CH668311A5 - Temperaturbegrenzungseinrichtung fuer kombinationsheizkessel. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturbegrenzungseinrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekanntlich fällt der Temperaturbegrenzungseinrichtung die Aufgabe zu, die Wärmeerzeugung des Kessels zu unterbrechen, wenn eine Störung des Betriebstemperaturreglers vorliegt, der im Normalfall die Kesseltemperatur regelt. Nach geltenden Vorschriften darf sich eine Temperaturbegrenzungseinrichtung nach dem Auslösen nicht mehr selbsttätig rücksteilen.

Bei einem Kombinationsheizkessel für beispielsweise Festbrennstoffe und Elektroheizung übernehmen die elektrischen Heizpatronen die Wärmeerzeugung, nachdem der Festbrennstoff niedergebrannt ist. Beim Heizen mit Festbrennstoffen, z.B. Brennholz, ist es oft schwierig, die Kesseltemperatur zu überwachen. Die Abschalttemperatur der Temperaturbegrenzungseinrichtung für Elektrobetrieb wird häufig überschritten. Demzufolge löst die Temperaturbegrenzungseinrichtung aus, obwohl die Temperaturüberschreitung nicht während des elektrischen Kesselbetriebes erfolgte. Ist dann der Festbrennstoff niedergebrannt, kann die weitere Wärmeerzeugung nicht durch elektrischen Betrieb geschehen, da das Versorgungsnetz abgeschaltet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese erheblichen Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Temperaturbegrenzungseinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Dadurch wird das Versorgungsnetz abgeschaltet, wenn ein der Kessel-Übertemperatur entsprechendes Signal und gleichzeitig ein dem Elektro- oder Heizölbetrieb des Kessels entsprechendes Signal vorliegt, wobei das Schaltorgan in diesem Zustand vorzugsweise verriegelt wird, so dass das elektrische Versorgungsnetz abgeschaltet verbleibt, bis beispielsweise sowohl ein erneutes Spannungssignal wie auch normale Kesselwassertemperatur vom jeweiligen Abfühlorgan bestimmt werden.

Der Kombinationsheizkessel kann somit entweder mit Festbrennstoffen, z.B. Koks oder Brennholz, oder mit Elektroener-gie-Verbrauchern, z.B. elektrischen Heizpatronen oder Ölbren-ner, betrieben werden. Dazu kann der Kessel an Einphasenwechselstrom oder Drehstrom angeschlossen sein. Bei einem Drehstromnetz kann die Temperaturbegrenzungseinrichtung beispielsweise zwischen einen Phasenleiter und den Null-Leiter geschaltet werden. Der Anschluss der Temperaturbegrenzungseinrichtung kann entweder zwischen Betriebstemperaturregler und Kessel oder vor dem Betriebstemperaturregler erfolgen.

Beim Heizen mit Brennholz in einem Kombinationsheizkessel für Brennholz und Elektroenergie öffnet beispielsweise der Betriebstemperaturregler des Kessels, wenn die Kesselwassertemperatur den vorgewählten Wert, z.B. 70°C, überschreitet. Während dieses Betriebszustandes wird der Temperaturbegren-zungseinrichtung keine Signalspannung zugeführt. Während des Betriebes mit Brennholz erhält er jedoch von seinem Temperaturgeber ein Signal, wenn die Kesseltemperatur beispielsweise über 80°C ansteigt. Die Temperaturbegrenzungseinrichtung bleibt jedoch hiervon unbeeinflusst, da sie nicht gleichzeitig ein Spannungssignal empfängt, welches anzeigt, dass sich der Kessel im Elektrobetrieb befindet. Sollten dagegen beispielsweise die Heizpatronen eingeschaltet sein und überschreitet die Kesselwassertemperatur beispielsweise 80°C, erhält die Temperaturbegrenzungseinrichtung teils ein Signal vom Temperaturgeber, teils ein Spannungssignal an seinem Eingang, wobei die Temperaturbegrenzungseinrichtung auslöst und die Energiezufuhr zu den elektrischen Heizpatronen unterbricht. Danach verbleibt die Temperaturbegrenzungseinrichtung im ausgelösten Zustand, bis er von Hand rückgestellt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher beschrieben, dabei zeigen:

