WO2008058408A2 - Verfahren zum steuern eines verdampferbrenners - Google Patents

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WO2008058408A2
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    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/14—Controlling burners with gasification or vaporizer elements

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an evaporator burner referred to in the preamble of claim 1 Art.
  • burners are advantageously used in heating systems of residential and non-residential buildings.
  • the heat generated by the burner when burning the fuel heats water in a boiler.
  • burners for liquid fuels such as heavy oil, extra light fuel oil or kerosene exist burners exist two basic types, namely on the one hand burners in which the liquid fuel is atomized by means of a nozzle, which are referred to as atomizer, and on the other hand burner in which the liquid fuel is evaporated under heat, which are referred to as evaporator burner.
  • a burner of the type mentioned in the preamble of claim 1 is known from WO-Al-00/12935. It is especially suitable for burning fuel oil. Arranged is such a burner in the lower part of the boiler.
  • heating boilers have been designed as so-called condensing boiler, in which the exhaust gas is condensed, so that the heat of condensation of the exhaust gas can be used.
  • the boiler temperature is only as high as absolutely necessary. If, for example due to the prevailing weather for the operation of the heating a flow temperature of 30 degrees Celsius is sufficient, the boiler has this temperature.
  • Such a burner is known from WO-Al -2004/109183.
  • WO-Al-00/12935 is described that the evaporator chamber is electrically heated at the start of the burner. As soon as the flame burns, the evaporator chamber is then heated by the hot combustion gases flowing past the evaporator chamber, which is achieved by means of a deflecting collar. Thus, then the electric heater can be turned off.
  • a burner which has a gasification chamber. From the fact that according to the figure, the fuel supply is surrounded by a jacket of combustion air, it may be concluded that it is a Zerstäuberbrenner. Due to the signal of a temperature sensor in the wall of the gasification chamber, the commissioning process is controlled, the object being to improve the ignition behavior for the gasified fuel.
  • JP-A-8-42846 when the temperature measured at the gasification chamber is higher than a threshold, the amount of air is increased and at the same time the amount of fuel is reduced. This apparently serves the purpose of avoiding overheating of the gasification chamber, because such overheating could lead to a repulsion of the flame in the gasification chamber, which must be avoided.
  • the invention has for its object to drastically reduce the frequency of such incidents to ensure trouble-free operation for a long time.
  • FIG. 1 shows a heating diagram for the evaporator chamber at the start of a burner
  • Fig. 5 shows another temperature-time diagram for an advantageous control method
  • Fig. 6 is a temperature-time diagram at a power change.
  • Burners to which the present invention is applied are known, for example, from WO-Al-00/12935 and WO-Al -2004 / 109183, so that the structure of such a burner need not be described here.
  • FIG. 1 shows a heating diagram for the evaporator chamber at the start of a burner.
  • the time is shown on the ordinate axis, the temperature of the evaporator chamber.
  • the course of an evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st is shown by a solid line.
  • the burner is started. This starts the commissioning process. This comprises, in a known manner, the switching on of the electrical heating of the evaporator chamber and the pre-ventilation of the combustion chamber. As a result, the temperature of the evaporator chamber increases.
  • the oil supply for the burner is started and the flame is then produced by the ignition on the burner.
  • This temperature is called evaporator chamber start temperature Ty DKSt . This happens at the time tj.
  • the evaporator chamber is now further heated by the heat generated by the flame, so that the evaporator chamber temperature actual value TvD K i st continues to rise. If this evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st has reached a switching limit Ty DKSch , then the electrical heating of the evaporator chamber is switched off. This happens at time t 2 . From this time t 2 , the further heating of the evaporator chamber is now carried out solely by the boiler produced in the boiler Warmth. The evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st continues to rise and asymptotically reaches a limit value TvDK limit.
  • the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i s t is controlled to an evaporator chamber temperature set point DKSo ii by varying the amount of air supplied to the burner, which is controlled by means of a control of a rotational speed D. the blower is accomplished. If the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st is greater than the evaporator chamber temperature actual value TV DKSOI I, then the speed D of the blower is increased. Because this increases the amount of air supplied to the burner, the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i s t decreases because the excess of the supplied cold air cools the evaporator chamber. Is the evaporator chamber temperature actual value TvDKist lower than the
  • Evaporator chamber temperature setpoint T VD K SO U » SO the speed D of the blower is reduced. Because this reduces the amount of air supplied to the burner, the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st increases , because the evaporator chamber is cooled to a lesser extent by the smaller amount of cold air supplied.
