AT400756B - SAFETY DEVICE FOR MONITORING A HEATER - Google Patents
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Abstract
Description
AT 400 756 BAT 400 756 B
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a safety device according to the preamble of the independent claim.
Bei einer derartigen, aus der DE-OS 30 20 228 bekannten Sicherheitseinrichtung wird nach dem Ansprechen des Abgassensors und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein Wiedereinschaltversuch für den Brenner gestartet, wobei die Zahl der Wiedereinschaltversuche begrenzt ist. Dazu ist eine aufwendige Schaltung mit einem mehrstufigen Binärzähler, mehreren monostabilen Kippstufen und einer bistabilen Kippstufe vorgesehen.In such a safety device known from DE-OS 30 20 228, a restart attempt for the burner is started after the exhaust gas sensor has responded and after a predetermined time, the number of restart attempts being limited. For this purpose, a complex circuit with a multi-stage binary counter, several monostable multivibrators and a bistable multivibrator is provided.
Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der auf vereinfachte Weise einerseits eine Aufrechterhaltung des Betriebes des Gerätes bei Auftreten einer vorübergehenden Störung sichergestellt und andererseits die Gefahr einer übermäßigen beziehungsweise gefährlichen Konzentration von CO und CO2 im Aufstellungsraum eines brennerbeheizten Heizgerätes sicher vermieden ist.The aim of the invention is to provide a device of the type mentioned at the beginning, in which, on the one hand, maintenance of the operation of the device is ensured in the event of a temporary fault and, on the other hand, the risk of an excessive or dangerous concentration of CO and CO2 in the installation space of a burner-heated heater is safely avoided.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs erreicht.According to the invention this is achieved by the characterizing features of the independent claim.
Durch diese Maßnahme ergibt sich eine in schaltungstechnischer Hinsicht sehr einfache Lösung.This measure results in a very simple solution in terms of circuit technology.
Dadurch ist sichergestellt, daß es durch vorübergehende Störungen nur zu einem durch die durch die vorgegebene Wartezeit bis zu einem Wiedereinschaltversuch bestimmte Zeit dauernden Ausfall des Gerätes kommt, der vom Benutzer kaum bemerkt wird. Dabei werden die Wiedereinschaltversuche während einer Wärmeanforderung gezählt. Innerhalb einer Wärmeanforderung ist nur eine bestimmte Anzahl von Wiedereinschaltversuchen möglich, so daß bei Vorliegen einer echten Störung der Betrieb des Brenners sicher unterbrochen wird.This ensures that temporary malfunctions only lead to a failure of the device which is hardly noticed by the user due to the time determined by the predetermined waiting time until a restart attempt. The attempts at restarting during a heat request are counted. Within a heat request, only a certain number of restart attempts are possible, so that if there is a real fault, the burner will be interrupted safely.
Schaltet zum Beispiel ein Gas-Wasserheizer wegen des Ansprechens eines Abgassensors ab, so bleibt die Wärmeanforderung bestehen. War dieses Ansprechen des Abgassensors die Folge einer kurzzeitigen Störung der Abgasführung, so geht das Gerät nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit wieder in Betrieb, bis die Wärmeanforderung beendet ist.If, for example, a gas water heater switches off due to the response of an exhaust gas sensor, the heat requirement remains. If this response of the exhaust gas sensor was the result of a brief fault in the exhaust gas routing, the device will go back into operation after a predetermined delay time until the heat request has ended.
Liegt dagegen eine dauerhafte Störung der Abgasführung vor, so wird es nicht zu einer Beendigung der Wärmeanforderung kommen, und das Gerät wird immer wieder über den Abgassensor abgeschaltet.If, on the other hand, there is a permanent fault in the exhaust gas routing, there will be no end to the heat request and the device is always switched off via the exhaust gas sensor.
Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 2 kann sehr einfach sichergestellt werden, daß es zu einer verriegelnden Abschaltung des Brenners kommt, falls innerhalb einer vorbestimmten Zeit eine bestimmten Anzahl von Abschaltungen des Brenners aufgrund eines Ansprechens des Abgassensors aufgetreten sind.In an embodiment according to claim 2 it can be very easily ensured that the burner is locked shutdown if a certain number of burner shutdowns have occurred within a predetermined time due to a response of the exhaust gas sensor.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung naher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1 schematisch einen Umlaufwasserheizer,1 schematically shows a circulating water heater,
Fig. 2 eine Schaltung einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung undFig. 2 shows a circuit of a safety device according to the invention and
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Schaltung.Fig. 3 shows another embodiment of the circuit.
