Способ и устройство для управления атмосферным бойлером, имеющим воздухонепроницаемую атмосферную горелку

Номер патента: 24861

Опубликовано: 31.10.2016

Автор: Бертелли Пьерлуиджи

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ управления для проведения теста на горение бойлера, имеющего воздухонепроницаемую камеру сгорания и оборудованного атмосферной горелкой, которая содержит клапан для управления газом, направляемым в горелку (14), средство (10) детектирования пламени, предназначенное для детектирования пламени, присутствующего в горелке, и для генерирования сигнала, отражающего условия горения, а также средство (13) управления функциональными компонентами бойлера, такими как газовый клапан (15), вентилятор, оснащенный собственным электрическим двигателем, циркуляционный насос или помпа, температурный датчик, при этом средство (13) управления принимает сигнал от средства (10) детектирования пламени и взаимодействует с запоминающим устройством (12), в котором множество рабочих состояний бойлера представляют собой построенные в виде кривых табулированные функции характеристик, связанных с пламенем, тепловой мощностью бойлера и показателем качества сгорания, или лямбдой, отличающийся тем, что с целью выполнения упомянутого теста на горение в рабочем состоянии и в дискретные периоды времени в процессе эксплуатации бойлера, т.е. в заданные моменты времени или при наличии определенного рабочего состояния бойлера

определяют рабочую точку бойлера на одной из таких кривых;

изменяют пропорцию между воздухом для горения и газом, начиная с текущего или действительного рабочего значения, с целью сдвига такой рабочей точки вдоль такой кривой, а также для перемещения ее в направлении нижней точки (X) упомянутой кривой;

оценивают разность сопротивлений rfA-rfCURRENT, где rfCURRENT - мгновенное значение сопротивления пламени, замеренное в момент времени tCURRENT в процессе проведения теста, а rfA - среднее значение пламени, определяемое до начала теста на горение;

при этом проверяют, приводит ли такое изменение упомянутой пропорции к тому, что упомянутая разность сопротивлений достигает заданного значения;

в этом случае считается, что тест имеет положительный результат, и горение, соответствующее вышеупомянутой рабочей точке, считается надлежащим, т.е. в пределах технических требований, при этом прежняя рабочая пропорция между воздухом и газом восстанавливается так, чтобы позволить бойлеру продолжить работу в нормальном режиме, как в начале теста;