  • the evaporator chamber temperature setpoint TVDK SO II depends on the design of the boiler and the burner and is for example 480 ° C. In determining the optimum evaporator chamber temperature setpoint T V D KSO II for eme specific type of burner, it is necessary to ensure through measurements of the exhaust stream that the ambient air quality standards are met. If this is done with the necessary care, then it is also ensured by controlling the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st on the evaporator chamber temperature setpoint TV D K SO U that the burner is operated low in pollutants.
  • Evaporator chamber temperature set point T VD KS O U reached which is the case at time t 3 , sets the aforementioned control of the evaporator chamber temperature.
  • Fig. 3 is a similar diagram as shown in FIG. 2, but here an operating case is shown, in which the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st the evaporator chamber temperature setpoint TV DK S O U does not reach.
  • This can be an indication, for example, that the amount of air is too large.
  • the event at time t 3 does not occur.
  • the control uses forcibly.
  • the amount of air is thus reduced by a corresponding reduction in the speed of the fan, which then increases as a result of the evaporator chamber temperature T ⁇ o ⁇ ist actual value.
  • the time t 4 depends on the burner type. It can be defined, for example, by a time interval at time t 2 .
  • the burner is a modulatable burner, in which the heating power P between a low load P ra j n and a nominal load P Nenn can be varied continuously or in stages, it is advantageous, the evaporator chamber temperature setpoint TVD K S O H of the heating power P according to a function
  • TvDKSoll / (P) to make dependent.
  • the optimum evaporator chamber temperature setpoint TVDKS O II is at small load value P m j n, for example, 450 0 C and at rated load PNe nn example, 500 ° C.
  • the evaporator chamber temperature setpoint TV DKSO II is set by interpolation.
  • FIG. 4 On the abscissa axis, the burner output is shown, on the ordinate axis, the temperature of the evaporator chamber.
  • the low load value P ra i n is assigned an evaporator chamber temperature setpoint TvoKSoiimin
  • the rated load PNn is an evaporator chamber temperature setpoint TvDKSoiiNenn- between which is interpolated, which is represented by a straight line connecting these two end points.
  • a dotted line shows a second case in which during the period .DELTA.t the evaporator chamber temperature actual value Tv DK i st increases more, namely such that at time t 5 is higher than the evaporator chamber temperature setpoint TVDK SO II- Consequently, now the controller increases the speed D of the blower, so that the control difference is compensated.
  • FIG. 6 shows a temperature-time diagram relating to an operating case in which, at a time t 6, the burner output changes due to a change in temperature
  • the burner with a first Heating power P 1 in operation. Associated with this heating power P 1 is a certain evaporator chamber temperature setpoint TV D K SO UI At time t 6, the heating power P is changed, namely, a second heating output P 2, which is greater in this case than the first heating output P. 1
  • the second heating power P 2 is different in accordance with what is shown in FIG. 4
  • Evaporator chamber temperature setpoint TV D K SO 11 2 so happens, for example, after a linear transition function steadily.
  • the continuous adjustment takes place during a transitional period tÜ, so that only after its expiry at a time t 7, the second evaporator chamber temperature setpoint TVDK SO H2 is reached.
  • the adaptation can also be done according to an e-function.
  • This steady adjustment of the evaporator chamber temperature setpoint TV D K SO II is also in the opposite case, in which the second evaporator chamber temperature setpoint T V DK SO II2 is lower than the first evaporator chamber temperature setpoint TVDK SO I ⁇ , makes sense, because thus the operation with too high excess air, which is disadvantageous in terms of heating efficiency, is avoided.
  • the present control system is characterized by the fact that it is relatively sluggish, because the mass of the evaporator chamber is relatively large and the heat transfer of air or combustion gas must be made to the evaporator chamber. So there are similar conditions with respect to the inertia of the controlled system as in the control of a room temperature. As a result, it is advantageous to make the controller used as a PI or PID controller, so that when regulating the
  • Evaporator chamber temperature actual value TvDKis t is controlled according to a PI or PID control algorithm.