Figur 1 den grundsätzlichen Anschluss von Betriebs- und Temperaturbegrenzungseinrichtüng an einem Heizkessel;

Figur 2 den Aufbau der Temperaturbegrenzungseinrichtung als Blockschaltbild; und

Figur 3 ein Grundschaltbild einer Temperaturbegrenzungseinrichtung gemäss Figur 2.

Fig. 1 zeigt den Anschluss eines Kombinationsheizkessels 2, der u.a. für elektrischen Betrieb eingerichtet ist, an ein Drehstromnetz 1. Anstelle elektrischer Heizpatronen kann ein Öl-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

brenner an das Netz angeschlossen sein. Ferner sind auf bekannte Weise teils ein Betriebstemperaturregler mit seinem Temperaturgeber 3 und seinen Kontakten 4, teils eine Temperaturbegrenzungseinrichtung, d.h. ein Maximum-Temperaturreg-ler 5 angeschlossen, der das Versorgungsnetz über ein Schaltschütz 6 mit Kontakten 7 zu- und abschaltet. Am Schaltschütz ist ein Maximum-Temperaturgeber 9 angeschlossen, der über einen Schaltkreis das Schaltschütz 6 ansteuert und bewirkt, dass dieses beim Überschreiten der vorgewählten Höchsttemperatur die Heizpatronen vom Netz trennt.

Der Maximum-Temperaturregler 5 ist so gestaltet, dass er nur dann beeinflusst wird, wenn der Kessel mit Hilfe elektrischer Energie arbeitet.

Der Maximum-Temperaturregler bleibt also beim Heizen des Kessles mit Festbrennstoff unwirksam. Wird jedoch der Kessel bei Heizöl- oder Elektrobetrieb mit elektrischer Energie versorgt, erhält der Maximum-Temperaturregler über diesen Betriebszustand ein Signal von einer besonderen Einrichtung 10. Diese kann z.B. aus einem Kontakt an einer Rauchgasklappe bestehen, wobei der Kontakt bei geschlossener Rauchgasklappe betätigt wird, d.h. nach beendigtem Heizen mit Festbrennstoffen. Andere Vorkehrungen, die dem Maximum-Temperaturregler durch ein Signal anzeigen, dass das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen ist, sind wie erwähnt möglich.

Die Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild ein Beipiel für den Aufbau eines Maximum-Temperaturreglers 5, der nach den angegebenen Grundsätzen arbeitet. Der Eingangs C ist an den erwähnten Kontakt 10 und der Eingang B an den Null-Leiter des Versorgungsnetzes angeschlossen. Der. Maximum-Temperaturregler 5 umfasst einen Spannungsfühler 11, der ausserdem den Stromversorgungskreis für die übrigen Organe des Maximum-Tempe-raturreglers bildet. Über den Eingang T ist der Maximum-Tem-peraturgeber 9 an den Übertemperaturfühler 15 angeschlossen, der beim Überschreiten der Temperatur über eine Kippschaltung 14 den Ausgangskreis 13 beeinflusst. Dieser Kreis enthält einen Kontakt 16 im Schaltschützkreis 6, der somit beim Überschreiten der Temperatur das Versorgungsnetz von den elektrischen Heizpatronen oder vom Ölbrenner trennt. Zum Maximum-Temperaturregler gehört ausserden ein Schaltkreis 12, der geeignet ist, die Kippschaltung 14 und den Ausgangskreis 13 in den ursprünglichen Zustand rückzustellen, wenn am Eingang C erneut Spannung vorhanden ist.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für den grundsätzlichen Aufbau der zum Maximum-Temperaturregler gehörenden Baugruppen. Am Eingang C ist der Spannungsfühler 11 angeschlossen, der auch die übrigen Einheiten mit Spannung versorgt. Die Einheit 11 besteht aus einer Gleichrichterbrücke Und einer Filterschaltung mit Zenerdiode. Der Ausgang des Kreises 11 ist mit dem Ausgangskreis 13 verbunden, der u.a. ein Relais 17 umfasst, das mit dem Transistor 18 in Reihe geschaltet ist. Das Relais betätigt den zugehörigen Kontakt 16, der das Schaltschütz 6 steuert. Der Transistor 18 ist an den Ausgang einer Kippschaltung 14, z.B. Typ MC 14013, angeschlossen. Ein Eingang R der Kippschaltung ist an einen Operationsverstärker, z.B. Typ LM 324,

668 311

angeschlosen. Dem Operationsverstärker wird Spannung teils von einem Spannungsteiler 20, teils vom Eingangskreis 11 über einen Widerstandskreis zugeführt, der einen Einstellwiderstand 19 und den Temperaturgeber 9 umfasst, der in diesem Fall aus einem Thermistor besteht. Der zweite Eingang 5 der Kippschaltung 14 ist mit dem automatischen Rückstellkreir 12 verbunden, der seinerseits an den Ausgang des Kreises 11 angeschlossen ist. Der Kreis 12 umfasst einen RC-Kreis 21 in Reihe mit dem Widerstand 22 und einer parallelgeschâlteten Diode.

Nach Anlegen der Netzspannung an Kreis 11 über Eingang C liegt die Spannung auch an den Kreisen 12, 13 und 15. Im Kreis 12 entsteht über Widerstand 20 eine Spannung, die auch am Eingang S der Kippschaltung 14 anliegt. Dabei entsteht am Ausgang Q ein Impuls, der Transistor 18 schaltet durch und das Relais 17 zieht an, wobei Kontakt 16 im Schaltschützkreis schliesst. Das Schältschütz zieht an und schliesst den Stromkreis der Kesselheizpatronen oder des Ölbrenners und verbleibt in diesem Zustand, solange keine Übertemperatur auftritt.

Fühlt der Thermistor eine Temperatur ab, die über dem hochstzulässigen Wert liegt, ändert sich der Widerstand im Operationsverstärker kreis, wodurch diese auf eine Weise beeinflusst Werden, dass dem Eingang R der Kippschaltung 14 eine Spannung zugefüihrt wird. Die Kippschaltung kippt daraufhin um, der Transistor 18 geht in den nichtleitenden Zustand über, Relais 17 fällt ab und unterbricht den Strom zum Schaltschütz 6. Das Schaltschütz trennt mit seinen Kontakten 7 die Elektro-/ heizpatronen oder den .Ölbrenner vom Netz. Wenn nach dem Betätigen eines Befehlsgerätes von Hand am Eingang C des Kreises 11 wieder Spannung vorhanden ist, entsteht am Eingang S der Kippschaltung 14 ein Spannungsimpuls. Der Transistor 18 schaltet erneut durch und das Relais 17 zieht an. Dadurch erhält das Schaltschütz 6 Strom und schliesst seinerseits den Stromkreis der Heizpatronen oder des Ölbrenners, wonach der Heizkessel mit Hilfe des Betriebstemperaturreglers 4 im Normalbetrieb arbeitet, bis eine erneute Übertemperatur abgefühlt wird. Der die Kesselwassertemperatur abfühlende Thermistor 9 kann so geschaltet werden, dass bei einer Störung im Thermistor oder in dessen Anschlusskreis das Übertemperatur-Organ 15 und auch der Ausgangskreis 13 beeinflusst werden, wodurch das Schaltschütz 6 den Kessel vom Versorgungsnetz trennt. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung lässt sich ein Maximum-Temperaturregler aufbauen, mit dem die einleitend erwähnten Nachteile vermieden werden. Der Maximum-Temperaturregler ist selbstverständlich nicht auf die hier beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann dem jeweiligen Einsatzfall entsprechend angepasst werden. Beispielsweise lässt sich die Art, den Maximum-Temperaturregler an das Versorgungsnetz und den Kessel anzuschliessen, abwandeln. Ferner kann die Gestaltung der zum Maximum-Temperaturregler gehörenden Schaltkreise abgewandelt werden. Beispielsweise lässt sich der Übertemperatur-Schaltkreis auf andere Art gestalten. Darüber hinaus kann der Ausgangskreis anstelle des im vorliegenden Fall verwendeten, getrennten Schaltschützes ein Relais enthalten, welches das Versorgungsnetz zu- und abschaltet.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

V

3 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

668 311

1. Temperaturbegrenzungseinrichtung für Kombinationsheizkessel (2), beispielsweise für wechselweisen Betrieb mit Fest-brerinstoffen und Heizöl und/oder für elektrische Heizung eingerichtete Kombinationsheizkessel, die das elektrische Versorgungsnetz (1) zum Betreiben eines Ölbrenners oder eine Elektroheizung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Grenzwert der Kesselwassertemperatur unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein spannungsabfühlendes Organ (11), das ein der jeweiligen Betriebsweise des Kombinationsheizkessels (2) entsprechendes elektrisches Signal abfühlt, sowie ein Übertempera-turorgan (15), das ein der Kesselwassertemperatur entsprechendes Signal empfängt, aufweist, wobei eine Auslösung nur bei gleichzeitigem Auftreten eines der Übertemperatur des Kombinationsheizkessels (2) entsprechenden Signals und eines der Betriebsart Heizöl- oder Elektro-Betrieb des Kombinationsheizkes-sels (2) entsprechenden elektrischen Signals mittels eines Schaltorgans (13, 16) erfolgt.

2. Temperaturbegrenzüngseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Betriebsart des Kombinationsheizkessels (2) entsprechende Signal durch die zum Heizöloder Elektro-Betrieb des Kombinationsheizkessels (2) dienende Spannung oder durch die Versorgungsspannung des Betriebstemperaturreglers (4) gebildet ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Temperaturbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Betriebsart des Kombinationsheizkessels (2) entsprechende Signal durch eine getrennt erzeugte Spannung bei Heizöl- oder Elektro-Betrieb gebildet ist.

4. Temperaturbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (13, 16) ein das elektrische Versorgungsnetz (1) des Kombinationsheizkessels (2) zu- und abschaltendes Relais aufweist.

5. Temperaturbegrenzungseinrichtung nach einem der An-Sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (13, 16) an ein das elektrische Versorgungsnetz (1) des Kombinationsheizkessels (2) zu- und abschaltendes getrenntes Schaltschütz (6) angeschlossen ist.

6. Temperaturbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Empfangen des der Übertemperatur entsprechenden Signals dienende Übertemperaturorgan (15) an einen die Kesselwassertemperatur abfühlenden Thermistor (9) angeschlossen ist, wobei das Übertemperaturorgan (15) so geschaltet ist, dass eine Auslösung auch bei einer Störung im Thermistor (9) oder in dessen Anschlusskreis (I) erfolgt.

7. Temperaturbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstellorgan an das spannungsabfühlende Organ (11), an das Schaltorgan (13, 16) und an das Übertemperaturorgan (15) so angeschlossen ist, dass das nach Abschalten des elektrischen Versorgungsnetzes (1) und nach dem Anlegen eines erneuten Spannungssignals an das spannungsabfühlende Organ (11) durch ein von Hand zu betätigendes Befehlsgerät, sowie nach einer vom Übertemperaturorgan (15) festgestellten normalen Kesselwassertemperatur das Schaltorgan (13, 16) zu einer Zuschaltviag das elektrischen Versorgungsnetzes (1) des Kombinationsheizkessels (2) veranlasst wird.