CN1049972C - 热水锅炉系统 - Google Patents

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Abstract

一种在大气压下运行的热水锅炉系统，能自动控制房间加热水压在大气压下。一个通大气的补水箱被放在锅炉壳体内。房间加热水供应管上设有一连到热水供应管上的电磁阀且在补水箱内设一传感器以传感下限水位、根据传感器的传感运行通过电磁阀的打开或关闭操作可自动地完成房间加热水的补充。还提供一个装有露在锅炉壳体外的过热安全开关的过热传感电路，能够根据在水箱中的房间加热水的短缺自动地完成补水。该锅炉系统还包括一循环泵防紧固电路，当在夏季房间加热系统长时间不运行时，能使循环泵周期性地短时运行，以使循环泵总能处于其正常运行的准备状态。

Description

热水锅炉系统
本发明涉及一种使用油或煤气作为其燃料的民用热水锅炉系统，特别是涉及一种能够自动地控制热水压力在大气压下的大气压操作的(下文中，相当于作为一种在无压力下操作的)热水锅炉系统。
在一般的热水锅炉系统中，系统引导一热水循环以完成房间加热和热水供应，热水在置于锅炉体内的加热室(即，一个换热室)被所用的燃料如油，煤气或电能为热源来加热。被加热到高温水被循环以引导到用于房间加热和如洗澡或其它目的的热水供应。这些锅炉系统一般要有一个用于补充一部分在水循环中由于一定的原因产生的自燃损失的房间加热水的房间加热水补充装置，以及一个用于减少由于引起房间加热水温度下降产生的房间加热水的比重下降而导致而导致加热室内压下降的膨胀装置。
为了该目标，这种常规锅炉系统的组成包括一个补水箱(即所谓的“膨胀水箱”)，它被置于锅炉壳体外并被设有一个浮球控制阀，如图7和8所示。补水箱服球控制阀与房间加热水回水管以及一个补水管，以补充由于自然损失的热水部分。为控制锅炉的内压，一个膨胀管(即，一个减压管)也被提供、它一端被连接到房间加热水输出线的最上端而另一端连接到补水箱上。
但是，这样的结构在安装上有限制，由于对补水箱要求有一个单独的空间来安装并且要有很大的高度以自然产生一个压力水头。而且部物质有可能落入补水箱并且由于它们的沉积导致补水管堵塞。控制补水箱水位的浮球控制阀的频繁失效也会导致锅室中浸没，这是对装设有电子设备，一个精确马达等的锅炉操作系统的一个致命失误和伤害。常规锅炉系统在使用中已有麻烦，其中含有可溶解入水的氧气的空气在锅炉装配好几个月后就应该周期性地被排出锅炉。
另外方面，常规的锅炉系统包括一个操作系统。它装设有一个自动控制锅炉系统操作的控制装置。但是，该控制装置只有简单的功能不足以提供一个对锅炉系统所有操作的完美的自动控制。而且，它没什么用且因此纱能满足使用者的要求。
即是，控制装置的功能只是由开/关开关来完成。对应于按压“开”键的操作，控制装置使锅炉系统执行其房间加热操作，通过燃料供应装置的动作，操作一个燃烧器以燃烧由燃料供应装置供应的燃料并且因此加热在水箱中的水，并且操作一个循环泵P以循环在水箱中的热水经过一个房间加热水循环管路，对应于接压“并”键的操作，控制装置关闭燃料的供应，因此停止锅炉系统的房间加热操作。
通过这样一个控制装置，房间加热温度仅能够通过锅炉操作的开/关开关键的反复手动来控制。结果，在使用上有不够方便，房间加热的效率低和燃料电力的浪费等缺点。
在常规的锅炉系统中，而且，仅当锅炉系统操作在其房间加热模式时才运行循环泵P，换句话说，仅在锅炉。系统操作的一个房间加热系统训运行。由于那样闰个房间加热系统一般夏季并不长时间运行，循环马达的驱动部分马达齿轮单元可能在雨季过后生锈。由于外部物质的积累(由于转子的热变形而产生)马达转了也趋于发生定住现象。如果，当进入秋季时，不进行任何保养就操作房间加热系统，马达就不工作，而且，这亲去操作可能产生火灾。
德国专利申请No.3716396公开了一种锅炉系统，该系统的发明核心在于利用已有的阀、泵等结构而省去了常规锅炉系统中的膨胀水箱并能保持系统中压力变化尽量的小。
因此，本发明的一个目的在于提供一种热水锅炉系统，其中带有与大气相通类型的补水箱被放在锅炉壳体内，能够达到安装的方便与安全并且自动补充和膨胀房间加热水。
本发明的另一个目的在于提供一种热水锅炉系统，其中一个房间加热水补充管线上设置有一个连接热水供应管线的电磁和设在水补充管线上设置有一个连接热水供应管线的电磁阀和设在水补充箱上传感一个低水位的传感器以根据传感器的传感操作通过电磁阀开关自动完成房间的加热补水。
本发明的再一个目的在于提供一种热水锅炉系统，其中设置一个过热安全开关放在锅炉体外，该系统能方便使用，完成根据在一个水箱中房间加热的补缺自动补充水，并且在房间加热系统不长时间运动的夏季对循环泵进行定期短时运行，以使循环泵能总处于正常操作的准备状态。
一方面，本发明提供了一种热水锅炉系统，其设置在锅炉外壳内部，具有提供房间加热水的加热室和在上述加热室圆周方向边缘呈螺旋形的提供热水的热水管，其特征在于：包含
上述加热室上部面向外侧设置的，将上述加热室的水箱内充满的供暖水排出的排出口；
上述排出口的设置位置的下侧配置的膨胀水箱；
使上述排出口和上述膨胀水箱的规定深度的内侧相互连接，形成从上述排出口和上述膨胀水箱中的任意一方向另一方的供暖水流路的连接管；
在上述膨胀水箱的侧面一侧设置的能够感应最佳下限水位的下限水位传感器；