  • Invention is also achieved over a long period of use a trouble-free burner operation, in which the emission limits are met.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Verdampferbrenners, der eine elektrisch aufheizbare Verdampferkammer aufweist, der das zu verbrennende Heizöl zugeführt wird, und das ein Gebläse zur Förderung der Verbrennungsluft aufweist. Erfindungsgemäß wird nach dem Brennerstart ein Verdampferkammertemperatur-Istwert T<SUB>VDKIst</SUB> auf einen Verdampferkammertemperatur-Sollwert T<SUB>VDKSoll</SUB> geregelt und zwar dadurch, dass die dem Brenner zugeführte Luftmenge variiert wird, was mittels einer Steuerung einer Drehzahl D des Gebläses nach einer Funktion D = f(T<SUB>VDKIst</SUB>) erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Regelung des Verdampferkammertemperatur-Istwerts T<SUB>VDKIst</SUB> wird eine optimale Verdampfung des Heizöls erreicht. Verkokungsrückstände des Heizöls in der Verdampferkammer werden vermieden. Durch die Erfindung wird außerdem über eine lange Gebrauchszeit ein störungsfreier Brennerbetrieb erreicht, bei dem die Immissionsgrenzwerte eingehalten werden.

Description

Verfahren zum Steuern eines Verdampferbrenners
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Verdampferbrenners der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Solche Brenner werden vorteilhaft in Heizungsanlagen von Wohn- und Nichtwohnbauten verwendet. Die vom Brenner beim Verbrennen des Brennstoffs erzeugte Wärme heizt beispielsweise Wasser in einem Heizkessel auf. Bei Brennern für flüssige Brennstoffe wie Schweröl, Heizöl extra leicht oder Kerosin existieren Brenner existieren zwei grundsätzliche Bauarten, nämlich einerseits Brenner, bei denen der flüssige Brennstoff mittels einer Düse zerstäubt wird, die als Zerstäuberbrenner bezeichnet werden, sowie andererseits Brenner, bei denen der flüssige Brennstoff unter Wärmeeinwirkung verdampft wird, die als Verdampferbrenner bezeichnet werden.
Ein Brenner der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der WO-Al-00/12935 bekannt. Er ist zur Verbrennung von Heizöl extra leicht geeignet. Angeordnet ist ein derartiger Brenner im unteren Bereich des Heizkessels.
Um die Verluste beim Betrieb des Heizkessels möglichst niedrig zu halten, um also eine optimale Energieausbeute zu erhalten, sind Heizkessel als sogenannte kondensierende Kessel gestaltet worden, bei denen das Abgas kondensiert wird, so daß die Kondensationswärme des Abgases genutzt werden kann. Die Kesseltemperatur ist dabei nur so hoch, wie unbedingt nötig. Wenn beispielsweise aufgrund der herrschenden Witterung für den Betrieb der Heizung eine Vorlauftemperatur von 30 Grad Celsius ausreicht, so hat der Kessel diese Temperatur. Ein solcher Brenner ist aus WO-Al -2004/109183 bekannt.
In WO-Al -00/12935 ist beschrieben, dass die Verdampferkammer beim Start des Brenners elektrisch beheizt wird. Sobald die Flamme brennt, erfolgt dann eine Beheizung der Verdampferkammer durch die an der Verdampferkammer vorbei strömenden heißen Verbrennungsgase, was mittels eines Umlenkkragens erreicht wird. Somit kann dann die elektrische Heizung abgeschaltet werden.
Bei dem aus WO-Al -2004/109183 bekannten Brenner bedarf es eines solchen Umlenkkragens nicht, weil die Flamme unterhalb der Verdampferkammer brennt, so dass die aufsteigenden heißen Verbrennungsgase ohne zusätzliche Hilfsmittel die Verdampferkammer aufheizen. Gezeigt sind hier aber auch Ausführungsbeispiele eines besonders gestalteten Mantels, womit der der Aufheizung der Verdampferkammer dienende Teil der heißen Verbrennungsgase beeinflussbar ist.