в противном случае скорость потока газа изменяют с целью возврата бойлера к рабочей точке, соответствующей надлежащему горению, при котором выполнение последующего теста на горение даст положительный результат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что его выполнение осуществляют в качестве альтернативы в заданные периоды времени либо когда распознаны определенные рабочие условия, такие как изменение сигнала пламени при заданной производительности по сравнению со ссылочным значением, или при обнаружении колебания такого сигнала, которое существенно превышает нормальные уровни.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит путем снижения количества воздуха для горения, подаваемого в горелку (14), причем такое снижение достигают путем вмешательства в работу вентилятора и воздействия на его скорость вращения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом выполняют при сохранении потока газа в горелку постоянным.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит при постоянной скорости потока воздуха, а также путем изменения количества газа, направляемого в горелку (14).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное значение представляет собой наименьшее значение рабочей кривой.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от упомянутой разности сопротивлений и результата ее сравнения с заданной величиной оценивают, необходимо ли изменить пропорцию между воздухом для горения и газом и продолжить проведение оценки такой разности до достижения надлежащего горения либо блокирования или прекращения работы бойлера, если заданный показатель надлежащего горения не достигнут после заданного числа изменений пропорции между воздухом для горения и газом.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что, начиная от состояния, при котором количество газа было снижено для достижения надлежащего горения, если причины, приведшие к вышеупомянутому состоянию, отсутствуют, скорость потока газа увеличивают до достижения заданного показателя надлежащего горения или, если это возможно, возвращают к исходной величине.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что, если определение рабочей точки и изменение пропорции между воздухом для горения и газом выявляют ненадлежащее горение в бойлере, скорость потока газа, поступающего в горелку (14), снижается с целью восстановления надлежащего горения.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что предусматривают предохранительное отключение и новые попытки запуска бойлера либо системное отключение, требующее восстановления вручную, если снижение скорости потока газа не приводит к восстановлению показателя надлежащего горения.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривают управление вентилятором, при этом упомянутое управление осуществляют в процессе проверки рабочей точки бойлера и последующего изменения пропорции между воздухом для горения и газом, причем скорость вращения вентилятора поддерживают или снижают соответственно в зависимости от того, определено ли надлежащее горение или ненадлежащее горение, при котором выброс СО2 ниже заданного уровня, с целью достижения адаптации к выпускным трубам или восстановления эффективности.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в случае распознавания неоптимального горения скорость вращения вентилятора изменяют путем ее увеличения либо, по альтернативному варианту, если скорость вращения является наивысшей, скорость потока газа, поступающего в горелку, снижают, при этом упомянутое снижение осуществляют последовательно некоторое число раз, причем, если требуемый показатель горения не достигнут после некоторого минимального числа изменений, бойлер отключают.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что надлежащее функционирование вентилятора оценивают посредством измерения переменного тока, генерируемого электрическим двигателем последнего, после отключения подачи питания последнего.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АТМОСФЕРНЫМ БОЙЛЕРОМ,ИМЕЮЩИМ ВОЗДУХОНЕПРОНИЦАЕМУЮ АТМОСФЕРНУЮ ГОРЕЛКУ Способ управления бойлером, оборудованным атмосферной горелкой и содержащим клапан для управления газом, направляемым в горелку (14), средство (10) для детектирования пламени в последней, а также средство (13) управления функциональными компонентами бойлера, такими как газовый клапан (15), вентилятор, оснащенный собственным электрическим двигателем, циркуляционный насос или помпа, температурный датчик, при этом упомянутое средство (13) управления взаимодействует с запоминающим устройством (12), в котором множество оптимальных рабочих состояний бойлера представляют собой табулированные функции характеристик, связанных с пламенем, тепловой мощностью и величиной лямбда. Рабочая точка бойлера определяется на одной из таких кривых, изменяется пропорция между воздухом для горения и газом, начиная с текущего рабочего значения, с целью сдвига такой рабочей точки вдоль такой кривой, при этом проверяется, приводит ли такое изменение пропорции к достижению заданного значения, и в этом случае прежняя рабочая пропорция между воздухом и газом восстанавливается, в обратном случае скорость потока газа изменяется с целью достижения оптимальной пропорции для горения. Заявлено также устройство, предназначенное для осуществления такого способа.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БЕРТЕЛЛИ ЭНД ПАРТНЕРС С.р.л. Задача настоящего изобретения заключается в создании способа управления бойлером, оборудованным атмосферной горелкой согласно преамбуле основного пункта формулы изобретения. Другая задача изобретения заключается в создании устройства для реализации упомянутого способа. Как известно, традиционный бойлер упомянутого типа содержит клапан для управления газом, направляемым в горелку, средство детектирования пламени в последней, средство управления функциональными компонентами бойлера, такими как исполнительные механизмы, имеющиеся в бойлере, например вентилятор, приводимый в движение собственным электрическим двигателем (обычно используемый в бойлерах с воздухонепроницаемой камерой сгорания), циркуляционный насос, трехходовой перепускной клапан, температурные датчики и т.