Bei einem Umlaufwasserheizer 25 ist ein Wärmetauscher 1 von einem Brenner 2 beaufschlagt, der über eine Gasleitung 3, in der ein Magnetventil 4 angeordnet ist, mit Brenngas versorgbar ist. Oberhalb des Wärmetauschers 1 ist eine übliche Strömungssicherung 5 angeordnet, die zu einem Abgasrohr 6 führt.In the case of a circulating water heater 25, a heat exchanger 1 is acted upon by a burner 2, which can be supplied with fuel gas via a gas line 3, in which a solenoid valve 4 is arranged. A conventional flow safety device 5 is arranged above the heat exchanger 1 and leads to an exhaust pipe 6.
In einer Vorlaufleitung 7, die vom Wärmetauscher 1 zu einem Heizkörper 11 führt, ist ein Temperaturfühler 8 angeordnet, der über eine Meßleitung 9 mit einer Auswerteschaltung 10 verbunden ist.In a flow line 7, which leads from the heat exchanger 1 to a radiator 11, a temperature sensor 8 is arranged, which is connected via a measuring line 9 to an evaluation circuit 10.
In der Rücklaufleitung 13, die von den Heizkörpern 11 zum Wärmetauscher 1 zurückführt, ist eine Pumpe 12 angeordnet, die für den Umlauf des Heizwassers sorgt.In the return line 13, which leads back from the radiators 11 to the heat exchanger 1, a pump 12 is arranged, which ensures the circulation of the heating water.
Im Bereich des Brenners 2 ist eine Überwachungselektrode 14 angeordnet, die über eine Meßleitung 15 ebenfalls mit der Auswerteschaltung 10 verbunden ist, die ihrerseits die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 über eine Leitung 17 ansteuert.A monitoring electrode 14 is arranged in the area of the burner 2 and is likewise connected via a measuring line 15 to the evaluation circuit 10, which in turn controls the solenoid 18 of the solenoid valve 4 via a line 17.
Oberhalb des Wärmetauschers 1 sind Temperaturfühler 19 und 22 angeordnet, die über Meßleitungen 20 beziehungsweise 23 mit einer Abgassensorschaltung 21 verbunden sind, die über eine Ausgangsleitung 24 mit einer elektronischen Auswerteschaltung 10 verbunden ist. Die Abgassensorschaltung 21 wertet die Signale zweier Temperaturfühler 19, 22 nach einem bekannten Algorithmus aus und liefert ein dem Vorhandensein eines Abgassignales entsprechendes Signal an die Auswerteschaltung 10.Above the heat exchanger 1, temperature sensors 19 and 22 are arranged, which are connected via measuring lines 20 and 23, respectively, to an exhaust gas sensor circuit 21, which is connected to an electronic evaluation circuit 10 via an output line 24. The exhaust gas sensor circuit 21 evaluates the signals of two temperature sensors 19, 22 according to a known algorithm and delivers a signal corresponding to the presence of an exhaust gas signal to the evaluation circuit 10.
Die Fig. 2 zeigt eine Schaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.2 shows a circuit of the safety device according to the invention.
Dabei ist die Abgassensorschaltung 21 mit dem einen Eingang eines ODER-Gatters 30 und einem Differenzierer 31 verbunden, wobei dem letzteren ein Inverter 32 nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit einem ODER-Gatter 33 verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Inverters 34 verbunden ist, dessen Eingang mit einem dem Wärmebedarf entsprechenden Signal eines nicht dargestellten Vorlauftemperaturreglers verbunden ist.The exhaust gas sensor circuit 21 is connected to one input of an OR gate 30 and a differentiator 31, the latter being followed by an inverter 32, the output of which is connected to an OR gate 33, the second input of which is connected to the output of a further inverter 34 is connected, the input of which is connected to a signal corresponding to the heat requirement of a flow temperature controller, not shown.
Der zweite Eingang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Ausgang Qx eines Decoders 35 verbunden, der mit den Ausgängen eines Zählers 36 verbunden ist. 2 ΑΤ 400 756 ΒThe second input of the OR gate 30 is connected to the output Qx of a decoder 35, which is connected to the outputs of a counter 36. 2 ΑΤ 400 756 Β
Der Ausgang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Steuereingang eines Oszillators 37 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines weiteren UND-Gatters 38 verbunden ist, dessen negierter weiterer Eingang mit dem Ausgang Qx+n+i des Decoders 35 verbunden ist.The output of the OR gate 30 is connected to the control input of an oscillator 37, the output of which is connected to an input of a further AND gate 38, the negated further input of which is connected to the output Qx + n + i of the decoder 35.
Der Ausgang dieses UND-Gatters 38 ist mit dem Zähleingang des Zählers 36 verbunden.The output of this AND gate 38 is connected to the counter input of the counter 36.