使上述热水管的入口与上述加热室的上部一侧相连接，通过热水管向上述加热室补充供水的补水管；
设置在上述补水管的一侧，通过上述下限水位传感器的输出信号来中断上述补充供水的供水阀。
在另一方面，本发明提供一个控制锅炉系统运行的控制设备，锅炉系统包括：一个锅炉装有带燃烧马达的燃烧装置，一个点火转换器和一个油泵，在锅炉内形成的且有一个励所述用作房间加热的热水的木箱的换热室，一个用于将房间加热水沿房间加热循环通路循环的循环泵，一个用于为所述水箱补充水的膨胀水箱，和一个连接所述膨胀水箱和外部供水源的补水阀。所述控制系统包括：控制装置，用于接收来自辅助设备的信号，判别这些信号并且向相应的锅炉系统的执行单元发出驱动信号，这些单元指：燃烧马达，点火转换器，供油马达、循环泵和供水阀；一个室温控制器；接收来自室温控制器信号并根据接收的驱动信号输出一个转换信号给所述马达控制装置的房间信号接收装置；输出装置、它接收来自控制装置的信号并且控制对所述锅炉系统驱动单位的电力供应；传感在水箱中房间加热水的温度的温度传感器；接收温度传感器信号并根据接收的信号显示房间加热水的温度的温度显示装置；一个传感房间加热水过热的过热传感器；过热传感装置，它接收一个来自所述过热传感器的代表所述传感的温度的信号，将房间加热水的温度与参考温度作比较并当根据该比较传感出已过热时间控制装置输出一个安全关闭信号；一个火焰传感器，它传感锅炉内燃烧火焰的信号；安全关闭装置，它接收来自所述火焰传感器的无火焰信号并根据接收的无火焰信号输出一个安全关闭信号，一个下限水位传感器以传感一个膨胀水箱内的预定的下限水位；下限水位传感装置以接收来自所述下位传感器的信号并根据所指示的缺水向控制装置输出一个下限水位信号，根据所接收的信号，并且同时向所述输出装置输出一个供水信号；一个油量传感器以传感所剩油料的量；油量传感装置，它接收来自油量传感器的信号并根据所收到的信号指示油的量；报警装置用于对锅炉非常运行报警；以及定位装置，它使循环泵在锅炉系统处于热水供应模式时短时运行，以防止发生循环泵的紧固。
本发明的其它目的和方面由下面所描叙的实施例和参照下述附图将会更清楚。
图1是根据本发明的一个实施例的一个地面上安装类型的燃油锅炉系统的一个整体结构的示意图；
图2是根据另一实施例的一个壁面安装的气体锅炉系统的示意图。
图2是根据本发明的自动内压控制装置的示意图。
图3是根据本发明的自动内压控制装置的示意图。
图4是根据本发明的自动房间加热水补充装置的示意图。
图5是如图3和4所述装置之间的连接示意图。
图6是本发明的另外一实施例的循环泵的连接示意图。
图7是一常规锅炉系统的整体结构示意图。
图8是常规房间加热水补充装置示意图。
图9是本发明锅炉系统的控制装置的方框图。
图10是本发明控制装置中控制单元的线路图。
图11是本发明控制装置中输出单位和保安关闭单元的线路图。
图12是本发明的强制供水线路的线路图。
图13是本发明一实施例的过热传感线路的线路图。
图14是本发明另一实施的过热传感线路的线路图。
图15是本发明中下限水位传感线路的线路图。
图16是本发明的一个实施例中循环泵控制线路的线路图。
图17是本发明的另一个实施例中循环泵控制线路的线路图。
参见图1，表示了一个根据本发明的一个实施例的一个热水锅炉系统，它具有各种功能，例如房间加热，供应热水和在睡觉和外出时控制运行。该锅炉主要包括：一个换热室2，一个燃烧装置3，一个补水箱4，一个循环泵5，一个热水供应装置6，一个燃料供应装置装置一个房间加热水补充装置7，和一个控制装置(即，一个运行控制装置)10以自动控制锅炉的运行。
换热室2包括一个火室、一个燃烧室、一个水箱21(图3)和一个燃料22。
热水供应装置6包括一个热水供应盘管61。(图4)，它放在换热室2的水箱21中，以及冷水输入管62和热水输出管63(图1)。
燃烧装置3包括一个燃烧马达31，一个燃气吸入管32，一个点火变压器和一个扩压管。
根据本发明，补水箱(膨胀水箱)4被放在锅炉壳体1之内并做成一个盒子的形状。如图3所示，补水箱在其上部有一个孔41，它使补水箱4与大气相通。因此，补水箱4是与大气相通的类型，补水箱4通过一个膨胀管42与水箱21相互连通，如图3所示。膨胀管42的一端深深地插入补水箱4的内部而另一端与安装在水箱21上部的套管23相连。根据本发明的实施例，膨胀管42是一虹吸管。在补水箱4的下部，设置一个传感在补水箱4中预定的下限水位的下限水位传感器S4。下限水位传感器S4，根据本发明，要被连接到控制锅炉系统运行的控制装置10上。
如图1和图4所示，房间加热水供应装置7包括一个补水管71，它的一端连接到热水供应装置6的冷水输入管62上，并且在补水管71上设置一个由控制装置10来控制操作的供水阀72。补水管71的另一端连接到水箱21上，通过一个装在水箱21上的一个套管24来完成。在套管24中设有一个检测在水箱21中的房间加热水的温度传感器S1，虽然它没有被显示出来。
循环泵用于强制循环通过载荷100作为房间加热水的热水在水箱中被加热。如图1所示，循环泵5放置在锅炉的底部，并且布置在一房间加热水回管101上，该管与水箱21相连。由于这样的结构，通过循环泵5在房间加热水回水管101中的冷却的回水被送入水箱21的下部。在某些情况下，如图6所示，循环泵5可以放置在房间加热水的出水管102上。
