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Die Erfindung bezieht sich auf eine vollautomatische Regelungseinrichtung für Zentralheizungskessel bzw.
Ölöfen mit Verdampfungsbrenner, bei welcher ein von einem Vorlauf-oder Raumthermostat ansteuerbares, mit dem Kontakt des Vorlauf-oder Raumthermostaten in Serie liegendes Zeitrelais vorgesehen ist, durch welches ein von einem Anlegethermostat gesteuerter Zündstab, die Bimetall-Heizwicklung eines Ölreglers, ein in der Ölzufuhrleitung zum Brenner liegendes Magnetventil sowie gegebenenfalls eine Ölförderpumpe und/oder ein
Brennergebläse an die Netzspannung anschaltbar sind.
Eine derartige Regelungseinrichtung ist bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 2320892) und hat gegenüber den früher zumeist verwendeten Regelungseinrichtungen für Heizanlagen mit Verdampfungsbrennern, welche lediglich eine Gross-Klein-Regelung zuliessen, den Vorteil einer echten Ein-Aus-Regelung, wobei durch das
Zeitrelais ein Wiederzünden eines noch betriebswarmen Brenners, das zu explosionsartigen Entzündungen führen könnte, vermieden wird.
Nachteilig an einer solchen Einrichtung ist aber, dass die bisher verwendeten mechanischen Zeitrelais relativ viel Platz beanspruchen und daher eine Zusammenfassung der elektrischen Steuereinrichtung auf engstem Raum nicht möglich ist. Zwar drängt sich im Hinblick auf die Behebung dieses Mangels die Verwendung von auf kleinstem Raum unterbringbaren elektronischen Zeitrelais förmlich auf, doch konnten bisher derartige Relais für diesen Zweck nicht herangezogen werden, da elektronische Relais gegen äussere und/oder innere Störeinflüsse anfällig sind und es auf Grund solcher Störeinflüsse, zu denen vor allem vom Netz her induktiv eingebrachte
Störspannungen zählen, unter Umständen zur frühzeitigen Einschaltung (d.
h. vor Ablauf der eingestellten
Ansprechzeit) des Relais kommen könnte, was bei noch betriebswarmem Brenner und noch nicht zündbereitem
Zündstab wieder zu gefährlichen explosionsartigen Entzündungen des einfliessenden Heizöles führen würde.
Weiters ist es gerade bei gedrängter Bauweise nicht völlig auszuschliessen, dass es durch thermische Einflüsse zu gegenseitigen Beeinflussungen der einzelnen Elemente der Regelungseinrichtung derart kommt, dass der Vorlauf- oder Raumthermostat nicht abschaltet bzw. das Magnetventil die weitere Ölzufuhr zum Brenner bei Erreichen einer bestimmten Temperatur nicht unterbindet.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, diese Nachteile bei einer vollautomatischen Regelungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art zu vermeiden und die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass einerseits in Serie mit dem Kontakt des, vorzugsweise elektronischen, Zeitrelais sowie anderseits parallel zum Zündstab ein
Thermorelais liegt, durch das die Bimetall-Heizwicklung des Ölreglers und das Magnetventil sowie, falls vorhanden, die Ölförderpumpe und/oder das Brennergebläse gegenüber dem Zündstab zeitverzögert an die
Netzspannung anschaltbar sind, und dass ein zusätzlicher Sicherheitskreis vorgesehen ist, der einen
Sicherheitsthermostaten und ein weiteres, in der Ölzufuhrleitung zum Brenner liegendes Magnetventil umfasst,
dessen Erregerwicklung parallel zur Heizwicklung des Ölreglers und zur Erregerwicklung des erstgenannten
Magnetventils liegt und über den Kontakt des Sicherheitsthermostaten an die Netzspannung angeschaltet ist.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass bei Einschaltung des Ölreglers und des Magnetventils der Zündstab bereits die für eine Entzündung des einfliessenden Heizöles erforderliche Temperatur erreicht hat, so dass für den unvorhergesehenen Fall einer frühzeitigen Einschaltung des Relais bei noch betriebswarmem Brenner die schlagartige Entzündung des Heizöles vermieden bzw. auf ein ungefährliches und für den Ausnahmefall durchaus tragbares Mass abgeschwächt wird. Der vom Sicherheitsthermostaten und dem zusätzlichen Magnetventil gebildete
Sicherheitskreis ist hiebei für den Fall vorgesehen, dass der Vorlauf-oder Raumthermostat durch ein Versagen nicht abschaltet bzw. dass das vom Raumthermostaten gesteuerte Magnetventil gestört wird.
In einem solchen
Fall spricht der Sicherheitsthermostat bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Brenners bzw. des
Vorlaufes oder gegebenenfalls auch des zu beheizenden Raumes an und unterbricht die Stromzufuhr zum zusätzlichen Magnetventil, so dass dieses schliesst und eine weitere ölzufuhr zum Brenner unterbindet. Vorzugsweise liegen hiebei im Rahmen der Erfindung der Kontakt des Sicherheitsthermostaten und die Erregerwicklung des zusätzlichen Magnetventils in Serie und es ist diese Serienschaltung dem Zeitrelais parallelgeschaltet, wodurch sich ein einfacher und übersichtlicher Schaltungsaufbau ergibt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Sicherheitsthermostat ein verriegelnder Thermostat, um ein Wiedereinschalten der Anlage vor Behebung des aufgetretenen Fehlers zu verhindern.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Ölzuführung und des Brennertopfes, die auch die räumliche Zuordnung der einzelnen Bauelemente veranschaulicht, und Fig. 2 das elektrische Schaltbild der erfindungsgemässen Regelungseinrichtung.
Vom nicht dargestellten öltank führt eine Ölzufuhrleitung--L-- (Fig. l) zum Brenner--B--, in welcher das öl in Richtung des Pfeiles fliesst. In der Ölzufuhrleitung--L--sitzt ein herkömmlicher Ölregler --ÖR--, der im wesentlichen aus einem bimetallbetätigten Regelventil besteht. Die Anschlüsse der Bimetall-Heizwicklung sind mit--l und 2--bezeichnet.
Zwischen Ölregler--OR--und Brenner--B--sitzt ein Magnetventil--MV1--, das die ölzufuhr zum Brenner im Zuge der Ein-Aus-Regelung ein-bzw. abschaltet. Die Klemmen der Erregungswicklung des Magnetventils--MV1--sind mit--3 und 4--bezeichnet. Zwischen dem Öltank und dem Ölregler --OR-- ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel weiters ein einem besonderen Sicherheitskreis, der im
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folgenden noch näher beschrieben werden wird, angehörendes zweites Magnetventil-MV2--vorgesehen. Die
Klemmen der Erregungswicklung dieses Magnetventils sind mit-5 und 6-bezeichnet.
In den Brenner--B-ragt der Zündstab--ZS--, eine Glühspirale mit den Anschlüssen-7 und 8--, wobei üblicherweise im Boden des Brenners eine um den Zündstab herum schematisch angedeutete Ausnehmung zur Aufnahme der für den Zündvorgang benötigten Ölmenge vorgesehen ist. Am äusseren Mantel des
Brennertopfes sitzt der Anlegethermostat--AT--, der in bekannter Weise den Zündstromkreis bei Erreichen der Betriebstemperatur des Brenners unterbricht.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Regeleinrichtung die Spannung aus einem Gleich- oder
Wechselstromnetz über einen Netzschalter --NS-- zugeführt, wobei eine Netzkontrollampe--LN-- (rot) die
Betriebsbereitschaft der Regeleinrichtung anzeigt. Parallel zu dieser Lampe liegt eine Serienschaltung, bestehend aus einem herkömmlichen Brandschutzschalter--BS--, dem Kontakt--st--eines Sicherheitsthermostaten - und der Wicklung des Sicherheitsmagnetventils --MV2--. Mit dem Brandschutzschalter --BS-- in
Serie liegt weiters der Kontakt--vt--des Vorlauf-oder Raumthermostaten--VT--und eine zugehörige
Kontrollampe--LT-- (gelb).
In Serie mit dem Kontakt--vt-liegt ein elektronisches Zeitrelais--ZR--, das vorzugsweise eine einstellbare Ansprechverzögerung von 5 bis 20 min aufweist, womit eine Anpassung der
Regeleinrichtung an alle praktisch vorkommenden Fälle möglich ist.
Das Zeitrelais--ZR--schaltet über seinen Kontakt--zr--eine Serienschaltung, bestehend aus dem
Kontakt-at-des Anlegethermostaten und der Zündstabanspeisung-ZS-sowie ein parallel zu dieser
Serienschaltung liegendes Thermorelais--TR--an die Netzspannung, das seinerseits über seinen Kontakt - tr-die Bimetall-Heizwicklung des Ölregler--ÖR--sowie das Magnetventil--M VI--gegenüber dem Zündstab--ZS--zeitverzögert an die Netzspannung anschaltet.
Zur Kontrolle der Arbeitsstellung des Zeitrelais - ist eine Kontrollampe--LZ-- (blau) vorgesehen, während der Betriebszustand der Verbraucher - ÖR und MV1--durch Aufleuchten einer zu diesen parallelgeschalteten Brennerkontrollampe--LB-- (grün) angezeigt wird. Beinhaltet die Einrichtung eine Ölförderpumpe --ÖP-- und/oder ein Brennergebläse --BG--, so sind diese, wie in Fig. 2 strichliert angedeutet, mit der Bimetall-Heizwicklung des Ölreglers --ÖR-- und dem Magnetventil --MV1-- parallelgeschaltet und werden gleichzeitig mit diesen an die Netzspannung angeschlossen.
Die Betriebsweise des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles ist wie folgt :
Nach dem Einschalten des Netzschalters--NS--leuchtet die Netzkontrollampe--LN--auf und die Anlage ist betriebsbereit. Bei Wärmebedarf schliesst der Kontakt--vt--des Vorlauf-oder Raumthermostaten --VT--, was durch die Kontrollampe--LT--angezeigt wird, und das elektronische Zeitrelais--ZR-- wird an Spannung gelegt. Nach Ablauf der eingestellten Ansprechzeit des Zeitrelais--ZR-schliesst dessen Kontakt--zr--, die Kontrollampe--LZ--leuchtet auf, und der Zündstab--ZS--wird über den geschlossenen Ruhekontakt--at--des Anlegethermostaten--AT--an die Netzspannung angeschaltet, im allgemeinen über einen Zündtransformator.
Gleichzeitig wird die Spannung auch an das parallel zum Zündstab liegende Thermorelais-TR-angelegt, dessen Ansprechzeit vorzugsweise etwa 60 bis 90 sec beträgt. Diese Ansprechzeit entspricht der Anlaufzeit für die Zündung, so dass zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Thermorelais --TR-- seinen Kontakt--tr--schliesst und die Bimetall-Heizwicklung des Ölreglers--ÖR--und das Magnetventil--MV1--sowie gegebenenfalls die Ölförderpumpe --ÖP-- und/oder das Brennergebläse --BG-- an die Netzspannung anschaltet, die Zündung mit Sicherheit betriebsbereit ist und das einfliessende öl sofort zündet.
Dank dieser gegenüber dem Zündstab--ZS--bis zu dessen Betriebsbereitschaft zeitverzögerten Anschaltung des Ölreglers--ÖR--und des Magnetventils--MV1--wird bei einem unvorhergesehenen vorzeitigen Ansprechen des elektronischen Zeitrelais durch äussere und/oder innere Störungseinflüsse eine schlagartige Entzündung des einfliessenden öles auf Grund eines noch betriebswarmen Brenners in ihrer Auswirkung auf ein ungefährliches Mass abgeschwächt.
Die spannungsbeaufschlagte Bimetall-Heizwicklung des OIreglers--OR--regelt den ölzufluss in der Brennphase des Brenners--B--auf herkömmliche Weise. Bei Erreichen der Solltemperatur (Vorlauf- oder Raumtemperatur) öffnet der Kontakt-vt--, das Magnetventil--MV1--wird stromlos und unterbricht den
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Regeleinrichtung.
Der aus dem Sicherheitsthermostaten--ST--und dem Magnetventil-MV2--bestehende Sicherheitskreis ist für den Fall vorgesehen, dass der Vorlauf-oder Raumthermostat-VT-durch ein Versagen nicht abschaltet. Schliesst z. B. das Magnetventil--MV1-nicht dicht, so dass dauernd Öl nachrinnt und die Temperatur im Brenner-B-zu hoch wird und wird dies infolge des Vorlauf-und
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werden sollte, heizen. In diesem Fall spricht aber dann der Sicherheitsthermostat--ST--bei Erreichen einer bestimmten Temperatur an und unterbricht die Stromzufuhr zum Magnetventil-MV2-, so dass dieses
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schliesst und eine weitere Ölzufuhr zum Brenner-B--unterbindet.
Im allgemeinen liegt das Magnetventil --MV2--, gesehen in Fliessrichtung des öles in der ölzufuhrleitung-L-, vor dem Ölregler-ÖR- (Fig. 1). Es bildet also das zusätzliche Magnetventil--MV2--eine zusätzliche Sicherung für den Fall, dass das Magnetventil --MV1-- infolge eines mechanischen Fehlers bzw. einer Verschmutzung oder eines elektrischen Defektes nicht verlässlich schliesst. Dadurch wird verhindert, dass es zu einem Überschwingen der Temperatur kommt.