Die Ausgänge Qx+N+1 und Q„ des Decoders 35 sind weiter mit den Eingängen eines ODER-Gatters 39 mit invertierendem Ausgang verbunden, dessen Ausgang auf die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 wirkt. Weiter ist der Ausgang des ODER-Gatters 39 mit einem Eingang eines UND-Gatters 40 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 33 verbunden ist.The outputs Qx + N + 1 and Q "of the decoder 35 are further connected to the inputs of an OR gate 39 with an inverting output, the output of which acts on the solenoid 18 of the solenoid valve 4. Furthermore, the output of the OR gate 39 is connected to an input of an AND gate 40, the second input of which is connected to the output of the OR gate 33.
Im Normalbetrieb ist zu Beginn einer Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt. Damit sind alle Ausgänge dieses Zählers 36 auf Null, und die Ausgänge des Decoders 35 sind ebenfalls auf Null, so daß der Ausgang des einen invertierenden Ausgang aufweisenden ODER-Gatters 39 "1" ist und folglich das Signal zur Freigabe des Brenners 2 an die restliche Steuerung und damit an das Magnetventil 4 des Brenners 2 anliegt.In normal operation, the counter 36 is reset at the beginning of a heat request. All the outputs of this counter 36 are thus at zero, and the outputs of the decoder 35 are also at zero, so that the output of the OR gate 39 which has an inverting output is " 1 " and consequently the signal for releasing the burner 2 is applied to the rest of the control and thus to the solenoid valve 4 of the burner 2.
Bei einem Abgasaustritt liefert die Abgassensorschaltung 21, sobald die Temperaturfühler 19 und 20 einen Abgasaustritt melden, ein Signal ”1”. Damit liefert auch der Ausgang des ODER-Gatters 30 ein "1”-Signal an den Steuereingang des Oszillators 37, der daraufhin anschwingt. Da der Ausgang Qx+N+1 noch ein ”0”-Signal liefert, wird das Oszillatorsignal von dem UND-Gatter 38 auf den Takteingang des Zählers 36 geschaltet, der jetzt die Schwingungen des Oszillators zählt.In the event of an exhaust gas outlet, the exhaust gas sensor circuit 21 supplies a signal “1” as soon as the temperature sensors 19 and 20 report an exhaust gas outlet. The output of the OR gate 30 thus also delivers a “1” signal to the control input of the oscillator 37, which then oscillates. Since the output Qx + N + 1 still supplies a “0” signal, the oscillator signal is switched from the AND gate 38 to the clock input of the counter 36, which now counts the oscillations of the oscillator.
Der Decoder 35 wertet den Stand der Zählerausgänge aus.The decoder 35 evaluates the status of the counter outputs.
Endet nun der Abgasaustritt bevor der Decoderausgang Qx auf den Wert "1" gegangen ist, das heißt vor Ablauf der Abschaltverzögerungszeit, so bewirkt der Wechsel des Ausganges der Abgassensorschaltung 21 von "1" auf ”0” über den Differenzierer 31, den Inverter 32, das ODER-Gatter 33 und das UND-Gatter 40 einen kurzzeitigen Impuls am Rücksetzeingang des Zählers 36 und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.Now the exhaust gas outlet ends before the decoder output Qx reaches the value " 1 " has gone, that is, before the switch-off delay time has elapsed, the change in the output of the exhaust gas sensor circuit 21 from " 1 " to "0" via the differentiator 31, the inverter 32, the OR gate 33 and the AND gate 40, a brief pulse at the reset input of the counter 36 and thus a reset of the counter 36.
Ebenso bewirkt das Ende der Wärmeanforderung über die Gatter 34, 33 und 40 ein "1 "-Signal am Rücksetzeingang und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.Likewise, the end of the heat request via gates 34, 33 and 40 causes a " 1 " signal at the reset input and thus a reset of counter 36.
Dauert der Abgasaustritt über die Dauer der Abschaltverzögerungszeit an, so wird der Ausgang Qx des Decoders 35 "1”. Dies bewirkt zum einen, daß der Ausgang des NOR-Gatters 39 "0" wird und damit das Brennerfreigabesignal abgeschaltet wird, zum anderen, daß das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 unabhängig vom Ausgangssignal der Abgassensorschaltung 21 "1" wird, so daß der Oszillator 37 schwingt, bis der Decoder-Ausgang Qx wieder "0” wird. Dann wird der Ausgang des NOR-Gatters 39 wieder ”1" und damit der Brenner 2 wieder freigegeben.If the exhaust gas outlet continues for the duration of the switch-off delay time, the output Qx of the decoder 35 becomes “1”. On the one hand, this causes the output of the NOR gate 39 " 0 " and thus the burner enable signal is switched off, on the other hand that the output signal of the OR gate 30 is independent of the output signal of the exhaust gas sensor circuit 21 " 1 " so that the oscillator 37 oscillates until the decoder output Qx becomes "0" again. Then the output of NOR gate 39 is again “1 " and thus the burner 2 released again.