д. В "низкопроизводительных" бойлерах, обычно присутствующих на рынке, предусматривается, что наличие необходимой подачи воздуха для горения (а значит оптимального, не загрязняющего окружающую среду горения) обеспечивается компонентами механического типа, например реле давления, помещенным на стороне заборника воздуха для горения или на стороне отвода дымового газа. Это предполагает, помимо существенной дороговизны, наличие ряда недостатков, таких как возможность горения при ненормальных параметрах в случае, например, чрезмерного изменения давления магистрального газа(которое, даже если не предусматривается нормативами, все же может привести к горению, загрязняющему окружающую среду и потенциально опасному для человека), либо в случае изменения качества магистрального газа, либо при наличии определенных препятствий отводу газа, либо в силу производственных, конструкционных или иных допусков. Кроме того, давление на выходе питательного клапана может претерпевать изменения также в силу неумелого обращения или халатности при калибровке самого клапана обслуживающим персоналом; следовательно, рабочие параметры, заданные на стадии проектирования бойлера, могут не обеспечивать в процессе эксплуатации бойлера и в последующее время надлежащего горения (не загрязняющего окружающую среду), о котором говорилось ранее. Наконец, наличие воды в нагревательной системе и/или в первичном гидравлическом контуре, чтобы избежать работы бойлера в отсутствие воды, ведущей к опасности повреждения теплообменных узлов или даже повреждения самого бойлера либо ближайшей окружающей среды, проверяется с помощью механических компонентов (при единичном контакте), которые, наряду с тем, что также существенно повышают дороговизну, могут подвергаться поломкам, а значит терять предписанную им надежность. Известно также, что в бойлерах упомянутого типа наблюдается корреляция между уровнем сигнала пламени (или, скорее, его сопротивлением, определяемым в кОм или величиной тока либо напряжения,пропорциональной сигналу пламени) и качеством сгорания, т.е. содержанием CO, CO2 и аналогичных газов, при этом упомянутая корреляция определяется множеством кривых, соответствующих различным рабочим производительностям, по которым можно определить соотношение между пламенем и качеством сгорания, а также распознать диапазон величин, соответствующих пропорции воздух для горения/газ, необходимой для надлежащей работы бойлера (т.е. в режиме горения, параметры которого не приводят к загрязнению окружающей среды). Документ DE 10220772 касается способа регулирования процесса горения, в частности для горелки,при котором в зону горения помещают датчик, генерирующий измерительный сигнал, отражающий горение. Измерительный сигнал подвергается обработке и регулировке, при которой соотношение топливо-воздух подгоняется к установленному значению, определяемому на основе регулируемого количества воздуха. Исходя из измерительного сигнала, определяется регулировочный сигнал, имеющий предельную величину. Документ DE 10220773 касается способа регулирования процесса горения, в особенности для горелки, при котором в зону горения помещают измерительный элемент, в частности датчик ионизации,доставляющий сигнал, зависящий от горения. Сигнал подвергается обработке с целью задания соотношения топливо-воздух. Упомянутая обработка сигнала предполагает спектральный анализ частот для генерирования регулировочного сигнала. В формуле изобретения также определена схема регулировки процесса горения в горелке. Цель настоящего изобретения - предложить способ и устройство для управления бойлером вышеупомянутого типа, так чтобы он функционировал в режиме горения, не допускающего загрязнения окружающей среды. В частности, цель изобретения заключается в том, чтобы исключить использование механических компонентов для управления тягой в бойлере и обеспечить чистоту сгорания даже в ненормальных рабочих условиях, перечисленных выше. Другая цель изобретения заключается в том, чтобы обеспечить самоадаптируемость управления к длине и типу выпускных труб и/или повысить эффективность, при этом соблюдая чистоту сгорания без помощи дополнительных датчиков. Еще одна задача изобретения, поставленная с целью оптимизации управления упомянутым бойлером, - исключить механические компоненты для контроля давления воды в системе, а также контроля наличия воды и ее циркуляции в динамике, с тем, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию. Эти и другие цели, очевидные для специалистов в данной области техники, достигаются с исполь-1 024861 зованием способа и устройства согласно пунктам формулы изобретения. Эти и другие цели, очевидные для специалистов в данной области техники, достигаются за счет создания способа управления для проведения теста на горение бойлера, имеющего воздухонепроницаемую камеру сгорания и оборудованного атмосферной горелкой, которая содержит клапан для управления газом, направляемым в горелку, средство детектирования пламени, предназначенное для детектирования пламени, присутствующего в горелке, и для генерирования сигнала, отражающего условия горения, а также средство управления функциональными компонентами бойлера, такими как газовый клапан, вентилятор, оснащенный собственным электрическим двигателем, циркуляционный насос или помпа, температурный датчик, при этом средство управления принимает сигнал от средства детектирования пламени и взаимодействует с запоминающим устройством, в котором множество рабочих состояний бойлера представляют собой построенные в виде кривых табулированные функции характеристик, связанных с пламенем, тепловой мощностью бойлера и показателем качества сгорания, или лямбдой, при котором согласно изобретению с целью выполнения упомянутого теста на горение в рабочем состоянии и в дискретные периоды времени в процессе эксплуатации бойлера, т.