控制装置10包括一个露在锅炉壳1的外面的控制板。如图9中所示，控制装置10主要由一个控制单元12组成，它接收来自辅助设备的信号，鉴别这些信号并向与之相互相应的单元如燃烧器装置、循环泵和其它单元输出控制信号，一个房间信号接收单元11用于接收来自一个房间温度控制器(未显示)的驱动信号并且根据接收的信号向控制单元12输出一个转换信号，一个输出单元13用于接收来自控制单元12的输出信号并且根据接收的信号控制燃烧器马达31的电力供应和燃烧器装置3的点火转换器、循环泵5、一个电磁油泵和供水阀。控制装置10还包括一个用于显示热水，即盛在水箱21中房间加热水的温度的温度显示单元14；一个用于接收来自一过热传感器S2的代表房间加热水温信号的过热传感单元16，它将房间加热水温参考温度作比较并当根据该比较结果传感到过热现象时向控制单元12输出一个关闭信号；一个安全关闭单元17用于接收来自传感锅炉的燃烧火焰的一个火焰传感器S5的无火焰信号并且根据接收到的无火焰信号输出一个安全关闭信号；一个低限水位传感单元18用于接收来自下限水位传感器S4的信号并且根据传感的水的短缺而向控制单元12输出一个下限水位信号，根据所接收的信号，且向输出单元13输出一个打开供水阀信号；一个油量传感单元，它具有一个油量传感器S3并且传感所剩下油量，以及一个报警单元用于对锅炉非正常运行发出报警。
根据本发明，也设有一个防定住电路15，它用于避免循环泵5发生定住。如图16所示，该防定住电路15与控制单元结合并且包括一个传感电路15A的一个通过一个二极管D42与传感电路15A相连接的循环泵控制电路15B。该传感电路15A与温度传感器S1相连并且包括一串联比较器Q1和Q2。该传感电路15A与温度传感器S1相连并且包括一串联比较器Q1的正相输入端(+)连接温度传感器S1而其反相输入端(-)连接到由包括连在电源VCC和地极之间的一对电阻R81和R82的分压抽头点。比较器Q2的输出端被反馈回其反相输入端(-)。循环泵控制电路15B包括一个比较器Q3它的输入端耦合到电压源VCC上，以及由一个接地电阻R86和一个电容C21组成的充电电路和另一个比较器Q4。比较器Q3将其正相输入端(+)连接到一电压旁路电阻R84上并且其反相输入端(-)连接到电源VCC和地板之间包括电阻R90和R92的分压电路中心抽头上。比较器Q3的输入端以这样的顺序被连接到电容C21，电阻R85和R86，一个二极管D43上。比较器Q3的输出端通过二极管D43与比较器Q4的正相输入端(+)相连并通过电阻R88接地。比较器Q4的反相输入(-)被连接在电压源VCC和地之间有电阻R91和R87组成的分压电路的中心抽头上。比较器Q4的输出端通过一个二极管D44和一个电阻R89也被连接到控制单元13的循环泵驱动端CP。二极管D42连接在比较器Q2输出端和反相输入端(-)的接头和连接于电压源VCC的电阻R84和比较器Q3的非正相输入端(+)的接头之间。
如图10所示，控制装置10的控制单元12将其输入端与一组成房间信号接收单元11的解码器IC1相连，并且通过将连接到解码器IC1的供水信号输出端6装备上防紧固电路15。控制单元12主要包括四个比较器IC4、IC5、IC6和IC7以及两个反相器IC2和和IC30比较器IC4其正相输入端(+)通过一个二极管D1和电阻R3和R10被连接到解码D1和电阻R3和R10被连接到解码IC1的房间加热信号输入端a。比较器IC5的正相输入端(+)通过二极管D1和电阻R3、R7和R12连接到解码器IC1的房间加热信号输出端a。比较器IC4的反相输入端(-)通过电阻R11连接到电压源VCC和地之间的电阻R5和R8组成的分压电路中心抽头上，以及温度传感器S1和防紧固电路15上。类似地，IC5的反相输入端(-)通过电阻R13连接到在电压源VCC和地之间的电阻R5和R8组成的分压电路的中心抽头上以及温度传感器S1和防紧固电路15上。比较器IC4的输出端通过一电阻R20和一个二极管D7被连接到过热传感单元16和输出单元13。比较器IC4的输出端也通过电阻R20连接一个三极管TR3的集电极，该三极管TR3的基级通过电阻R21与下限水位传感单元18连接。基发射极接地并且其基极通过二极管D2和D4及电阻R21连接到解码器IC1的供水信号输出端b。另一方面，比较器IC5的输出端也通过电阻R23和R30连接到比较器IC7的反相输入端(-)。比较器IC6的正相输入端(+)通过一个电阻R27连接到在电压源VCC和地之间由电阻R25和R31组成的分压电路的中心抽头上。与此类似，比较器IC7的正相输入端(+)也通过电阻R29连接到上述由R25和R31组成的分压电路中心的抽头上。比较器IC6的反相输入端(-)与比较器IC7的输出端连接并且其输出端与保安性关闭单元17连接。比较器IC7的反相输入端(-)通过电阻R23和R30连接到比较器IC5的输出端。比较器IC7的输出端通过电阻R32连到输出单元13上。反相器IC2的输入端与解码器IC1的一个输出崔号输出端d连接而输出端通过电阻R4与三极管TR2的基极连接。三极管TR2集电极与解码器的一个输入端C连接。反相器IC3的输入端与解码器IC1的输出端C连接并且其输出端经过一电阻R18连接到三极管TR4的基级。三极管TR4的集电极与一温制控制量VR1连接且其发射极接地。温度控制量VR1一端通过电阻R6、R7、R14和R15与电源VCC连接而另一端接地，三极管TR5的基极同时与解码器IC1的输出端c和d连接而其发射极接地。
