DE69014308T2

DE69014308T2 - Verbrennungsregelung mit mikromessbrücke.

Info

Publication number: DE69014308T2
Application number: DE69014308T
Authority: DE
Inventors: Ulrich Bonne
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1989-10-30
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1995-04-13
Anticipated expiration: 2010-10-10
Also published as: WO1991006809A1; EP0498809B2; US5401162A; DE69014308D1; EP0498809B1; CA2072122A1; ATE114367T1; EP0498809A1; DE69014308T3

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Bezugnahmen

In der nachfolgenden Beschreibung wird auf folgende Patentdokumente Bezug genommen:
EP-A-0 348 245, veröffentlicht am 27.12.89
"Messung der thermischen Leitfähigkeit und spezifischen Wärme" und entsprechend
US-A-4 944035 vom 24.7.1990;
EP-A-0 348 244, veröffentlicht am 27.12.89
"Messung der Dichte eines Mediums" entsprechend
US-A-4 956 793 vom 11.9.1990;
EP-A-0 373 964, veröffentlicht am 20.06.90
"Durchflußmesser mit Korrektur in Abhängigkeit von der Fluid-Zusammensetzung" entsprechend
US-A-4 961 348 vom 9.10.90.

2. Anwendungsbereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Steuerung des Verbrennungsprozesses für ein Heizungssystem. Insbesondere trifft sie die Steuerung des Brennstoff/Luftverhältnisses dieses Verbrennungsprozesses.

3. Stand der Technik

Es gibt viele Anwendungen für industrielle und kommerzielle Heizungssysteme wie Öfen, Boiler und Brenner. Diese Heizungssysteme werden im allgemeinen durch irgendeine Art von Steuersystem gesteuert, welches Brennstoffventile und Luftklappen verstellt, um das Brennstoff/Luftverhältnis für das Heizungssystem zu regeln. Es im allgemeinen erwünscht, das Brennstoff/Luftverhältnis zu messen, um eine gewünschte Verbrennungsqualität und einen guten Energiewirkungsgrad zu erzielen.
Die herkömmliche Messung des Brennstoff/Luftverhältnisses erfolgte auf zwei verschiedene Arten. Die erste Art umfaßt die Messung der Konzentration von Kohlendioxyd oder Sauerstoff in den Abgasen. Diese Methode der Messung des geeigneten Brennstoff/Luftverhältnisses basiert auf einer intensiven Messung der Abgase. In der Praxis haben sich jedoch bei dieser Methode Zuverlässigkeitsprobleme ergeben, welche auf die Ungenauigkeit der den Abgasen ausgesetzten Fühler zurückzuführen sind. Außerdem ergaben sich Probleme hinsichtlich der Ansprechzeit der Fühler. Das System kann nicht schnell genug den Kohlendioxydanteil und Sauerstoffanteil der Abgase messen und das Brennstoff/Luftverhältnis berechnen, wie dies für eine genaue Einstellung der Abgas und Luftströme erforderlich wäre.
Die zweite Art umfaßt die Überwachung der Strömungsrate von Brennstoff und Luft bei der Zufuhr zum Brenner. Dieses Verfahren führt zu einer gewünschten Vorwärtssteuerung. Bis jetzt hat man bei dieser Art von Überwachungssystem jedoch nur Strömungssensoren angewandt. Folglich war das System nicht in der Lage, Änderungen der Luftfeuchtigkeit oder der Brennstoffzusammensetzung zu kompensieren.