е. в заданные моменты времени или при наличии определенного рабочего состояния бойлера определяют рабочую точку бойлера на одной из таких кривых; изменяют пропорцию между воздухом для горения и газом, начиная с текущего или действительного рабочего значения, с целью сдвига такой рабочей точки вдоль такой кривой, а также для перемещения ее в направлении нижней точки (X) упомянутой кривой; оценивают разность сопротивлений rfA-rfCURRENT, где rfCURRENT - мгновенное значение сопротивления пламени, замеренное в момент времени tCURRENT в процессе проведения теста, a rfA - среднее значение пламени, определяемое до начала теста на горение; при этом проверяют, приводит ли такое изменение упомянутой пропорции к тому, что упомянутая разность сопротивлений достигает заданного значения; в этом случае считается, что тест имеет положительный результат, и горение, соответствующее вышеупомянутой рабочей точке, считается надлежащим, т.е. в пределах технических требований, при этом прежняя рабочая пропорция между воздухом и газом восстанавливается так, чтобы позволить бойлеру продолжить работу в нормальном режиме, как в начале теста; в противном случае скорость потока раза изменяют с целью возврата бойлера к рабочей точке, соответствующей надлежащему горению, при котором выполнение последующего теста на горение даст положительный результат. Предпочтительно выполнение способа осуществляют в качестве альтернативы в заданные периоды времени, либо когда распознаны определенные рабочие условия, такие как изменение сигнала пламени при заданной производительности по сравнению со ссылочным значением, или при обнаружении колебания такого сигнала, которое существенно превышает нормальные уровни. Предпочтительно изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит путем снижения количества воздуха для горения, подаваемого в горелку, причем такое снижение достигают путем вмешательства в работу вентилятора и воздействия на его скорость вращения. Предпочтительно изменение пропорции между воздухом для горения и газом выполняют при сохранении потока газа в горелку постоянным. Предпочтительно изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит при постоянной скорости потока воздуха, а также путем изменения количества газа, направляемого в горелку. Предпочтительно заданное значение представляет собой наименьшее значение рабочей кривой. Предпочтительно в зависимости от упомянутой разности сопротивлений и результата ее сравнения с заданной величиной оценивают, необходимо ли изменить пропорцию между воздухом для горения и газом и продолжить проведение оценки такой разности до достижения надлежащего горения либо блокирования или прекращения работы бойлера, если заданный показатель надлежащего горения не достигнут после заданного числа изменений пропорции между воздухом для горения и газом. Предпочтительно, начиная от состояния, при котором количество газа было снижено для достижения надлежащего горения, если причины, приведшие к вышеупомянутому состоянию, отсутствуют, скорость потока газа увеличивают до достижения заданного показателя надлежащего горения или, если это возможно, возвращают к исходной величине. Предпочтительно, если определение рабочей точки и изменение пропорции между воздухом для горения и газом выявляют ненадлежащее горение в бойлере, скорость потока газа, поступающего в горелку, снижается с целью восстановления надлежащего горения. Предпочтительно предусматривают предохранительное отключение и новые попытки запуска бойлера, либо системное отключение, требующее восстановления вручную, если снижение скорости потока газа не приводит к восстановлению показателя надлежащего горения. Предпочтительно предусматривают управление вентилятором, при этом упомянутое управление осуществляют в процессе проверки рабочей точки бойлера и последующего изменения пропорции между воздухом для горения и газом, причем скорость вращения вентилятора поддерживают или снижают соответственно в зависимости от того, определено ли надлежащее горение или ненадлежащее горение, при котором выброс CO2 ниже заданного уровня, с целью достижения адаптации к выпускным трубам или восстановления эффективности. Предпочтительно, в случае распознавания неоптимального горения скорость вращения вентилятора изменяют путем ее увеличения, либо, по альтернативному варианту, если скорость вращения является наивысшей, скорость потока газа, поступающего в горелку, снижают, при этом упомянутое снижение осуществляют последовательно некоторое число раз, причем, если требуемый показатель горения не достигнут после некоторого минимального числа изменений, бойлер отключают. Предпочтительно надлежащее функционирование вентилятора оценивают посредством измерения переменного тока, генерируемого электрическим двигателем последнего, после отключения подачи питания последнего. Указанные цели также достигаются за счет создания способа управления бойлером, имеющим воздухонепроницаемую камеру сгорания, оборудованную атмосферной горелкой, содержащей клапан для управления газом, направляемым в горелку, а также средство управления функциональными компонентами бойлера, такими как теплообменник, в котором нагретая вода, находящаяся под давлением, поступает от упомянутой горелки, насос для воды или аналогичное устройство, при котором согласно изобретению обеспечивают запуск горелки с заданной производительностью и на заданное время, расчет количества тепла, запасенного в теплообменнике в течение этого заданного времени при остановленном насосе, контроль временного изменения температуры теплообменника вслед за повторным включением насоса с целью проверки наличия или отсутствия воды в теплообменнике. Предпочтительно разность температуры воды теплообменника на выходе между ее значением, занесенным в память на этапе запасания тепла в теплообменнике при остановленном насосе, и значением,распознанным в моменты времени вслед за повторным включением насоса, лежит в заданных пределах,определяют, что в теплообменнике присутствует вода, при этом вода циркулирует эффективно. Для лучшего понимания настоящего изобретения прилагаются следующие чертежи, представленные лишь в качестве примера, но не в ограничительном смысле, где на фиг. 1 показан пример графика возможных рабочих кривых бойлера, соответствующих различным рабочим производительностям, как функции сгорания (определяемого величиной лямбда) и сопротивления пламени; на фиг. 2 показана блок-схема алгоритма способа по изобретению; на фиг. 3 А, 3 В и 3 С показаны графики, представляющие распознанные напряжения как функции времени по двигателю вентилятора в моменты времени вслед за его выключением, для бойлера, имеющего воздухонепроницаемую камеру сгорания, с момента предшествующих условий высокой, низкой и нулевой скорости вращения соответственно; на фиг. 4 показана блок-схема устройства по изобретению. Управление тягой, а значит горением в бойлере будет описано со ссылкой на фиг. 1, 2 и 4. Давно известно, что посредством электрода, помещенного в пламя, и определенного электронного контура, который снабжает его энергией и измеряет уровень пламени, в бойлерах обычно контролируют сигнал,поступающий из самого пламени, для проверки "качества" сгорания, а значит не приводит ли оно к загрязнению окружающей среды и соответствует ли техническими требованиями. Контролируя сигнал пламени в качестве сигнала обратной связи, можно задать соответствующее протекание процесса горения. Сигнал пламени, однако, сам по себе непросто использовать для этой цели, поскольку на него оказывают влияние эксплуатационные допуски, горелка, мощность горения; кроме того, даже для одной и той же прикладной модели (например, одного и того же бойлера) расхождение параметров (опять же, в силу производственных допусков, вида оборудования и т.д.) таково, что простое задание абсолютного рабочего уровня недостаточно, т.е. если сослаться на фиг. 1, нельзя рассматривать распознанный уровень пламени, равный В', например, как несоответствующий надлежащему режиму горения, если надлежащее значение в абсолютном выражении равно А. Это связано с тем, что пламя в качестве сигнала обратной связи при горении используется в бойлерах или атмосферной горелке некорректно. С этой целью был разработан тест на надлежащее горение, проводимый в заданные моменты времени или при наличии определенных рабочих условий в бойлере. В основе теста лежит корреляция между пламенем и горением, полученная каким бы то ни было образом посредством компонента 10, заложенная в память соответствующего запоминающего устройства 12 средства управления 13 работой горелки 14 (содержащей традиционные электрические и/или электронные составляющие, а также предпочтительно микропроцессор, тем самым определяя, совместно с запоминающим устройством, программируемую систему управления) бойлера и используемая для вмешательства в работу клапана 15 для подачи газа в горелку 14. Как известно, данная корреляция определяет кривую, связывающую для заданной рабочей точки бойлера величину сигнала пламени с изменением величины лямбда (показателем качества сгорания) согласно примеру на фиг. 1. Когда характерная рабочая кривая для конкретного устройства (или бойлера), заданная на этапе конструирования и претворения в жизнь, определена с заданными интервалами времени, либо когда распознаны определенные рабочие условия (указанные ниже) в ходе эксплуатации бойлера, происходит точное позиционирование вышеупомянутой рабочей точки, пробегающей вдоль соответствующей кривой. В отношении определенных рабочих условий, о которых говорилось выше, если рабочая производительность стабильна, распознавание отклонения, связанного с сигналом пламени, который сместился,-3 024861 например, из начальной точки А в другую точку В' (см. фиг. 1), может послужить поводом для проведения теста. Данное отклонение само по себе является условием, но необязательно достаточным, свидетельствующим о необходимости определения изменения режима горения, не затрагивая сущности явления. Другое аномальное условие, которое может потребовать проведения теста на горение, обнаружение амплитуды колебаний сигнала пламени (обычно присутствующей), существенно превышающей уровень,считающийся нормальным. Рабочая точка перемещается по заданной кривой благодаря снижению количества воздуха для горения, подаваемого в горелку; это достигается, например, выключением вентилятора или снижением скорости вентилятора (например, путем воздействия на обычную систему управления для индукционных двигателей переменного тока напряжением 230 В, например посредством разделения фаз, подаваемых на двигатель вентилятора). Эти операции выполняются при сохранении постоянной скорости потока газа, выходящего из клапана 15 и направляемого в горелку 14. По альтернативному варианту можно получить аналогичный результат путем изменения качества газа, направляемого в горелку 14 (например, путем увеличения давления газа на выходе), воздействуя на соответствующий управляющий клапан 15, поддерживающий подачу воздуха на постоянном уровне. Таким образом, рабочая точка сдвигается (влево на графике), следуя кривой, на которой она расположена. Могут быть получены следующие результаты (со ссылкой также на фиг. 2): а) начальная рабочая точка соответствует норме (например, в окрестности точки А) (т.е. она располагается на надлежащих рабочих кривых для контролируемого бойлера, при этом скорости потоков воздуха и газа таковы, чтобы обеспечить оптимальное горение), и в этом случае сигнал пламени (выражаемый величиной сопротивления) снижается на заданную величину до совпадения, когда отклонение является максимально возможным, с самой нижней точкой кривой (X), а далее снова повышается. Если разность сопротивлений rfA-rfCURRENT (где rfCURRENT - мгновенное значение сопротивления пламени, замеренное в момент времени tCURRENT в процессе проведения теста, a rfA - среднее значение пламени, определенное до начала теста на горение) достигает, по меньшей мере, одного заданного значения (оно может достигаться даже до достижения нижней точки X), считается, что тест имеет положительный результат,после чего вентилятор запускается снова и устройство продолжает работать в нормальном режиме;b) если рабочая точка смещается из положения (А) в область ненадлежащего горения (В или В'),вследствие изменения пропорции между воздухом для горения и газом сигнал пламени снижается на величину меньше заданной. Это приводит к отрицательному результату теста на горение. Данный результат влечет корректирующие действия, выраженные в снижении скорости потока газа на выходе клапана с целью возвращения устройства к работе в точке (С) надлежащего горения, при котором выполнение следующего теста на горение даст положительный результат. Предпочтительно (но необязательно) определяется максимальный диапазон коррекции давления газа на выходе, после исчерпания которого последующий тест на горение, имеющий отрицательный результат, приводит к предохранительному отключению вследствие ненадлежащего горения. Согласно данному способу существует возможность (необязательное условие) повторной попытки запуска бойлера, при этом, если данное состояние повторяется после "n"-го числа попыток, следует системное отключение (рабочее состояние может быть восстановлено возвратом вручную). Если условия, определяющие ненадлежащее горение, не действуют, используя тот же способ и при наличии положительных результатов тестов на горение, давление на выходе может быть более или менее постепенно возвращено к промежуточному значению или даже к начальному значению. Следовательно, одно из преимуществ системы заключается в том, что она способна работать (а значит обеспечивать удобства пользователю) в условиях чистого сгорания, в присутствии препятствий для прохождения воздуха (обычно возможных в оборудовании, например, таких как лед на воздуховодах),превышающих те, что имеются в традиционных системах, просто за счет работы с меньшей производительностью. Проведенный тест представляет собой тест по критерию "выполнено - не выполнено" согласно логической схеме, представленной на фиг. 2, приведенной ниже. На этой фигуре, которая относится к реализованному тесту, проведенному посредством снижения подачи воздуха, блок 20 определяет начало процедуры согласно указанному выше способу, блок 21 указывает первоначальный замер величины пламени, а блок 22 - действия, пригодные для изменения пропорции между воздухом для горения и газом посредством выключения вентилятора или снижения его скорости (либо, по альтернативному варианту, посредством изменения скорости потока или давления газа, поступающего в горелку). В блоке 23 измеряется мгновенное значение пламени и далее осуществляется проверка, превышает ли разность сопротивлений установленное значение (блок 24) или ниже него. Если ответ положительный, скорость вентилятора снова возрастает или вентилятор запускается повторно, при этом, если это необходимо, скорость потока газа, поступающего в горелку, увеличивается(блок 25), или она сохраняется без изменения, если соответствует максимальному значению, обычно установленному заранее, определяющему максимальную производительность. Если ответ отрицательный,в блоке 26 разность сопротивлений оценивается снова, причем, если такая оценка дает отрицательный результат, в блоке 27 скорость потока газа снижается. В блоке 28 оценивается достигнутая величина снижения скорости потока газа, при этом, если она меньше заданной максимальной величины снижения, процедура прекращается с помощью блока 30 либо горелка отключается (блок 29). В качестве дополнительного преимущества, благодаря вышеописанным рабочим режимам, в отличие от решений, используемых в настоящее время, в которых необходимо применять дополнительные элементы к базовой "механической" конфигурации для адаптации горения к различным типовым особенностям и длинам выпускных труб для выброса газа в окружающую среду, либо для восстановления(увеличения) эффективности устройства, когда последнее это позволяет сделать, используя изобретения(тест на надлежащее горение), имеется возможность адаптировать скорость вентилятора к длине и сечению выпускных труб либо снизить там, где это возможно, скорость вентилятора, тем самым повышая эффективность горения в бойлере. Это достигается совместно с управлением скоростью вентилятора(реализуемого, как будет описано, например, посредством разделения фаз для вентиляторов переменного тока напряжением 230 В) и позволяет определить с достаточной степенью приближения точку надлежащего горения. Данная функция выполняется в настоящее время в используемых системах следующим образом: вручную, путем добавления диафрагм (ограничений для прохождения воздуха через все более короткие выпускные трубы), либо автоматически, путем введения в бойлер датчика потока воздуха или давления и регулировки скорости вентилятора на основе сигнала, связанного с зарегистрированным потоком воздуха. Согласно изобретению процедура выполняется следующим образом: выполняется вышеупомянутый тест, начиная с пониженной рабочей скорости (ниже максимальной); результат теста используется для подтверждения или изменения рабочей скорости вентилятора, в частности: если тест выявляет надлежащее горение в пределах заданных параметров, текущая скорость вентилятора подтверждается для заданной рабочей производительности (в этом случае система работает с надлежащей скоростью воздушного потока); если тест выявляет неполное сгорание (СО 2 ниже заданного уровня), максимальная рабочая скорость снижается и используется в качестве точки отсчета для последующего теста на горение, после чего если тест выявляет ненадлежащее горение, имеются следующие возможности: если текущая рабочая скорость меньше максимальной, рабочая скорость увеличивается; или если текущая рабочая скорость уже достигла максимальной рабочей скорости, выполняется процедура по пункту