Zweckmässig wird als Sicherheitsthermostat--ST--ein verriegelnder Thermostat verwendet, um ein Wiedereinschalten der Anlage vor Behebung des aufgetretenen Fehlers zu verhindern.
Ein weiterer Vorteil des erwähnten Sicherheitskreises besteht darin, dass bei Ausfall bzw. technischen
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Heizanlage aufrechterhalten werden kann, ebenso wie auch ein Probebetrieb bzw. Versuchsbetrieb des Brenners für Servicezwecke möglich ist. Dies geschieht in der Weise, dass das Magnetventil--MV1--auf freien Durchgang gestellt wird, was z. B. durch Ausklinken der Ventilsperre möglich ist. Der auf dem Ölregler-ÖR- üblicherweise vorgesehene bimetallbeheizte Steueraufsatz wird ebenfalls auf Handbetrieb gestellt, so dass der Ölregler händisch wie bei einem ölofen betätigt werden kann. Die Zündung kann dann ebenfalls händisch erfolgen, z. B. durch Zünden mit einem Zündholz.
In einem solchen Fall erfolgt die Temperaturregelung nur mehr grob von Hand aus, u, zw. durch Verstellen der einzelnen Reglerstellungen des ölreglers--ÖR--. In diesem Fall übernimmt der Sicherheitsthermostat--ST--zusammen mit dem Magnetventil--MV2--die Temperaturüberwachung, wobei bei Überschreiten der fix eingestellten Maximaltemperatur des Sicherheitsthermostaten--ST--dieser das Magnetventil--MV2--abschaltet und dadurch die ölzufuhr zum Brenner--B--absperrt. Ein Wiedereinschalten ist nur von Hand aus möglich. Dadurch kann bis zur Behebung des Schadens die Anlage in Notbetrieb betrieben werden, was für Räume, in denen ein Heizungsausfall schwerwiegende Folgen haben kann, einen wesentlichen Vorteil darstellt.
Zweckmässig wird das Thermorelais--TR--vom elektronischen Zeitrelais--ZR--getrennt in einem eigenen Gehäuse untergebracht, um zu verhindern, dass das Zeitrelais der Wärmeabstrahlung des Thermorelais ausgesetzt ist, was unter Umständen zu Schaltungenauigkeiten bzw. einer Beschädigung eines (elektronischen) Bauteils des Zeitrelais führen könnte.
Des weiteren empfiehlt es sich, den elektrischen Steuerteil, der zweckmässig zu einer einzigen Einheit zusammengefasst ist, nicht am oder in unmittelbarer Nähe des Heizungskessels oder Ölofens, sondern von der direkten Wärmeabstrahlung des Heizgerätes geschützt, gegebenenfalls in einem andern Raum, unterzubringen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vollautomatische Regelungseinrichtung für Zentralheizungskessel bzw. ölöfen mit Verdampfungsbrenner, bei welcher ein von einem Vorlauf-oder Raumthermostat ansteuerbares, mit dem Kontakt des Vorlaufoder Raumthermostaten in Serie liegendes Zeitrelais vorgesehen ist, durch welches ein von einem Anlegethermostat gesteuerter Zündstab, die Bimetall-Heizwicklung eines ölreglers, ein in der Ölzufuhrleitung zum Brenner liegendes Magnetventil sowie gegebenenfalls eine Ölförderpumpe und/oder ein Brennergebläse an die
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(zr) des, vorzugsweise elektronischen, Zeitrelais (ZR) sowie anderseits parallel zum Zündstab (ZS) ein Thermorelais (TR) liegt, durch das die Bimetall-Heizwicklung des ölreglers (ÖR) und das Magneventil (MV1) sowie, falls vorhanden, die ölförderpumpe (ÖP)
und/oder das Brennergebläse (BG) gegenüber dem Zündstab (ZS) zeitverzögert an die Netzspannung anschliessbar sind, und dass ein zusätzlicher Sicherheitskreis vorgesehen ist, der einen Sicherheitsthermostaten (ST) und ein weiteres, in der ölzufuhrleitung (L) zum Brenner (B) liegendes Magnetventil (MV2) umfasst, dessen Erregerwicklung (5,6) parallel zur Heizwicklung (1, 2) des ölreglers (ÖR) und zur Erregerwicklung (3,4) des erstgenannten Magnetventils (MV1) liegt und über den Kontakt (st) des Sicherheitsthermostaten (ST) an die Netzspannung angeschaltet ist.
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