a alguna de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el dispositivo
de encendido se activa iniciando una secuencia de chispas de
encendido, inflamándose la mezcla de gas-aire en el
lugar de las chispas de encendido.
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