b), приведенная выше (в отношении анализа на фиг. 1), снижающая скорость потока газа и при необходимости отключающая бойлер, если после "n"-го числа попыток регулировки, направленных на получение надлежащего горения, требуемый уровень последнего не достигнут. Эта опция может быть использована совместно с предыдущей, а может и не использоваться для управления работой бойлера. Для обнаружения ненормальных условий с самого начала вышеописанный тест на горение может быть связан (даже если это необязательно) с вышеописанной детекторной схемой востребованной активации компонента для создания тяги, а значит вентилятора, посредством замера тока или "альтернирующей" функции самого двигателя. С этой целью предусмотрена схема, пригодная для детектирования переменного сигнала тока, генерируемого двигателем при его отключении, а также имеется алгоритм управления, который предусматривает: включение вентилятора; его отключение (по истечении заданного времени), а также измерение тока или переменного напряжения, генерируемого на фазе замедления. Разработанный алгоритм позволяет получить информацию в отношении того, работает ли вентилятор (совершает вращение), соединен ли он с сетью, а также получить качественную оценку скорости вращения. На фиг. 3 А-3 С показано распознанное "поведение" двигателя вентилятора, который обычно используется в газовых бойлерах. Во время испытаний подача питания на вентилятор прекращается (после того,как он был запущен до этого примерно на 0,5-10 с). На указанных фигурах показано изменение напряжения на вентиляторе, генерируемого благодаря "эффекту альтернирования" его двигателя после того, как он отключен. Число, амплитуда и частота циклов изменения сгенерированного напряжения (детектируемого средством 13 управления и зависящего от типа и модели вентилятора) выявляют предшествующие условия вращения самого вентилятора. Если обнаружено, что вращение отсутствует (фиг. 3 С), выполняется защитное действие (например,предохранительное отключение и повторный запуск, если устройство уже было включено, либо запуск с пониженной производительностью, либо при несостоявшемся запуске, если устройство пребывало в режиме готовности при выключенной горелке). Чтобы полностью контролировать бойлер, а также снизить его стоимость, в устройстве, работаю-5 024861 щем с водой под давлением, содержащейся в теплообменнике и нагреваемой горелкой, предусмотрена следующая методика. Предусмотрено испытание на циркуляцию, выполняемое следующим образом: запускается горелка 14, которая работает с заданной производительностью Qn в течение заданного времени Tn. Производительность и временной интервал задаются на этапе проектирования и зависят от веса, материала самого теплообменника и от количественного содержания в нем воды. Временной интервал и производительность должны быть рассчитаны так, чтобы, по меньшей мере, не вызвать повреждения теплообменника в случае отсутствия водыи/или циркуляции. Кроме того, они должны быть рассчитаны так, чтобы обеспечить заданное повышение температуры воды, содержащейся внутри теплообменника, что впоследствии используется (как описано ниже) для определения фактического присутствия воды и активной циркуляции. В это время выполняется расчет количества тепла, запасенного в горелке (определяемого путем интегрирования производительности горелки), а также регистрируется температура на выходе. Если повышение температуры не обнаружено при повышенной взаимной проводимости (задаваемой на этапе определения параметров, относящихся к рассматриваемой функции и зависящих от типа теплообменника, температурного датчика и т.д.) и составляет либо превышает определенное значениеDtl, выражаемое в К/с, горелка 14 выключается, поскольку в теплообменнике определено отсутствие воды, следовательно, температура передается на датчик теплопроводности металла, образующего теплообменник, и не снижается вследствие наличия в нем воды. В обратном случае средняя температура на выходе передается в запоминающее устройство. Далее запускается циркуляционный насос или помпа (на фигурах отсутствует). Если циркуляционный насос работает и в теплообменнике имеется вода, должно быть обнаружено мгновенное повышение температуры, определяемое количеством тепла, запасенного в теплообменнике, и зависящее от веса, материала последнего, а также количества в нем воды. Если испытание дало положительный результат (Dtl находится в пределах, заданных на этапе проектирования), работа бойлера с включенной горелкой (нормальная работа) может продолжаться. В противном случае горелка выключается, при этом, если это требуется, выполняются один или несколько этапов повторных испытаний. Проводимое динамическое испытание предоставляет информацию о наличии воды/активной циркуляции и позволяет исключить реле абсолютного давления либо расходомер в циркуляционном контуре, обычно присутствующие в бойлерах. Описан частный вариант осуществления изобретения. Возможны также другие варианты осуществления, не выходящие за пределы объема притязаний формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления для проведения теста на горение бойлера, имеющего воздухонепроницаемую камеру сгорания и оборудованного атмосферной горелкой, которая содержит клапан для управления газом, направляемым в горелку (14), средство (10) детектирования пламени, предназначенное для детектирования пламени, присутствующего в горелке, и для генерирования сигнала, отражающего условия горения, а также средство (13) управления функциональными компонентами бойлера, такими как газовый клапан (15), вентилятор, оснащенный собственным электрическим двигателем, циркуляционный насос или помпа, температурный датчик, при этом средство (13) управления принимает сигнал от средства (10) детектирования пламени и взаимодействует с запоминающим устройством (12), в котором множество рабочих состояний бойлера представляют собой построенные в виде кривых табулированные функции характеристик, связанных с пламенем, тепловой мощностью бойлера и показателем качества сгорания,или лямбдой, отличающийся тем, что с целью выполнения упомянутого теста на горение в рабочем состоянии и в дискретные периоды времени в процессе эксплуатации бойлера, т.