如图11所示，输出单元13包括一个燃烧器马达驱动电路BMD1，一个点火转换器驱动电路ITD2，一个油泵驱动电路EPD3，一个循环泵驱动电路CPD4，和一个供水驱动电路AWD50燃烧马达驱动电路BMD1有一个输入端IC7的输出端连接。燃烧马达驱动电路BMD1也有一个三极管TR9，其基极与输入端BM连接且其集电极连接一个继电器RY1。点火转换器驱动电路ITD2的输入端IJ和油泵驱动电路EPD3的输入端EP被一起连接到计时器电路19的计时器IC10上。点火转换器驱动电路ITD2有一个三极管TR10，其基级连接输入端IT且其集电极连接一继电器RY20类似地，油泵驱动电路EPD3有一三极管TR11，其基极连接输入端EP且其集电极连接一继电器RY30循环泵驱动电路CPD4的输入端CP连接到控制单元12的比较器2C4的输出端，以及防紧固电路15的比较器Q4的输出端和一个强制供水按键MWB上。循环泵驱动电路CPD4也有一个三极管TR12，其基级与输入端CP连接且其集电极与继电器RY4连接。另一方面，供水阀驱动电路AWD5有一输入端AW，它与下限水位传感单元18的一个比较器IC18的输出端相连。供水阀驱动电路AWD5有一三极管TR13，其基级与输入端AW相连且其三极管TR13的集电极与一继电路RT5相连。
强制供水按键MWB是强制供水电路中的一个组成部分，根据本发明该电路被结合进控制装置10中。如图12所示，强制供水电路除有强制供水按键MWB外，还包括一对发光二极管LED3和LED4。按键MWB的一侧通过电阻R66与电源VCC相连而另一侧通过二极管D29与循环泵驱动电路的输入端CP以及通过电阻R65与发光二极管LED3相连。按键MWB的另一侧也通过一个二极管D30与供水阀驱动电路AWD5的输入端AW以及通过电阻R67与发光二极管LED4相连接。
如图13所示，过热传感单元18包括一对串联的比较器IC16和IC17的正相输入端(+)经过二极管D31和电阻R71与比较器IC16的输出端相连。其比较器17的反相输入端(-)在与电源VCC和地之间的电阻R73和R75组成的分压电路中心抽头连接。在比较器IC17的两输入端之间连有一电容C10。比较器IC17的输出端通过二极管D35和D39连接到控制单元12的比较器IC7的反相输入端(-)且被连到控制单元12的三极管TR5的集电极。在电阻R71和电容10之间的接点通过一个二极管D32与一手动操作返回开关或按键RSW连接。该手动操作返回键RSW被设有控制装置10的控制面板上，它被安装在锅炉盒体1的前门上以使其露在外边。
如图11所示，安全关闭单元17包括一对串联的反相器IC13和IC14，一个比较器IC15和火焰传感器S5。反相器IC13的输入端通过电阻R38与电源VCC相连。火焰传感器S5通过二极管D14连接到在电阻R38和反相器IC13的输入端之间的接点上。反相器IC13的输出端直接连接到反相器IC14的输入端。一个三极管TR6，其基极通过电阻R46连接到反相器IC14的输出端。该输出端也被连接到作为计时器电路19的组成部分的反相器IC12的输入端。一个三极管TR7的基极通过二极管D20和电阻R50和R51也连接到该输入端。三极管TR6的发射极与计时器IC10相连，三极管TR7与三极管TR8串联。三极管TR8的基级通过电阻R4和二极管D19与计时器IC10的输出端连接。三极管TR8的集电极经过电阻R53与比较器IC15的反相输入端(-)相连。比较器IC15的反相输入端被连接到在电源VCC和地之间由电阻R54和R58组成的分压电路中心抽头上。比较器IC15的正相输入端(+)经过一电阻R56连接到在电源VCC和地之间由电阻R55和R59组成的分压电路中心抽头上。比较器IC15的输出端通过电阻R65连接到发光二极管LEDa上，并且也连接到控制单元12的比较器IC1的倒相输入端。比较器IC15的输出端也被连接到告警单元上。由电阻R55和比较器IC15的非倒相输入端(+)之间的接点上经过电阻R60和二极管D22连接一个手动返回开关或按键RSW。该键RSW通过一个二极管D12也与控制单元12相连。安全关闭单元也包括一个二极管D28，它一端连在控制单元12的比较器IC6的输出端，二极管D28的一端与计时器IC10相连。
下限水位传感单元18包括比较器IC18和下限水位传感器S4，如图15所示。下限水位传感器S4通过一电桥整流路BD和一电阻R71与比较器IC18的反相输入端(-)相连。比较器的正相输入端(+)与电源VCC相连。比较器IC18的输出端通过二极管D37与控制单元12的电阻R21相连，通过二极管D36与供水阀驱动电路AWD5的输入端AW相连，并通过二极管D38与控制单元12的比较器IC7的反相输入端和告警单元相连。
下面将对所述控制装置的操作作描述。
当使用者按下设在房间或厅内的室温控制器的房间加热开关，则产生一个房间的加热信号并被施加到控制装置10中。就是，房间加热信号被加在设在控制装置10中的房间信号接受单元11上。在房间信号接收单元11中，介码器IC1将房间加热信号转动为一个电压脉冲信号波形，由控制单元12来识别并且送入控制单元12中。