Aus JP-A-5-312 320 ist ein Brenner bekannt, der eine Vergasungskammer aufweist. Aus der Tatsache, dass gemäß der Figur die Brennstoffzufuhr von einem Mantel von Verbrennungsluft umgeben ist, lässt sich eventuell schließen, dass es sich um einen Zerstäuberbrenner handelt. Aufgrund des Signals eines Temperaturfühlers in der Wand der Vergasungskammer wird der Inbetriebsetzungsvorgang gesteuert, wobei es die Aufgabe ist, das Zündverhalten für den vergasten Brennstoff zu verbessern.
Ähnliches gilt für JP-A-8-42 846. Hier wird dann, wenn die an der Vergasungskammer gemessene Temperatur höher ist als ein Grenzwert, die Luftmenge erhöht und gleichzeitig die Brennstoffmenge reduziert. Dies dient offenbar dem Zweck, eine Überhitzung der Vergasungskammer zu vermeiden, denn bei einer solchen Überhitzung könnte es zu einem Zurückschlagen der Flamme in die Vergaserkammer kommen, was vermieden werden muss.
Bei Brennern solcher Bauart kommt der Verdampfung des Brennstoffs, beispielsweise Heizöl der Sorte extra leicht, außerordentlich große Bedeutung zu. So muss die Temperatur der Verdampferkammer genügend hoch sein, damit der Brennstoff vollständig verdampft. Die Praxis hat gezeigt, dass im Laufe des Betriebs eines solchen Brenners durch Alterungserscheinungen und durch Ablagerungen im Heizkessel Störfälle auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Häufigkeit solcher Störfälle drastisch zu reduzieren, um über lange Zeit einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Aufheizdiagramm für die Verdampferkammer beim Start eines Brenners,
Fig. 2 ein solches Diagramm, in dem eine Regelgröße eingetragen ist,
Fig. 3 ein weiteres solches Diagramm für einen möglichen Betriebsfall,
Fig. 4 ein Temperatur-Leistungs-Diagramm,
Fig. 5 ein weiteres Temperatur-Zeit-Diagramm für ein vorteilhaftes Regelverfahren und
Fig. 6 ein Temperatur-Zeit-Diagramm bei einer Leistungsänderung.
Brenner, bei denen die vorliegende Erfindung angewendet wird, sind wie erwähnt beispielsweise aus WO-Al-00/12935 und WO-Al -2004/109183 bekannt, so dass der Aufbau eines solchen Brenners hier nicht beschrieben werden muss.
In der Fig. 1 ist ein Aufheizdiagramm für die Verdampferkammer beim Start eines Brenners gezeigt. Auf der Abszissenachse ist die Zeit dargestellt, auf der Ordinatenachse die Temperatur der Verdampferkammer. Der Verlaufeines Verdampferkammertemperatur-Istwerts TvDKist ist mit durchgezogener Linie gezeigt. Zum Zeitpunkt t0 wird der Brenner gestartet. Damit beginnt der Inbetriebsetzungsvorgang. Dieser umfasst in bekannter Weise das Einschalten der elektrischen Heizung der Verdampferkammer und das Vorlüften des Brennraums. In der Folge steigt die Temperatur der Verdampferkammer an. Sobald die Temperatur der Verdampferkammer einen bestimmten Sollwert erreicht hat, wird die Ölzufuhr für den Brenner gestartet und am Brenner entsteht dann durch die Zündung die Flamme. Diese Temperatur wird als Verdampferkammer-Starttemperatur TyDKSt bezeichnet. Dies geschieht zum Zeitpunkt tj.
In der Folge wird nun durch die Wärmeentwicklung durch die Flamme die Verdampferkammer weiter aufgeheizt, so dass der Verdampferkammertemperatur- Istwert TvDKist weiter steigt. Hat dieser Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist eine Schaltgrenze TyDKSch erreicht, so wird die elektrische Heizung der Verdampferkammer ausgeschaltet. Dies geschieht zum Zeitpunkt t2. Ab diesem Zeitpunkt t2 erfolgt nun die weitere Aufheizung der Verdampferkammer allein durch die im Heizkessel produzierte Wärme. Der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist steigt weiter an und erreicht asymptotisch einen Grenzwert TvDKGrenz-
Feldmessungen haben ergeben, dass der erreichte Grenzwert TvDKGrenz nicht konstant ist. Anzunehmen ist, dass Schwankungen des Grenzwertes TvDKGrenz mit dem Heizwert des verwendeten Heizöls zusammenhängen, möglicherweise auch durch die Temperatur der Zuluft für den Verbrennungsvorgang beeinflusst werden. Es hat sich aber auch gezeigt, dass der Grenzwert TvDKGrenz sich im Laufe der Zeit verändert, also mit dem Zustand des Heizkessels zu tun haben könnte.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass bei in Betrieb befindlichem Brenner der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist auf einen Verdampferkammertemperatur- Sollwert TvDKSoii geregelt wird und zwar dadurch, dass die dem Brenner zugeführte Luftmenge variiert wird, was mittels einer Steuerung einer Drehzahl D des Gebläses bewerkstelligt wird. Ist der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist größer als der Verdampferkammertemperatur-Istwerts TVDKSOII, SO wird die Drehzahl D des Gebläses erhöht. Weil damit die Menge der dem Brenner zugeführten Luft erhöht wird, sinkt der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist, weil durch den Überschuss der zugeführten kalten Luft die Verdampferkammer abgekühlt wird. Ist der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist kleiner als der
Verdampferkammertemperatur-Sollwerts TVDKSOU» SO wird die Drehzahl D des Gebläses reduziert. Weil damit die Menge der dem Brenner zugeführten Luft vermindert wird, steigt der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist an, weil durch die geringere Menge der zugeführten kalten Luft die Verdampferkammer weniger stark abgekühlt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt also eine Regelung der Drehzahl D des Gebläses des Brenners durch eine Funktion
D =/(TVDκist)
so, dass der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist einen Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII erreicht.
Der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII ist abhängig von der Bauart des Heizkessels und des Brenners und beträgt beispielsweise 480 °C. Bei der Festlegung des optimalen Verdampferkammertemperatur-Sollwerts TVDKSOII für eme bestimmte Brennerbauart ist es erforderlich, durch Messungen des Abgasstroms sicherzustellen, dass die Immissionsgrenzwerte eingehalten werden. Wenn dies mit der nötigen Sorgfalt geschieht, dann ist durch die Regelung des Verdampferkammertemperatur-Istwerts TvDKist auf den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOU gleichzeitig auch sichergestellt, dass der Brenner schadstoffarm betrieben wird.
In der Fig. 2 ist die gleiche Darstellung gewählt wie in der Fig. 1, jedoch ist anstelle des sich ohne eine Regelung der Verdampferkammertemperatur ergebenden Grenzwertes TvDKGrenz der genannte Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH eingezeichnet. Sobald der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist den
Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOU erreicht, was zum Zeitpunkt t3 der Fall ist, setzt die zuvor erwähnte Regelung der Verdampferkammertemperatur ein.
In der Fig. 3 ist ein gleichartiges Diagramm wie in der Fig. 2 gezeigt, jedoch ist hier ein Betriebsfall gezeigt, bei dem der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOU gar nicht erreicht. Das kann beispielsweise ein Indiz dafür sein, dass die Luftmenge zu groß ist. Das Ereignis zum Zeitpunkt t3 tritt also nicht ein. Für einen solchen Fall ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass nach einer bestimmten Zeit, nämlich zum Zeitpunkt t4, die Regelung zwangsweise einsetzt. In diesem Fall wird also durch eine entsprechende Verringerung der Drehzahl des Gebläses die Luftmenge vermindert, wodurch dann in der Folge der Verdampferkammertemperatur-Istwert Tγoκist ansteigt. Nun findet also die erfindungsgemäße Regelung der Verdampferkammertemperatur statt. Der Zeitpunkt t4 ist von der Brennerbauart abhängig. Er kann beispielsweise definiert werden durch einen zeitlichen Abstand zum Zeitpunkt t2.
Ist der Brenner ein modulierbarer Brenner, bei dem die Heizleistung P zwischen einem Kleinlastwert Prajn und einer Nennlast PNenn stufenlos oder auch in Stufen variiert werden kann, so ist es vorteilhaft, den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH von der Heizleistung P gemäß einer Funktion
TvDKSoll =/(P) abhängig zu machen. Für eine bestimmte Brennerbauart beträgt der optimale Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII beim Kleinlastwert Pmjn beispielsweise 450 0C und bei Nennlast PNenn beispielsweise 500 °C. Bei Heizleistungen zwischen diesen beiden Grenzen wird der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII durch eine Interpolation festgelegt.
Dies ist in der Fig. 4 dargestellt. Auf der Abszissenachse ist die Brennerleistung dargestellt, auf der Ordinatenachse die Temperatur der Verdampferkammer. Dem Kleinlastwert Prain ist ein Verdampferkammertemperatur-Sollwert TvoKSoiimin zugeordnet, der Nennlast PNenn ein Verdampferkammertemperatur-Sollwert TvDKSoiiNenn- Dazwischen wird interpoliert, was durch eine diese beiden Endpunkte verbindende Gerade dargestellt ist.
Anhand der Fig. 2 und 3 war geschildert worden, wann die Regelung der Verdampferkammertemperatur einsetzt, nämlich im Fall der Fig. 2 zum Zeitpunkt t3, im Fall der Fig. 3 zum Zeitpunkt t4. In der Fig. 5 ist eine weitere vorteilhafte Lösung gezeigt, die für beide Fälle anwendbar ist. Dabei wird die Regelung der
Verdampferkammertemperatur nach Ablauf einer festen Zeitspanne Δt ab dem Zeitpunkt t2 eingeschaltet. Dies ist als Zeitpunkt t5 bezeichnet. Erst ab diesem Zeitpunkt ist der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH wirksam. In der Fig. 5 sind zwei mögliche Fälle gezeigt. Mit durchgezogener Linie ist gezeigt, wie während der Zeitspanne Δt der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist so ansteigt, dass der zum Zeitpunkt t5 niedriger ist als der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOÜ- Folglich wird nun durch den Regler die Drehzahl D des Gebläses reduziert, so dass die Regeldifferenz ausgeregelt wird.
Mit punktierter Linie ist ein zweiter Fall gezeigt, bei dem während der Zeitspanne Δt der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist stärker ansteigt, nämlich so, dass der zum Zeitpunkt t5 höher ist als der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII- Folglich wird nun durch den Regler die Drehzahl D des Gebläses erhöht, so dass die Regeldifferenz ausgeregelt wird.
In der Fig. 6 ist ein Temperatur-Zeit-Diagramm gezeigt, das einen Betriebsfall betrifft, bei dem zu einem Zeitpunkt t6 die Brennerleistung aufgrund eines veränderten
Leistungsbedarfs verändert wird. Vor dem Zeitpunkt t6 ist der Brenner mit einer ersten Heizleistung P1 in Betrieb. Dieser Heizleistung P1 zugeordnet ist ein bestimmter Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOUI- Zum Zeitpunkt t6 wird die Heizleistung P verändert, nämlich auf eine zweite Heizleistung P2, die in diesem Falle größer ist als die ersten Heizleistung P1. Der zweiten Heizleistung P2 ist in Übereinstimmung mit dem, was in der Fig. 4 dargestellt ist, ein anderer
Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII zugeordnet, nämlich ein höherer zweiter Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH2- Zum Zeitpunkt t6 entsteht somit ein Sollwertsprung.
Die Folge dieses Sollwertsprungs wäre nun, dass die Drehzahl D des Gebläses sofort reduziert werden müsste, weil zum Zeitpunkt t6 der Verdampferkammertemperatur- Istwert TvDKist noch dem Verdampferkammertemperatur- S ollwert TVDKSOIU entspricht, wenn die Verdampferkammertemperatur vor dem Zeitpunkt t6 die Regeldifferenz ausgeregelt war. Dabei wäre die Reduktion umso größer, je größer der Sollwertsprung ist. Das könnte nun aber dazu führen, dass die dem Brenner zugeführte Luftmenge so klein wird, dass die Verbrennung nicht mehr vollständig wäre, also unterstöchiometrisch. Somit enthielte das Abgas unverbrannte Kohlenwasserstoffe, was nicht zulässig ist.
Deshalb ist es vorteilhaft, den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII nicht sprungartig, sondern stetig zu verändern. Dies geschieht durch eine langsame Anpassung des Verdampferkammertemperatur-Sollwerts TVDKSOII- Der Übergang vom ersten Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOUI auf den zweiten
Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSO112 geschieht also beispielsweise nach einer linearen Übergangsfunktion stetig. Die stetige Anpassung geschieht während einer Übergangszeit tÜ, so dass erst nach deren Ablauf zu einem Zeitpunkt t7 der zweite Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH2 erreicht ist. Die Anpassung kann aber auch gemäß einer e-Funktion erfolgen.