е. в заданные моменты времени или при наличии определенного рабочего состояния бойлера определяют рабочую точку бойлера на одной из таких кривых; изменяют пропорцию между воздухом для горения и газом, начиная с текущего или действительного рабочего значения, с целью сдвига такой рабочей точки вдоль такой кривой, а также для перемещения ее в направлении нижней точки (X) упомянутой кривой; оценивают разность сопротивлений rfA-rfCURRENT, где rfCURRENT - мгновенное значение сопротивления пламени, замеренное в момент времени tCURRENT в процессе проведения теста, а rfA - среднее значение пламени, определяемое до начала теста на горение; при этом проверяют, приводит ли такое изменение упомянутой пропорции к тому, что упомянутая разность сопротивлений достигает заданного значения; в этом случае считается, что тест имеет положительный результат, и горение, соответствующее вышеупомянутой рабочей точке, считается надлежащим, т.е. в пределах технических требований, при этом прежняя рабочая пропорция между воздухом и газом восстанавливается так, чтобы позволить бойлеру продолжить работу в нормальном режиме, как в начале теста; в противном случае скорость потока газа изменяют с целью возврата бойлера к рабочей точке, со-6 024861 ответствующей надлежащему горению, при котором выполнение последующего теста на горение даст положительный результат. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что его выполнение осуществляют в качестве альтернативы в заданные периоды времени либо когда распознаны определенные рабочие условия, такие как изменение сигнала пламени при заданной производительности по сравнению со ссылочным значением, или при обнаружении колебания такого сигнала, которое существенно превышает нормальные уровни. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит путем снижения количества воздуха для горения, подаваемого в горелку (14), причем такое снижение достигают путем вмешательства в работувентилятора и воздействия на его скорость вращения. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом выполняют при сохранении потока газа в горелку постоянным. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение пропорции между воздухом для горения и газом происходит при постоянной скорости потока воздуха, а также путем изменения количества газа, направляемого в горелку (14). 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заданное значение представляет собой наименьшее значение рабочей кривой. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от упомянутой разности сопротивлений и результата ее сравнения с заданной величиной оценивают, необходимо ли изменить пропорцию между воздухом для горения и газом и продолжить проведение оценки такой разности до достижения надлежащего горения либо блокирования или прекращения работы бойлера, если заданный показатель надлежащего горения не достигнут после заданного числа изменений пропорции между воздухом для горения и газом. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что, начиная от состояния, при котором количество газа было снижено для достижения надлежащего горения, если причины, приведшие к вышеупомянутому состоянию, отсутствуют, скорость потока газа увеличивают до достижения заданного показателя надлежащего горения или, если это возможно, возвращают к исходной величине. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что, если определение рабочей точки и изменение пропорции между воздухом для горения и газом выявляют ненадлежащее горение в бойлере, скорость потока газа,поступающего в горелку (14), снижается с целью восстановления надлежащего горения. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что предусматривают предохранительное отключение и новые попытки запуска бойлера либо системное отключение, требующее восстановления вручную, если снижение скорости потока газа не приводит к восстановлению показателя надлежащего горения. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что предусматривают управление вентилятором, при этом упомянутое управление осуществляют в процессе проверки рабочей точки бойлера и последующего изменения пропорции между воздухом для горения и газом, причем скорость вращения вентилятора поддерживают или снижают соответственно в зависимости от того, определено ли надлежащее горение или ненадлежащее горение, при котором выброс СО 2 ниже заданного уровня, с целью достижения адаптации к выпускным трубам или восстановления эффективности. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в случае распознавания неоптимального горения скорость вращения вентилятора изменяют путем ее увеличения либо, по альтернативному варианту, если скорость вращения является наивысшей, скорость потока газа, поступающего в горелку, снижают, при этом упомянутое снижение осуществляют последовательно некоторое число раз, причем, если требуемый показатель горения не достигнут после некоторого минимального числа изменений, бойлер отключают. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что надлежащее функционирование вентилятора оценивают посредством измерения переменного тока, генерируемого электрическим двигателем последнего, после отключения подачи питания последнего.

МПК / Метки

МПК: F23N 1/08, F23N 5/12, F23D 14/60, F23N 1/02, F23N 5/00

Метки: воздухонепроницаемую, атмосферную, бойлером, имеющим, управления, способ, устройство, атмосферным, горелку

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-24861-sposob-i-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-atmosfernym-bojjlerom-imeyushhim-vozduhonepronicaemuyu-atmosfernuyu-gorelku.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ и устройство для управления атмосферным бойлером, имеющим воздухонепроницаемую атмосферную горелку</a>

Похожие патенты