该电压脉冲信号在介码器IC1的房间加热信号输出端被输出然后经过二极管D1和电阻R3和R10加在比较器IC4的正相输入端(+)。因此，比较器IC4产生一高电平输出信号，它然后经过电阻R20和二极管D7被送到输出单元13中的循环泵驱动电路CPD4的输入端CP。在循环泵驱动电路CPD4中，由于三极管TR12的基极接收到该信号而激励导通，因此继电器RT4被激励。通过继电器RY4的动作，交流电被供到设在锅炉箱内的循环泵5上，因此可以驱动循环泵5。另一方面经过电阻R7和R12，来自介码器IC1的房间加热信号输出端的信号也被加在比较器IC5的正向输入端(+)。比较器IC5在其反相输入端(-)经过电阻R5和R13接收电源VCC电压，这时由于温度传感器S1处于关闭状态。则在比较器IC5的反相输入端的电位高于其正相输入端(+)电位，则比较器IC5输出低电平信号。所以，通过其反相输入谪昆电阻R23和R30接收比较器IC5的比较器IC7的高电平信号被送到输出单元13的燃烧马达驱动电路BMD1的输入端BM。在燃烧器马达驱动电路BMD1中，三极管TR9由其基极接收的信号而被激励导通，因此导致继电器RY1被激励。随着继电器RY1的激励，燃烧器装置3的燃烧器马达31驱动。通过驱动燃烧器马达31，燃烧空气经过燃烧空气吸入管32进入进气管。同时，比较器IC6输出一高电平，它被经过保安性关闭单元17的二极管D28送到计时器电路19的计时器IC10。对应于来自比较器IC6的信号，计时器IC10把一输出信号加到输出单元13的油泵驱动电路EPD3的输入端EP。在油泵驱动电路EPD3中，三极管TR11通过在其基极极接收的信号而被激励，因此使继电器RY3被激励，随着继电器RY3的动作，作为燃料供应装置的电磁泵驱动并向燃烧装置3供油。在延迟一预定时间后，计时器IC10把一输出信号加到点火转换器驱动电路ITDa的输入端2J上。在点火转换器驱动电路ITD2中，三极管TR10通过其基极接收信号而被激励，因此继电器RYa被激励。由于继电器RYa的激励，开始向点火转换器供电，因此来完成一个点火动作并点燃油料。通过油的连续燃烧，在水箱21中的水被加热，因而用于房间加热。这是，通过循环泵5的运行强行泵压，在水箱21中作为房间的加热水的热水沿着房间加热水循环通路被反复循环。该循环通路由房间加热水输出管102，布置在房间周围的负载100和房间加热水回水管101组成，这样完成了房间的加热。
当在水箱21中的房间加热水温增加高于在房间加热运行时温度控制量VR1(图10)所设定的温度时，以一个温度计作的温度传感器S1被导通，使电压源VCC经过电阻R5和温度传感器S1与地连通。结果比较器IC5的反相输入端(-)被加上一低电平信号，所以比较器IC5的输出为一高电平。当比较器IC5的输出高电平信号经过电阻R23和R30被加到比较器IC1的反相输入端(-)，比较器IC7向燃烧马达驱动电路BMD1加一个低电平信号，所以三极管TR9截止，使驱动燃烧马达的继电器RY1被切换到其关闭状态。同时，对应于来自比较器IC6的低电平信号，计时器IC10向油泵驱动电路EPD3加一个低电平信号。因此三极管TR11截止，使驱动电磁油泵的继电器RY3被切换到其关闭状态。结果，房间加热水的温度不再增加。当房间加热水的温度减少到低于预定温度，燃烧器和油泵被再次运行以增加房间蛔热水的温度。因此，通过反复进行上述操作，房间加热水温可保持在所希望的水平上。
在锅炉房间加热操作期间，在水箱21中的水应保持在所需水平以维持其房间加热循环。同样，在水箱21中的可能由于换热室2的过热而增加的内压应被保持在适当的水平上。为此目的，本发明设置布置在锅炉壳体1之内的补水箱4并且它通过膨胀管42与水箱21相连通，并且组成房间加热水补充装置7的补水管71连接到水箱21上(常规地，为同一目的要在锅炉外面设置一个补水箱)。
当水箱21中的房间加热水的压力(同样地，水的浓度)由于连续加热而增加时，那是水压的增加，通过设在水箱21上部所设的内压控制套管23和在套管23与补水箱4之间连接的膨胀管42。多余的水压被释放到布置在锅炉壳体内的向大气开放类型的补水箱4中。因此，水箱21中的内压是自动地被控制并被保持在一适当水平上。如果由于锅炉中水温下降导致水压的减小而使浓度下降，在水箱21中的水膨胀期间排入补水箱4中的水量，经过膨胀管42被从补水箱4中送回到水箱21中。因此，不必从外部补水。在上述运行期间产生的空气气泡也自动地通过补水箱4的开口41通入大气。作为已有技术的周期性通空气的不便被自然地减少了。因此，在无压下自动地完成了水的膨胀和补水操作。
在另一方面，当水箱21中的房间加热水由于它的蒸发或油漏而减少时，所减少的部分则从补水箱4中得到补充。如果由于补水箱4向水箱21补水而减少到低于一预定下限水位时，这会让下限水位传感器S4所传感，随后使设在补水管71上的供水阀72在控制装置10的控制下打开。因此，水流过冷水供应管62通过供水阀72进入水箱21，所以水箱21被再次充满到一个适当水位。补水是边疆进行直到水箱21的水位达到高于预定下限水位以上的一预定水位。就是当水箱21中的水位达到预定水位时，补水阀72被关闭。因此完成房间加热水的补充。同时由于下限水位传感器S4的下限水位传感而自动地停止锅炉运行。因此，上述补水过程是在锅炉不运行条件下完成的。