Bei weiterem Abgasaustritt wiederholt sich der Vorgang. Der Brenner 2 kann n-mal wieder in Betrieb gehen. Wenn jedoch der Decoder-Ausgang Qx+n+i "1" geworden ist, bewirkt er über den invertierenden Eingang des UND-Gatters 38, daß der Takteingang des Zählers 36 dauernd auf "0" bleibt und der Zähler 36 damit angehalten wird.If the exhaust gas continues to escape, the process is repeated. The burner 2 can go into operation n times. However, if the decoder output Qx + n + i " 1 " it causes, via the inverting input of the AND gate 38, the clock input of the counter 36 to be continuously " 0 " remains and the counter 36 is stopped.
Da der Ausgang Qx+N+1 über das NOR-Gatter 39 gleichzeitig die Brennerfreigabe beendet, wird der Brenner 2 verriegelnd abgeschaltet. Dies erfolgt über das UND-Gatter 40, dessen Ausgang wegen des ”0"-Signales vom NOR-Gatter 39 ebenfalls "0" wird. Damit wird verhindert, daß von der Abgassensorschaltung 21 oder durch Beendigung der Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt werden kann.Since the output Qx + N + 1 simultaneously ends the burner release via the NOR gate 39, the burner 2 is switched off in a locking manner. This takes place via the AND gate 40, the output of which is also " 0 " due to the "0" signal from the NOR gate 39. becomes. This prevents the exhaust gas sensor circuit 21 or the counter 36 from being reset by the end of the heat request.
Die Auswerteschaltung 10 kann daher nur durch Abschalten der Betriebsspannung, wodurch der Zähler 36 zurückgesetzt wird, und abermaliges Einschalten der Betriebsspannung wieder in Betrieb genommen werden.The evaluation circuit 10 can therefore only be put into operation again by switching off the operating voltage, as a result of which the counter 36 is reset, and switching on the operating voltage again.
Die Ausführungsform der Auswerteschaltung 10 nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 2 dadurch, daß das UND-Glied 38 mit seinem negierenden Eingang mit einem weiteren Decoder 47 verbunden ist, der mit einem weiteren Zähler 46 verbunden ist. Der Rücksetzeingang dieses Zählers 46 ist mit dem Ausgang eines weiteren UND-Gatters 49 verbunden, dessen negierender Eingang mit dem Ausgang des Decoders 47 verbunden ist. Der zweite Eingang des UND-Gatters 49 ist mit einem Zeitgeber 48 verbunden.The embodiment of the evaluation circuit 10 according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that the AND gate 38 is connected with its negating input to a further decoder 47 which is connected to a further counter 46. The reset input of this counter 46 is connected to the output of a further AND gate 49, the negating input of which is connected to the output of the decoder 47. The second input of the AND gate 49 is connected to a timer 48.
Der Ausgang des UND-Gatters 38 ist ebenso wie nach der Fig. 2 mit dem Takteingang des Zählers 36 verbunden, der mit dem Decoder 35 verbunden ist.As in FIG. 2, the output of the AND gate 38 is connected to the clock input of the counter 36, which is connected to the decoder 35.
Der Ausgang dieses Decoders 35 ist jedoch statt mit einem ODER-Glied mit einem Inverter 39 verbunden, dessen Ausgang sowohl mit dem Takteingang des Zählers 46 und mit einem Eingang eines UND-Gatters 40 verbunden ist, dessen zweiter negierender Eingang mit der Abgassensorschaltung 21 verbunden ist. Der Ausgang dieses UND-Gatters 40 ist mit dem Rücksetzeingang des Zählers 36 verbunden.However, the output of this decoder 35 is connected to an inverter 39 instead of an OR gate, the output of which is connected both to the clock input of the counter 46 and to an input of an AND gate 40, the second negating input of which is connected to the exhaust gas sensor circuit 21 . The output of this AND gate 40 is connected to the reset input of the counter 36.
Beim Normalbetrieb, bei dem kein Abgasaustritt vorliegt, liefert die Abgassensorschaltung 21 das Ausgangssignal 0. Der Ausgang Q1 des Decoders 35 ist ebenfalls "0”. Dieser Ausgang Q1 wird über den 3In normal operation, in which there is no exhaust gas outlet, the exhaust gas sensor circuit 21 supplies the output signal 0. The output Q1 of the decoder 35 is also “0”. This output Q1 is via the 3rd
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |