Unter der Bezeichnung Scott (Weishaupt), Lambda-Control (Viessmann) oder IoniDETECT (Vaillant) ist die selbstkalibrierende Feuerung wahrscheinlich eher bekannt. Im Prinzip ragt ein Metallstab in eine Flamme. Sobald die Flamme sich gebildet hat beginnt die Regelelektrode (nichts anderes wie eine zweite Ionisationselektrode) mit der Erfassung des Ionisationsstroms, der auf einen vorgegebenen Wert geregelt wird. Dieser Wert entspricht einem optimalen Gas-Luft-Verhältnis (Luftzahl).
Die Vorteile einer selbstkalibrierenden Feuerung sind:
- permanente Überwachung der Verbrennungsgüte unabhängig vom verwendeten Erdgas über den gesamten Modulationsbereich
- Schwankende Erdgasqualität durch die Einspeisung von synthetischen oder Biogasen werden weitgehend kompensiert
- Konstanter Luftüberschuß (Luftzahl) von ca. 1,25-1,35 sorgt für einen konstanten Taupunkt der Abgase zwischen 54-56°C = Steigerung der Effizienz
- Höhere Effizienz gegenüber der ungeregelten Verbrennung herkömmlicher Wandheizgeräte
Als Elektronische Gas-Luft-Verbundregelung wird der Regelkreis bezeichnet, der dafür sorgt, dass die Massenströme von Luft und Gas in einem bestimmten Verhältnis gemischt und dem Brenner zugeführt werden.
Das Gas-Luft-Verhältnis wird über das Gebläse und die Gasarmatur eingestellt. Dabei wird aufgrund des geforderten Modulations-Sollwertes der Drehzahlsollwert des Gebläses ermittelt und dann das Gas-Luft-Verhältnis über die Gasarmatur gesteuert. Die Regelungselektrode dient dabei als Sensor für die Regelgröße.
Funktion
Der aktuelle Modulations-Sollwert wird von der Elektronik ermittelt. Er ist abhängig von der Größe der Regelabweichung (Vergleich zwischen Vorlauftemperatur-Ist- und Vorlauftemperatur-Sollwert) und der Geschwindigkeit, mit der sich der Istwert dem Sollwert nähert. In Abhängigkeit von der momentan geforderten Leistung wird die Soll-Drehzahl vorgegeben. Aus dieser Sollwert-Vorgabe wird von der Elektronik ein PWM-Signal ermittelt, das an das Gebläse weitergegeben wird. Die aktuelle Gebläse-Ist-Drehzahl wird gemessen und an die Elektronik zurückgemeldet.
Mit diesem Messwert wird von der Elektronik die erforderliche Schrittzahl für den Schritt-Motor der Gasarmatur ermittelt. Die Schrittzahl ist ein direktes Maß für den Öffnungshub des Gasventils und damit für die zugeführte Gasmenge.
Der Regelkreis lässt sich vereinfacht folgendermaßen beschreiben: Die aktuelle Gebläse-Ist-Drehzahl wird als Eingabe für die Stellkurve verwendet. Mit ihrer Hilfe kann die Schrittstellung berechnet werden. Wenn das Gerät moduliert, wird die Schrittzahl-Vorgabe anhand der Stellkurve ermittelt. Die Verbrennungswerte befinden sich also immer in einem vordefinierten Bereich und der Regelalgorithmus muss nur noch die Feineinstellung vornehmen. Der Bereich, in dem die Verbrennungswerte liegen können, wird oben von einer Kurve für ein niederkalorisches Gas (Erdgas L(LL)) und unten von einer Kurve für ein hochkalorisches Gas (Erdgas H (E)) beschrieben. Die aktuelle Stellkurve wird über den R-Wert eingeregelt. Mit diesem Verfahren werden Lambda-Regelung und Modulation voneinander entkoppelt. Somit ist ein schnelles Modulieren möglich, wobei die Lambdaregelung wesentlich langsamer ablaufen kann, als die Modulation selbst.
Vaillant
Der gemessene Ionisationsstrom wird mit dem Soll-Ionisationsstrom verglichen. Aus der Ist-Sollwert-Differenz ermittelt ein PI-Regler einen R-Wert, der ggf. zur Anpassung der Stellkurve ausgewertet wird. Die Gasarmatur Schrittmotor wird jetzt mit der neu berechneten Schrittzahl ansteuert. Der Gasvolumenstrom wird entsprechend angepasst, so dass der Regelkreis geschlossen ist.
Wartung und Austausch
Die Regelelektrode ist Wartungsfrei, jedoch nicht Verschleißfrei! Die Elektrode darf nicht berührt oder gereinigt werden, dass gilt im Übrigen auch für die Zünd- und Überwachungselektrode! Die Elektronik des Wärmeerzeugers macht vor jedem Brennerstart eine automatische Drift-Adaption (ADA). Durch die Bildung einer Oxidschicht auf der Regelelektrode nimmt die stromleitende Funktion im Laufe des Betriebes ab. Die automatische Drift-Adaption kompensiert diese Alterungserscheinung. Wird die Elektrode gereinigt, so schlägt die Adaption fehl, dass hat zur Folge, dass ein Hinweis zur missglückten Adaption erscheint (Der Brenner wird nicht „Störend“ abgeschaltet). Für den störungsfreien Betrieb, wird ein Austausch alle 2-3 Jahre wird empfohlen.