现在结合本发明的控制电路描述房间加热水的补充操作。
如图15所示，当下限水位传感器S4传感到房间加热水短缺时，它不能通过电桥整流电路BD向下限水位传感单元18的比较器IC18提供电压。结果，比较器IC18的反相输入端(-)保持低电平而输出一高电平。来自比较器IC18的高电平被通过二极管D37被加到控制单元12的电阻R21上，导到三极管TR3导通。由于三极管TR3的导通使比较器IC4的输出端接地。所以向输出单元13的循环泵驱动电路CPD4的电压供应被关闭，因此循环泵5停止运行。同时，来自比较器IC18的高电平信号通过二极管D38加到告警单元。因此房间温度控制显示告警。来自比较器IC18的输出信号也通过二极管D38和过热传感单元16的二极管D39加到比较器IC7的反相输入端(-)，结果燃烧器装置3和组成燃料供应装置的油泵停止运行。来自比较器IC18的输出信号通过二极管D36也被加到输出单元的供水阀驱动电路AWD5中的输入端AW上。在供水驱动电路AWD5中，三极管TR13由于基极所接收的信号而被激励导通，使继电器RY5被激励。由于继电器RY5的动作，供水阀72被打开向水箱21中供水。
当水箱21中的水位达到高于预定下限水位的一个预定水位时，下限水位传感器S4能够通过桥式整流电路BD向比较器IC18供电使比较器IC18输出一低电平。因此，告警显示停止且锅炉也处于其正常运行状态。
由上面所述，很明显，本发明的下限水位传感系统根据对水短缺的传感能够自动地向水箱补水而没有任何操作上的不便。因此，使用上很方便。
在另一方面，当由于锅炉在高温下运行很长时间或长时间供热水而使房间加热水的温度边疆增加并达到一危险国值时，过热传感单元16向控制单元12发出一保安关闭信号，以停止锅炉运行。
结合在图13中所示的过热传感单元电路，现描述其运行状况。
在锅炉运行期间发生过热现象时，由设在换热室2中且结合温度传感器S1的过热传感器S1所传感。因此，其反相输入端(-)与过热传感器S2相连接的比较器IC16输出一个低电平，随后，经过二极管D31电阻R71和电容C10，该信号被送入比较器IC17的正相输入端(+)，所以比较器IC17输出一高电平信号即是保安关闭信号。该来自比较器IC17的信号通过二极管D35和D39被加到控制单元12的比较器IC7的反相输入端(-)，所以比较器IC7输出一低电平信号，由于比较器IC7未能送出高电平信号，则锅炉停止运行。因此完成了防止过热的保安性关闭。来自比较器IC17的信号也被通过二极管D35送到报警单元，所以报警单元显示报警以告之使用者发生过热现象。
如图14所示在过热传感单元16中可替换地只用一个比较器IC17。在这种情况下，虽然敏感性下降，但能够得到一更简单且便宜的结构。
在锅炉由于过热而停止运行之后只需通过简单地按下手动操作返回键RSW(图13)就可以完成返回到控制装置10的正常操作状态，其中按键RSW是在置在安装于锅炉壳体前门上控制装置10的控制面板上以使其露在外边。通过在控制装置10中将由一个温热敏电阻组成的过热传感器S2与过热传感单元6结合便能够在控制装置10设置这样一种键RSW。
结合附图13在下面对返回操作作描述。
当手动操作返回键被按下时，来彼比较器IC16的高电平输出通过二极管D31，电阻R71和二极管D32流入地。因此，在比较器IC17的正相输入端(+)保持高电位并且因此它输出一低电平信号。结果，报警单元的报警显示停止。同时，向控制单元12的比较器IC7的反相输入端(-)发送的高平断了。在这种状态下，通过比较器IC7输出高电平而使房间加热运行重新启动，且锅炉处于正常状态。
根据本发明，由于与保安关闭单元17连接在一起的手动操作返回键RSW与过热传感单元16相连，如上所述，锅炉的重新启动操作就不必通过打开锅炉壳体前门来完成，因此提供了方便。而在已有技术中却会遇到这种要求。要注意的事仅在锅炉返回其重新启动状态时才对键RSW作按压操作。
在锅炉的正常运行中，通过油泵油应被喷入燃烧装置3中前能完成正常的燃烧。但是，如果这样一个燃烧未能完成，不希望出现由于不断断供油而使油在火室中积累。为了避免发生该现象这需要一个保安关闭装置。关于这一点，本发明在燃烧装置3边上布置一包括火焰传感器S5的保安关闭单元17。
现在结合附图11对保安关闭单元17的操作作描述。
当油泵运行期间火焰传感器S5传感到没有火焰(或，燃烧火光)时，反相器IC13的输入端为高电平，因此与反相器IC13串联的反相器IC14输出一高电平信号。来自反相器IC4的高电平信号经过电阻R50，二极管D20和电阻R51加到三极管TR7的基极，所以使三极管TR7导通。同时，由于三极管TR7的导通，流到比较器IC15的反相输入端(-)的电势流入发射极与三极管TR7相连的三极管TR8的集电极。结果，比较器IC15的反相输入端(-)保持在低电位且输出一高电平信号，因此发光二极管LED2发光以显示锅炉的非正常状态。比较器IC15的输出信号也送到告警单元，以对锅炉的非正常状态发出告警指示。同时，比较器IC15的输出信号被送到控制单元12的比较器IC7的反相输入端(-)，因此使比较器IC7输出一低电平信号。因此燃烧器装置3的运行停止。计时器IC10向油泵驱动电路EPD3加一个低电平信号，因而使三极管TR14不导通，而使驱动电磁油泵的继电器RY3切换到关闭状态。因此关闭油的供应。