DE-C-27 45 459 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoff/Luftverhältnisses in einer Heizungsanlage durch Messen der Brennstoffströmung.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoff/Luftverhältnisses in einer Heizungsanlage und umfaßt das Messen der Brennstoffzufuhr zum Heizungssystem und ist gekennzeichnet durch das Messen von Parametern, welche für bestimmte Eigenschaften charakteristisch sind, die die Zusammensetzung des Brennstoffs für das Heizungssystem kennzeichnen. Diese Parameter umfassen die thermische Leitfähigkeit sowie die spezifische Wärme des Brennstoffs. Das Verfahren umfaßt ferner das Bestimmen von Verbrennungseigenschaften der Brennstoffzusammensetzung entsprechend den gemessenen Parametern, die Bestimmung der Energiezufuhr zum Heizungssystem basierend auf der Brennstoffzufuhr und den bestimmten Verbrennungseigenschaften, sowie Messen der Verbrennungsluftströmung im Heizungssystem und Steuern des Brennstoff/Luftverhältnisses als Funktion der Energiezufuhr und der gemessenen Luftströmung.
Die Erfindung umfaßt ferner eine Vorrichtung zum Steuern eines Luft/Brennstoffverhältnisses in einem Heizungssystem, welche einen Strömungsfühler zum Messen der Brennstoffströmung im Heizungssystem umfaßt und die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Messen von Parametern, welche für bestimmte Eigenschaften der Brennstoffzusammensetzung des Brennstoffs im Heizungssystem kennzeichnend sind. Sie umfaßt ferner Mittel zur Bestimmung der Verbrennungseigenschaften der Brennstoffzusammensetzung basierend auf den gemessenen Parametern, welche die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme des Brennstoffs einschließen. Ferner sind Mittel zum Bestimmen der Energieströmung vorgesehen, um die Energiezufuhr zum Heizungssystem zu bestimmen und zwar basierend auf der Brennstoffzufuhr und den gemessenen Verbrennungseigenschaften. Luftströmungsmittel messen die Zufuhr von Verbrennungsluft zum Heizungssystem. Schließlich regelt eine Steuereinrichtung das Brennstoff/Luftverhältnis als Funktion der bestimmten Energiezufuhr und der gemessenen Luftströmung.
Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Steuern des Brennstoff/Luftverhältnisses in einer Heizungsanlage, welches das Messen der Brennstoffzufuhr zur Heizungsanlage umfaßt und gekennzeichnet ist durch das Messen von Parametern, welche für den Sauerstoffbedarf des Brennstoffs in der Heizungsanlage charakteristisch sind und welche die thermische Leitfähigkeit sowie die spezifische Wärme des Brennstoffs umfassen. Ferner wird beim Verfahren aufgrund der gemessenen Parameter der Sauerstoffbedarfswert bestimmt, die Zufuhr von Verbrennungsluft zur Heizungsanlage gemessen und das Brennstoff/Luftverhältnis als Funktion der Brennstoffzufuhr, des Sauerstoffbedarfswertes und der gemessenen Luftströmung gesteuert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Heizungssystems.

Einzelbeschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Heizungssystems 10. Es besteht aus einer Brennkammer 12, Brennstoffventilen 14, einem Gebläse 16 sowie einem Verbrennungsregler 18. Der Brennstoff gelangt über die Brennstoffleitung 20 in die Verbrennungskammer und wird in der Brennstoffleitung mit vom Gebläse 16 zugeführter Luft gemischt. Das Brennstoff/Luftgemisch wird in der Brennkammer 12 gezündet, und die entstehenden Abgase verlassen die Brennkammer 12 durch den Abzug 22.
Der Verbrennungsregler 18 steuert das Brennstoff/Luftgemisch in der der Brennkammer 12 durch Öffnen und Schließen von Brennstoffventilen 14 sowie durch Öffnen und Schließen von Luftklappen in der Luftzuleitung 17. Er steuert das Brennstoff/Luftgemisch aufgrund der Steuereingangssignale, welche von einer Bedienungsperson des Heizungssystems sowie als Fühlereingangssignale eingegeben werden, welche von Fühlern 24 und 26 in der Brennstoffleitung 20 sowie einem Fühler 28 in der Luftzuleitung 17 stammen.
Die Fühler 24, 26 und 28 sind typische Mikrobrücken- oder Mikroanemometer-Fühler, die der Brennstoffströmung in der Brennstoffleitung 20 bzw. der Luftströmung in der Luftzuleitung 17 ausgesetzt sind. Sie sind den Strömungen in den Leitungen 20 bzw. 17 unmittelbar ausgesetzt und werden zur direkten Messung der dynamischen Fluidströmungscharakteristiken der entsprechenden Medien benutzt.
Der Mikrobrückenfühler 26 gestattet gleichzeitig mit der Messung der dynamischen Strömung die Messung anderer Parameter des Brennstoffs. Er kann für die unmittelbare Messung der thermischen Leitfähigkeit k sowie der spezifischen Wärme cp entsprechend einer Technik verwendet werden, welche die genaue Bestimmung beider Kenngrößen gestattet. Diese Technik umfaßt die Erzeugung eines Energie- oder Temperaturimpulses in einem oder mehreren Heizelementen, welche innerhalb des Mediumstroms in der Leitung 20 oder dicht mit diesem gekoppelt angeordnet sind. Die charakteristischen Werte k und cp des Fluids in der Leitung 20 bewirken dann entsprechende Änderungen in der zeitvariablen Temperaturänderung des Heizers auf den Temperaturimpuls. Unter relativ statischen Strömungsverhältnissen führt dies wiederum zu entsprechenden Änderungen in der zeitabhängigen Antwort mehrerer temperaturabhängiger Fühler, welche über das strömende Medium in der Leitung 20 mit dem Heizer gekoppelt sind.
Der thermische Impuls braucht nur von genügender Dauer zu sein, um den Heizer für eine kurze Zeit zu veranlassen, eine praktisch gleichförmige Temperatur zu erzeugen. Ein solches System der Bestimmung der thermischen Leitfähigkeit k und der spezifischen Wärme cp ist im einzelnen in EP-A-0 373 964 und EP-A-0 348 245 beschrieben.
Es hat sich auch gezeigt, daß nachdem die spezifische Wärme und die thermische Leitfähigkeit des Fluid einmal bestimmt sind, diese Kenngrößen zur Bestimmung der Dichte oder des spezifischen Gewichts des Fluids herangezogen werden können. Diese Technik ist im einzelnen dargestellt und beschrieben in EP-A-0 348 245, welche ebenfalls in der Beschreibungseinleitung erwähnt ist.
Die genannten Parameter können jedoch auch auf andere Weise bestimmt werden, falls dies bei anderen Anwendungen erwünscht ist.
Sobald k und cp bekannt sind, können Verschiebekorrekturfaktoren in der Form einfacher, konstanter Faktoren für den Brennstoff berechnet werden. Die Verschiebekorrekturfaktoren gleichen Massen- oder Volumenstrommessungen mit Sensorausgangssignalen ab. Mit anderen Worten, wenn k und cp des Brennstoffgases bekannt sind, können dessen wahrer Volumenstrom, Massenstrom und Energiestrom über folgende Korrekturen bestimmt werden:
S* = S(k/k&sub0;)m (cp/cp0)n Gl.1
V* = V(k/k&sub0;)p (cp/cp0)q Gl.2
M* = M(k/k&sub0;)r (cp/cp0)s Gl.3
E* = E(k/k&sub0;)t (cp/cp0)u Gl.4
Hierin bezieht sich der Index "0" auf ein Bezugsgas, wie beispielsweise Methan, und die Größen m, n, p, q, r, s, t und u sind Exponenten. Dabei entspricht S* dem korrigierten Wert des Sensorsignals S, V* entspricht dem korrigierten Wert des Volumenstroms V, M* entspricht dem korrigierten Wert des Massenstroms M, und E* entspricht dem korrigierten Wert des Energiestroms E.