Diese stetige Anpassung des Verdampferkammertemperatur-Sollwerts TVDKSOII ist auch im umgekehrten Fall, bei dem der zweite Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII2 niedriger ist als der erste Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOIΠ, sinnvoll, weil damit der Betrieb mit zu hohem Luftüberschuss, der hinsichtlich Wirkungsgrad der Heizung nachteilig ist, vermieden wird. Die hier vorliegende Regelstrecke zeichnet sich dadurch aus, dass sie relativ träge ist, weil die Masse der Verdampferkammer relativ groß ist und der Wärmeübergang von Luft bzw. Verbrennungsgas auf die Verdampferkammer erfolgen muss. Es liegen also hinsichtlich der Trägheit der Regelstrecke ähnliche Verhältnisse vor wie bei der Regelung einer Raumtemperatur. Infolgedessen ist es vorteilhaft, den zum Einsatz kommenden Regler als PI- oder PID-Regler zu gestalten, so dass beim Regeln des
Verdampferkammertemperatur-Istwerts TvDKist nach einem PI- oder PID-Regelalorithmus geregelt wird.
Durch die erfindungsgemäße Regelung des Verdampferkammertemperatur- Istwerts TvDKist wird eine optimale Verdampfung des Heizöls erreicht. Durch die
Erfindung wird außerdem über eine lange Gebrauchszeit ein störungsfreier Brennerbetrieb erreicht, bei dem die Immissionsgrenzwerte eingehalten werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern eines Verdampferbrenners, der eine elektrisch aufheizbare Verdampferkammer aufweist, der das zu verbrennende Heizöl zugeführt wird, und der ein Gebläse zur Förderung der Verbrennungsluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei in Betrieb befindlichem Brenner ein Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist auf einen Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH geregelt wird und zwar dadurch, dass die dem Brenner zugeführte Luftmenge variiert wird, was mittels einer Steuerung einer Drehzahl D des Gebläses nach einer Funktion D
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erfolgt, indem die Drehzahl D des Gebläses erhöht wird, wenn der Verdampferkammertemperatur- Istwert TvDKist größer ist als der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH, und die Drehzahl D des Gebläses vermindert wird, wenn der Verdampferkammertemperatur- Istwert TvDKist kleiner ist als der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII etwa 480 °C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Brenner in seiner Leistung P modulierbar ist, bei dem eine Heizleistung P zwischen einem Kleinlastwert Pmjn und einer Nennlast PNenn veränderbar ist, der Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII gemäß einer Funktion TVDKSOII =/(P) variiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kleinlastwert Pmjn ein Verdampferkammertemperatur-Sollwert TvDKSoiimin ist und der Nennlast PNenn ein Verdampferkammertemperatur-Sollwert TvDKSoiiNenn- zugeordnet ist und dass beim Betrieb des Brenners mit einer Leistung P zwischen diesen Grenzen der der entsprechenden Leistung zugeordnete Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII durch Interpolation ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dass der Verdampferkammertemperatur- Sollwert TvDKSoiimin etwa 450 0C und der Verdampferkammertemperatur- Sollwert TvDKSoiiNenn etwa 500 °C beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem PI-Regelalgorithmus geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem PID-Regelalgorithmus geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn nach dem Brennerstart der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOII nicht erreicht, die Regelung der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist zu einem Zeitpunkt t4 zwangsweise dadurch eingeleitet wird, dass die Drehzahl D des Gebläses und damit die Luftmenge vermindert wird, bis der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist den Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOH erreicht hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Verdampferkammertemperatur-Istwert TvDKist nach Ablauf einer festen Zeitspanne Δt ab einem Zeitpunkt t2, an dem die elektrische Heizung der Verdampferkammer ausgeschaltet wird, zu einem Zeitpunkt t5 einsetzt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Heizleistung P bei der daraus folgenden Änderung des Verdampferkammertemperatur-Sollwerts TVDKSOH die Änderung von einem ersten Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOIU auf einen zweiten Verdampferkammertemperatur-Sollwert TVDKSOIΠ in der Weise geschieht, dass während einer Übergangszeit tÜ eine stetige Anpassung des Verdampferkammertemperatur- Sollwerts TvDKSoii erfolgt.
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