在这种状态下，按下手动操作返回键RSW使加以比较器IC15正相输入端(+)的电势通过键RSW直接通地。如果比较器IC15输出一个低电平信号，因此使发光二极管LED2和告警单元不被激励。
由于键RSW是通过一二极管D12与控制单元12相连，它的按压与使控制单元12的电势接地，因此，使燃烧装置不受激励。因而，在控制装置的返回操作中保证了安全。
如上所述，本发明的控制装置也有强制供水功能。现在结合附图12对控制装置10中的强制供水操作进行描述。
当为了向水箱21中供水而按下强制供水键MWB时，电源VCC电势通过二极管D29被加到循环泵驱动电路CPD4的输入端CP以及通过二极管D30加到供水驱动电路AWD5的输入端AW。在循环泵驱动电路CPD4中，三极管TR12由于其基极接收的信号而被激励。因而使继电器RY4被激励，循环泵5驱动。在供水驱动电路AWD5中，三极管TR13由于其基极接收的信号而被激励，而使继电器RY5被激励。由于继电器RY5的激励，供水阀72打开，因此可以通过供水阀72向水箱21供水。电源VCC电势也通过电阻R65和R67分别送到发光二极管LED3和LED4中，所以发光二极管LED3和LED4发光以指示循环泵5的运行和通过供水阀72补水。如上所述，根据本发明，为避免循环泵5发生紧固现象，还设有防紧电路15。例如，用房间温度控制器选择供热水模式情况下，一个相应的信号，也就是供热水信号通过房间信号接收单元11加到控制单元12上，所以控制单元12和输出单元13输出一个供热水系统运行的动作信号。因此，燃烧器马达驱动电路BMD1，点火转换器驱动电路ITD2和油泵驱动电路EPD3被激励。在水箱21中的水被加热到约85℃到约90℃温度范围以获得温度范围为从约40℃到约60℃的供应热水。常规锅炉系统在房间加热模式下燃烧器装置和循环泵是连续运行的。但是在供热水模式下循环泵是设计成运行的(虽然一般循环泵是布置在房间加热水回水管上)。结果，在夏季，循环泵几个月也不运行。但是，该供热水系统既使在夏季运行，也能避免循环泵5发生紧固现象。
现在结合附图16对防定住操作进行描述。
当一个供热水信号从房间温度控制器中送到房间信号接收单元11和从而被送到控制单元12中(图9)，当供热水信号的产生被防定住电路15识别出时，电源电位VCC通过电阻R84流过二极管D42并被加到比较器Q3的正相输入端(+)，因此使比较器Q3输出一高电平。来自比较器Q3的高电平信号经过包括电容C21和二极管D43组成的充电电路被送到比较器Q4的正相输入端(+)，所以比较器Q4也输出一高电平信号，来自比较器Q4的高电平信号经过二极管D24和电阻R89被送到循环泵驱动电路CPD4中，因而使循环泵驱动电路CPD4被激励。在这种情况下，循环泵5的运行时间由充电电路的RC常数来决定，最好是大约30-40秒。
另一方面，防定住电路15的结构是当水箱21中的水温较高时，即使已从房间信号接收单元11识别到供热水信号，它也不能短时使循环泵5运行。
就是，当温度传感器S1(图10)传感到水温高过40℃时，传感电路15A的比较器Q1的正相输入端(+)保持一低电平，并且因而输出一低电平信号。因此，与比较器Q1串联的比较器Q2因而也输出一低电平。结果，电源电势VCC流过二极管D42，所以循环泵控制电路15B的比较器Q3的正相输入端(+)保持低电位而其反相输入端(-)保持高电位，并且因此输出一低电位信号。因此，以上述相同的方式，循环泵5不运行。
根据本发明如图17所示另一实施例防定住电路15可替换地构成。
在这种情况下，防定住电路包括一个传感电路A，其输入端与房间信号接收单元11且其输出连接到包括一计时器MC的计时器电路D和包括一反相器Q13，一三极管TR21和一二极管SD1的循环泵控制电路B，以及包括一对反相器Q14和Q15，三个电阻R101，R102和R103的振荡电路C，它与计时电路D的计时器MC相耦合。传感电路A包括一比较器Q11和一反相器Q12。比较器Q11的反相输入端(-)通过一电阻R100与温度传感器S1相连，其正相输入端(+)与在V12电压源和地之间的由电阻R108和R109组成的分压电路中心抽头相连。比较器Q11的输出端通过二极管SD2与计时器MC的第6输入端耦合，反相器Q12的输入端连到房间信号接收单元11，以传感一供水信号。反相器Q12的输出端通过一个二极管SD3而与计时器MC的第6输入端耦合。循环泵控制电路B的反相器Q13的输入端与计时器MC的第3输出端相连，而其输出端通过一个二极管SD1而连接到三极管TR21。反相器13的输出端同样通过二极管SD1和一电阻R111与控制单元12相连。三极管TR21的被耦合发射极接地，其基极通过电阻R106与传感电路A的二极管SD2相连。振荡电路C的反相器Q14的输出端经过电阻R101与计时器MC的一输入端相连。反相器Q14串联的反相器Q15的输入端通过二极管SD4的第100输出端相连。电阻R102在反相器Q106的输出端和二极管SD4和电阻R103之间的接点之间连接。以这样的结构，在供水系统操作期间循环泵5能短时运转以总使其保持在正常运行状态。本实施例的防定住电路可不仅根据传感供水信号，而且传感一个输出信号而被激励。
现对上述结构的防定住电路的运行进行描述。