Diese Technik der Korrektur des Sensorsignals, des Massenstroms, des Volumenstroms und des Energiestroms ist im einzelnen in der erwähnten EP-A-0 373 964 beschrieben.
Es hat sich gezeigt, daß verschiedene Gruppen natürlicher Gaseigenschaften selbst zur vorteilhaften Bestimmung des Heizwertes für das Gas führen. Eine dieser Gruppen ist die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme. Der Heizwert H wird bestimmt durch eine Korrelation zwischen den physikalischen meßbaren Naturgaseigenschaften und dem Heizwert.
Da die thermische Leitfähigkeit k und die spezifisiche Wärme cp für den durch die Leitung 20 fließenden Brennstoff bestimmt wurden, kann der Heizwert H des durch die Leitung 20 fließenden Brennstoffs bestimmt werden. Durchaus werden der Polynomgleichung:
H = A&sub1;f&sub1;n1(x) A&sub2;f&sub2;n2(x) A&sub3;f&sub3;(x) Gl.5
Für eine Auswahl über 60 Erdgassorten erhielt man folgendes:
A&sub1; = 9933756
f&sub1;(x) = kc (thermische Leitfähigkeit bei einer ersten Temperatur)
n1 = -2.7401.
A&sub2; = 1,
f&sub2;(x) = kh (thermische Leitfähigkeit bei einer zweiten, höheren Temperatur)
n2 = 3.4684,
A3 = 1,
f&sub3;(x) = cp (spezifische Wärme), und
n3 = 1.66326.
Der maximale Fehler bei der Heizwertberechnung ist 2,26 btu/ft³ (bei der Umwandlung in Joule pro Kubikmeter kann dies mit 83,874 J/m³ ausgedrückt werden), und der Standardfehler für die Heizwertberechnung beträgt 0,654 btu/ft³ (24,271 J/m³).
Statt dessen kann der Heizwert des Brennstoffs in der Leitung 20 durch Auswertung der Polynomgleichung 5 unter Verwendung folgender Werte berechnet werden:
A&sub1; = 10017460,
f&sub1;(x) = kc (thermische Leitfähigkeit bei einer ersten Temperatur),
n1 = -2.6793,
A&sub2; = 1,
f&sub2;(x) = kh (thermische Leitfähigkeit bei einer zweiten, höheren Temperatur)
n2 = 3.3887,
A&sub3; = 1,
f&sub3;(x) = cp (spezifische Wärme), und
n3 = 1.65151.
Für diese Werte beträgt der maximale Fehler in der (67,545 J/m³) Berechnung des Heizwertes H gleich 1,82 btu/ft³ und der Standardfehler =
0,766 btu/ft³ (28,428 J/m³).
Es ist zu bemerken, daß obwohl die Gleichung 5 nur die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme zur Berechnung des Heizwertes benutzt, auch andere Brennstoffeigenschaften gemessen werden können, beispielsweise das spezifische Gewicht und die optische Absorption, und daß andere Techniken oder Polynome für die Ermittlung des Heizwertes des Brennstoffs in der Leitung 20 angewandt werden können.
Nach der Bestimmung des volumetrischen oder Massenflusses des Brennstoffs in der Leitung 20 und der Luft in der Leitung 17, und nach Bestimmung des Heizwertes des Brennstoffs in der Leitung 20 kann der Energiestrom (oder BTU-Strom) nach folgender Gleichung bestimmt werden:
E=HvV = HmM Gl.6,
wobei Hv = Heizwert in British Thermal Units pro Volumen,
Hm = Heizwert in BTU pro Masseneinheit,
V = Volumenstrom des Brennstoffs, und
M = Massenstrom des Brennstoffs.
Durch Anwendung der korrigierten Werte des Volumen- oder Massenstroms (V* oder M*) des Brennstoffs in der Leitung 20, kann der korrekte Energiestrom in BTU/sec durch die Leitung 20 bestimmt werden.
Aufgrund des Energiestroms durch die Leitung 20 und des korrekten Massen- oder Volumenstroms der Luft durch die Leitung 17 kann entweder der Brennstoffstrom oder der Luftstrom so eingestellt werden, daß man ein gewünschtes Gemisch erzielt.
Eine bekannte Eigenschaft von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen liegt darin, daß Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff unter einer konstanten (kohlenwasserstoffunabhängigen) Wärmefreigaberate reagieren. Die durch Verbrennung freigegebene Wärme beträgt 100 btu/ft³ (3,711,267 J/m³) bei Luft mit einem Druck von 760 mmHg und 20ºC (oder 68ºF). Dies gilt genau für Brennstoff mit einem Wasserstoff/Kohlenstoff- Atomverhältnis von 2,8 und einem Heizwert von 21300 btu/lb (49,613,701 J/m³) brennbarer Anteile und gilt mit einem Fehler von kleiner als ± 0,20% für andere Kohlenwasserstoffe von Methan bis Propan (d.h. CH&sub4;, C&sub2;H&sub6; und n-C&sub3;H&sub8;.
Mit dieser Kenntnis kann die Verbrennungssteuerung nun derart entworfen werden, daß gasförmige Kohlenwasserstoff-Brennstoffe (der Brennstoff in der Leitung 20) in jedem beliebigen Verhältnis zu Luft der Brennkammer 12 zugeführt werden kann. Um beispielsweise eine stoichiometrische Verbrennung (d.h. kein Luftüberschuß) zu erreichen, würde die Mischung 1 Kubikfuß Luft für je 100 btu Brennstoff betragen (d.h. 0,1 Kubikfuß CH&sub4;). Eine üblichere Mischung wurde 10% bis 30% Luftüberschuß aufweisen, was 1,1 bis 1,3 Kubikfuß Luft für je 100 btu Brennstoff erfordern würde. Durch metrische Umwandlung können diese Werte als 0,0132m³ bis 0,0369m³ Luft für je 105,400 Joule Brennstoff ausgedrückt werden. Dies wäre ein typisches Gemisch, da häusliche Heizanlagen üblicherweise mit 40% bis 100% Luftüberschuß arbeiten, während die meisten kommerziellen Verbrennungsanlagen mit 10% bis 50% Luftüberschuß betrieben werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Brennstoffe beschrieben wurde, welche Kohlenwasserstoff als Bestandteil aufweisen, kann das Brennstoff/Luftverhältnis im Verbrennungsheizsystem 10 auch gesteuert werden, wenn der Heizanlage 10 andere Brennstoffe eingesetzt werden. Jeder für die Verbrennung benutzte Brennstoff benötigt oder braucht eine bestimmte Menge Sauerstoff für eine komplette und wirksame Verbrennung (d.h. das wenig oder kein Brennstoff oder Sauerstoff nach der Verbrennung übrig bleibt). Die vom jeweiligen Brennstoff benötigte Sauerstoffmenge wird als Sauerstoffbedarfswert Df des betreffenden Brennstoffs bezeichnet. Df ist definiert als Molanzahl an O&sub2; benötigt zur kompletten Verbrennung eines Mols Brennstoff Beispielsweise ist der O&sub2;-Bedarfswert für CH&sub4;, C&sub2;H&sub6;, C&sub3;H&sub8;, CO, H&sub2; und N&sub2; gleich Df = 2; 3,5; 5,0; 0,5; 0,5 bzw. 0.
Zur Befriedigung des Sauerstoffbedarfs des Brennstoffs während der Verbrennung wird Luft zugeführt. Mit anderen Worten ist der Brennstoff ein Sauerstoffverbraucher, und die Luft ist ein Sauerstofflieferant während der Verbrennung. Die O&sub2;-Zufuhr D&sub0; wird definiert als die Anzahl der Sauerstoff-Mole, die von jedem Mol Luft zur Verfügung gestellt werden. Der größte die Sauerstoffabgabe Do beeinflussende Faktor ist der Feuchtegehalt der Luft. Vollständig trockene Luft hat einen Wert von Do = 0,209, während Luft bei Raumtemperatur mit 30% relativer Feuchte (oder 1% Mol-Anteil von H&sub2;O) einen Wert von D&sub0; = 0,207 hat.
Mit der Einfügung des Mikrobrücken-Fühlers 30 in das Heizsystem 10 können verschiedene Komponenten der Luft in der Leitung 17 gemessen werden. Beispielsweise kann der Sauerstoffgehalt Do gemessen sowie die Anwesenheit von Dampf (d.h. Feuchtigkeit) berücksichtigt werden. Kennt man diese oder andere Bestandteile der Luft (d.h. die Zusammensetzung der Luft) in der Leitung 17, so kann das Brennstoff/Luftverhältnis im Heizungssystem 10 so geregelt werden, daß man eine noch genauere Verbrennungssteuerung erzielt.
Folglich kann man eine Verbrennungsregelung erzielen, indem man die gemessenen Werte k und cp des Brennstoffs mit dem Sauerstoffbedarfswert Df in Beziehung setzt, statt mit dem Heizwert des Brennstoffs. Wenn erst einmal der Sauerstoffbedarfswert des Brennstoffs bekannt ist, kann man das Brennstoffluftverhältnis genau regeln. Durch Verwendung des Sauerstoffbedarfswerts des Brennstoffs anstelle des Heizwertes kann man das Brennstoff/Luftverhältnis von Brennstoffen mit anderen Bestandteilen als Kohlenwasserstoffen genau regeln.
Es sollte auch erwähnt werden, daß durch Verwendung des Mikrobrückenfühlers 30 in der Leitung 17 der korrigierte Massen- oder Volumenstrom der Luft in der Leitung 17 in der gleichen Weise bestimmt werden kann, wie der korrigierte Massen- oder Volumenstrom des Brennstoffs, wie er oben bestimmt wurde. Dies erhöht die Genauigkeit der Regelung des Brennstoff/Luftverhältnisses weiter.

Zusammenfassung

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Regelung des Brennstoff/Luftverhältnisses in einer Heizanlage basierend nicht nur auf der Zufuhr von Brennstoff und Luft, sondern auch auf der Zusammensetzung des in der Heizungsanlage verwendeten Brennstoffs und der Luft. Folglich schafft die Erfindung eine Möglichkeit zur Einstellung der gewünschten Brennstoff- und Luftzufuhrraten derart, daß ein Brennstoff/Luftverhältnis erzielt wird, welches einen gewünschten Verbrennungswirkungsgrad sowie eine saubere Verbrennung aufrechterhält (insbesondere einen niedrigen Wert an unerwünschten Abgasbestandteilen und Emissionen wie Ruß, Kohlenoxyd oder unverbranntem Kohlenwasserstoff).
Ferner führt die vorliegende Erfindung zu einer verbesserten Zuverlässigkeit und Ansprechempfindlichkeit gegenüber Systemen, bei denen Sensoren den Abgasen ausgesetzt sind. Sie kompensiert ferner Änderungen in der Brennstoff- und Luftzusammensetzung und behält dabei eine gewünschte Vorwärtssteuerung aufrecht. Zusätzlich ist die Erfindung auch für eine Brennkammer mit mehreren Brennern geeignet. In diesem Fall wurde jeder Brenner einzeln individuell eingestellt.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Brennstoff/Luft-Verhältnisses in einem Heizsystem, wobei der Zustrom von Brennstoff zum Heizsystem gemessen wird, gekennzeichnet durch

Messen von Parametern, welche für bestimmte Eigenschaften charakteristisch sind, die die Zusammensetzung des Brennstoffs für das Heizsystem kennzeichnen, wobei diese Parameter die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme des Brennstoffs umfassen;

Bestimmen von Verbrennungseigenschaften des Brennstoffs, der entsprechend den gemessenen Parametern zusammengesetzt ist;

Bestimmen der Energiezufuhr zum Heizungssystem basierend auf der Brennstoffzufuhr und den bestimmten Verbrennungseigenschaften;

Messen der Verbrennungsluftströmung im Heizungssystem; und

Steuern des Brennstoff/Luft-Verhältnisses als Funktion der bestimmten Energiezufuhr und der gemessenen Luftströmung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung der Verbrennungseigenschaften der Brennstoffzusammensetzung weiterhin die Bestimmung eines Heizwertes des Brennstoffs einschließt.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung der Brennstoffzufuhr ferner umfaßt:

Messen des Volumenstroms des Brennstoffs;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Volumenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; und

Bestimmen eines korrigierten Volumenstroms für den Brennstoff basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Volumenstrom.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung der Breimstoffzufuhr ferner umfaßt:

Messen des Massenstroms des Brennstoffs;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom basierend auf der spezifischen Warme und der thermischen Leitfähigkeit; und

Bestimmen eines korrigierten Massenstroms des Brennstoffs basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Massenstrom.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Verbrennungsluftstroms ferner umfaßt:

Messen des Volumenstroms der Verbrennungsluft;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Volumenstrom der Verbrennungsluft basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; und

Bestimmen eines korrigierten Volumenstroms der Luft basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Volumenstrom.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Verbrennungsluftstroms ferner umfaßt:

Messen des Massenstroms der Verbrennungsluft;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom der Verbrennungsluft basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; und

Bestimmen eines korrigierten Massenstroms der Verbrennungsluft basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Massenstrom.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einstellen eines gewünschten Brennstoff/Luftverhältnisses über Steuereingänge.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt zur Einstellung eines gewünschten Brennstoffluftverhältnisses das Einstellen eines Brennstoffzuflusses im Heizsystem und das Einstellen eines Luftzuflusses im Heizsystem umfaßt.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Steuerung des gewünschten Brennstoff/Luftverhältnisses ferner das Rücksetzen des Brennstoffzuflusses in Abhängigkeit vom bestimmten Energiestrom einschließt.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß ein Schritt der Steuerung des gewünschten Brennstoffluftverhältnisses ferner das Rückstellen der Luftzufuhr in Abhängigkeit vom ermittelten Energiestrom einschließt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt der Einstellung des Brennstoffzuflusses ferner die Einstellung eines Volumenstroms des Brennstoffs umfaßt.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt der Einstellung eines Brennstoffzustroms ferner das Einstellen eines Massenstroms des Brennstoffs umfaßt.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt der Einstellung des Luftstroms ferner das Einstellen eines Volumenstroms der Verbrennungsluft einschließt.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt der Einstellung eines Luftstroms ferner das Einstellen eines Massenstroms der Verbrennungsluft umfaßt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung des Heizwertes umfaßt:

Empfangen eines Datensignals von einem Sensor im Brennstoffzufluß, welches Datensignal erste und zweite thermische Leitfahigkeitswerte f&sub1;(x) bzw. f&sub2;(x) wenigstens eines ersten gasförmigen Treibstoffs bei einer ersten und einer zweiten unterschiedlichen Temperatur wiedergibt;

Empfangen eines Datensignals von einem Sensor im Brennstoffstrom, welches Datensignal einen spezifischen Wärmewert f&sub3;(x) des wenigstens einen gasförmigen Brennstoffs wiedergibt;

Empfangen eines Datensignals entsprechend polynomen Koeffizientenwerten A&sub1;, A&sub2;, A&sub3;, n1, n2 und n3;

Berechnen des Heizwertes H aus den ersten und zweiten thermischen Leitfähigkeitswerten, der spezifischen Wärme und den Polynom-Koeffizientenwerten nach der Gleichung

H = A&sub1;f&sub1;n1(x) A&sub2;f&sub2;n2(x) A&sub3;f&sub3;n3(x).

16. Vorrichtung zum Steuern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses in einem Heizungssystem, welche eine Strömungsmeßeinrichtung für den Brennstoffzufluß zum Heizungssystem aufweist, gekennzeichnet durch :

eine Meßvorrichtung zum Messen von Parametern entsprechend bestimmten Eigenschaften, die für die Brennstoffzusammensetzung des Brennstoffs im Heizungssystem kennzeichnend sind;

Mittel zum Bestimmen von Verbrennungseigenschaften der Brennstoffzusammensetzung basierend auf den gemessenen Parametern, welche Parameter die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme des Brennstoffs umfassen;

Mittel zur Bestimmung des Energiestroms zum Heizungssystem basierend auf der Brennstoffzufuhr und den bestimmten Verbrennungseigenschaften;

Mittel zum Messen der Verbrennungsluftzufuhr zum Heizungssystem; und

eine Steuereinrichtung zum Steuern des Brennstoff-Luft-Verhältnisses als Funktion des Energieflusses und des gemessenen Luftstroms.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Zusammensetzung ferner eine Einrichtung zur Bestimmung des Heizwertes des Brennstoffs aufgrund der gemessenen Parameter umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Messung des Brennstoffzustroms umfassen:

eine Volumenmeßvorrichtung zur Messung des Volumenstroms des Brennstoffs;

Korrekturmittel zur Bestimmung von Korrekturfaktoren für den Volumenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; und

Zuflußkorrektureinrichtungen zur Bestimmung eines korrigierten Volumenstroms des Brennstoffs basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Volumenstrom.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzuflußmeßeinrichtung ferner umfaßt:

eine Massenstrommeßvorrichtung zum Messen des Brennstoffmassenstroms;

Korrekturmittel zum Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

Massenstromkorrekturmittel zum Bestimmen eines korrigierten Massenstroms des Brennstoffs basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Massenstrom.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrommeßeinrichtung ferner umfaßt:

eine Volumenstrommeßeinrichtung zum Messen des Volumenstroms der Verbrennungsluft;

Korrekturmittel zur Bestimmung von Korrekturfaktoren für den Volumenstrom der Verbrennungsluft basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

Korrekturmittel für den Volumenstrom zum Bestimmen eines korrigierten Volumen- Luftstroms basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Volumenstrom.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftstrommeßeinrichtung ferner umfaßt:

eine Massenstrommeßeinrichtung zum Messen des Verbrennungsluftmassenstroms;

Korrekturmittel zum Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom der Verbrennungsluft basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

Massenstromkorrekturmittel zum Bestimmen eines korrigierten Massenstroms der Verbrennungsluft basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Massenstrom.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwertbestimmungseinrichtung umfaßt:

Mittel für den Empfang eines Datensignals von der Zusammensetzungs-Meßeinrichtung, welches Datensignal erste und zweite thermische Leitfähigkeitswerte f&sub1;(x) bzw. f&sub2;(x) wenigstens eines ersten gasförmigen Brennstoffs bei ersten und zweiten unterschiedlichen Temperaturen bezeichnet;

Mittel für den Empfang eines Datensignals von der Zusammensetzungsmeßeinrichtung, welches den spezifischen Wärmewert f&sub3;(x) wenigstens des ersten gasförmigen Brennstoffs bezeichnet;

Mittel für den Empfang eines Datensignals mit den Polynom-Koeffizienten A&sub1;, A&sub2;, A&sub3;, n1, n2, und n3; sowie

eine Recheneinrichtung, welche die digitalen Signale von den Digitalsignalempfängern aufnimmt und den Heizwert H des Brennstoffs nach der Beziehung H = A&sub1;f&sub2;n1(x) A&sub2;f&sub2;n2(x) berechnet, und ein Digitalsignal entsprechend dem jüngst berechneten Wert von H liefert.

23. Verfahren zum Steuern eines Brennstoff/Luft-Verhältnisses in einem Heizungssystem unter Messung des Brennstoffzuflusses zum Heizungssystem, gekennzeichnet durch :

Messen von Parametern für einen Sauerstoffbedarfswert des Brennstoffs im Heizungssystem, wobei diese Parametern die thermische Leitfähigkeit und die spezifische Wärme des Brennstoffs umfassen;

Bestimmen des Sauerstoffbedarfswertes basierend auf den gemessenen Parametern;

Messen der Verbrennungsluft im Heizungssystem; sowie

Steuern des Brennstoff/Luft-Verhältnisses als Funktion des Brennstoffflusses, des Sauerstoffbedarfswertes des Brennstoffs und des gemessenen Luftstroms.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung des Sauerstoffbedarfswertes ferner umfaßt:

Bestimmen des Sauerstoffbedarfswertes des Brennstoffs basierend auf der thermischen Leitfähigkeit und der spezifischen Wärme des Brennstoffs.

25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet durch Messen der Luftzusammensetzung der Luft im Heizungssystem.

26. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung der Luftzusammensetzung umfaßt:

Messen des Sauerstoffgehalts der Luft im Heizungssystem; und

Messen des Dampfgehalts der Luft im Heizungssystem.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Brennstoffzuflusses umfaßt:

Messen des Volumenstroms des Brennstoffs;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Volumenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

Bestimmen eines korrigierten Volumenstroms des Brennstoffs basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Massenstrom.

28. Verfahren nach einem derAnsprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Brennstoffstroms umfaßt:

Messen des Brennstoffmassenstroms;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Verbrennungsluftstroms umfaßt:

Messen des Verbrennungsluft-Volumenstroms;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Verbrennungsluft-Volumenstrom basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

Bestimmen eines korrigierten Volumenstroms der Verbrennungsluft basierend auf den Korrekturfaktoren und dem gemessenen Volumenstrom.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Messung des Verbrennungsluftstroms umfaßt:

Messen des Massenstroms der Verbrennungsluft;

Bestimmen von Korrekturfaktoren für den Massenstrom der Verbrennungsluft basierend auf der spezifischen Wärme und der thermischen Leitfähigkeit; sowie

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Bestimmung des Sauerstoftbedarfswertes umfaßt:

Empfangen eines Datensignals von einem Sensor im Brennstoffstrom, welches erste und zweite thermische Leitfähigkeitswerte f&sub1;(x) bzw. f&sub2;(x) wenigstens eines ersten gasförmigen Brennstoffs bei unterschiedlichen ersten und zweiten Temperaturen darstellt;

Empfang eines Datensignals von einem Sensor im Brennstoffstrom, welches einen spezifischen Wärmewert f&sub3;(x) des wenigstens einen ersten gasförmigen Brennstoffs wiedergibt;

Empfang eines Datensignals entsprechend den Polynom-Koeffizientenwerten A&sub1;, A&sub2;, A&sub3;, n1, n2 und n3;

Berechnen des Sauerstoffbedarfswertes Df aus den ersten und zweiten thermischen Leitfähigkeitswerten, dem spezifischen Wärmewert und den Polynom- Koeffizientenwerten gemäß Df= A&sub1;f&sub1;n1(x) A&sub2;f&sub2;n2(x) A&sub3;f&sub3;n3(x).