当按下装在房间温度控制器的供水键，来自房间信号接收单元11的供水信号被加到传感电路A的反相器Q12上，因此使反相器Q12输出一低电平信号，此时，如果温度传感器S1在水箱21的水温不高于40℃，比较器Q11的反相输入端为高电平并且输出一个低电平。来自比较器Q11的低电平信号被送到计时器MC的第6输入端，所以计时器MC被激励且在第3输出端输出一个低电平信号并保持一段时间。对应于来自计时器MC的低电平信号，循环泵控制电路B的反相器Q13输出一高电平信号，然后被加到控制单元12，因而循环泵被运行几十秒钟。
在同时，计时器MC在第10输出端输出一高电平信号。对应于来自计时器MC的该信号，振荡电路C振荡以使计时器MC启动其计时操作。
当在设定时间过去后，计时器MC的计时操作被切换到关状态下，原来在第3输出端输出的保持的低电平信号被切换为高电平。结果，循环泵控制电路B的反相器Q3输出一低电平信号，因而循环泵5不被激励。以与上述图16所示实施例类似的方式，当水箱21中的水温高于40℃时，比较器Q11的反相输入端保持低电位并且其输出一个高电平信号。对应于该高电平信号，计时器MC和循环泵5不被激励。
通过来自比较器Q11的高电平信号而将来自计时器MC的循环泵驱动信号旁路掉而使循环泵控制电路B的三极管TR21被激励。
由上述说明，很明显，本发明提供一种在无压下运行类型的热水锅炉，包括一个具有水膨胀功能的放在锅炉壳体内的补水箱，因此，能够在大气压下稳定地完成房间加热水行循环。根据本发明，水的膨胀和补充操作是在不用从外部补充任何水而自动地完成的，所以溶解在房间加热水中的氧气最少(当被加热时，水中的氧气被蒸发而且形成空气泡通过补水箱被通入大气)。因此，能够减少热损失，减少了由于周期性地通空气工作而带来的不便，并避免发生腐蚀现象。在锅炉运行期间当发生房间加热水短缺时，根据本发明，通过根据下限水位传感器的下限水位传感操作而打开的供水阀操作而完成房间加热水的补充。由于具有水压控制功能的补水箱被布置在锅炉内部，所以锅炉的所有尺寸也可能被减少。而且，很容易完成锅炉安装和布管工作，避免房间加热水的污染且提供更好的安全性。根据本发明，在控制装置中设置一手动操作返回键。通过手动操作返回键的结构，可以得到释放由于发生过热和强制供水而引起的操作关闭的优越功能。因此，能够提供一种具有更好的安全性和实用性的可靠的锅炉。根据本发明，传感过热和房间加热水的温度传感器由热敏电阻组成，它可以合为一个单独的传感器。因此，由一个单独传感器，提供了有效的传感过热功能和房间加热水温传感功能。根据本发明，释放由于发生过热而由控制装置执行的关闭状态的返回操作，得到使用上方便。在锅炉操作期间发生水的短缺，本发明能够感应水的短缺，因此提高了运行效率。控制装置也包括一循环泵防紧固电路，它能在每次供热水运行时间歇地运行循环泵。这样间歇运转循环泵能够防止转子定住，因此防止由于转子紧固而引起的事故并延长循环泵的寿命。特别是还设有一保安电路，它在介脱为了安全而使锅炉运行停止的返回操作时，使锅炉不运行。因此，本发明提供一种具有更优安全性和使用方便的锅炉。
虽然本发明优选实施例是示意性地公开，但本领域普通技术人员将能完成各种变化，改进和替代而不背离本发明范围和精神，如在权利要求所公开的内容。

Claims (15)

1、一种热水锅炉系统，其设置在锅炉外壳内部，具有提供房间加热水的加热室和在上述加热室圆周方向边缘呈螺旋形的提供热水的热水管，其特征在于：包含
上述加热室上部面向外侧设置的，将上述加热室的水箱内充满的供暖水排出的排出口；
上述排出口的设置位置的下侧配置的膨胀水箱；
使上述排出口和上述膨胀水箱的规定深度的内侧相互连接，形成从上述排出口和上述膨胀水箱中的任意一方向另一方的供暖水流路的连接管；
在上述膨胀水箱的侧面一侧设置的能够感应最佳下限水位的下限水位传感器；
使上述热水管的入口与上述加热室的上部一侧相连接，通过热水管向上述加热室补充供水的补水管；
设置在上述补水管的一侧，通过上述下限水位传感器的输出信号来中断上述补充供水的供水阀。
2、如权利要求1所述的热水锅炉系统，其特征在于：具有设置在上述供水阀和上述下限水位传感器之间，对下限水位传感器的信号进行分析，对供水阀的开放和关闭进行驱动的阀门驱动部件。
3、如权利要求2所述的热水锅炉系统，其特征在于：利用上述下限水位传感器，当上述膨胀水箱的膨胀水不足时，上述供水阀开放向加热室供水，当膨胀水充足时，上述供水阀中断向加热室供水。
4、如权利要求1所述的热水锅炉系统，其特征在于：由于加热室温度下降而发生热水体积收缩，上述膨胀水箱里的膨胀水会向加热室里补充。
5、一种用于控制一锅炉系统运行的控制装置，该锅炉系统包括：一锅炉，装备有一具有燃烧器马达、一点火变压器和一油泵的燃烧器；一换热室，形成在该锅炉内且具有一其内容装有用作房间加热水的热水的水箱；一循环泵，用于使所述房间加热水沿一房间加热循环通路循环；一膨胀水箱，用于补充所述水箱中的水；以及一供水阀，连接所述膨胀水箱至一外部供水源；所述控制装置包括：
控制装置，用于接收来自外围设备的信号、鉴别这些信号并向相应的锅炉系统驱动单元，即，所述燃烧器马达、所述点火变压器、所述油泵、所述循环泵及所述供水阀输出驱动信号；
一房间温度控制器；
房间信号接收装置，用于接收一来自该房间温度控制器的驱动信号并向所述控制装置输出一个基于该所接收的驱动信号的经转换信号；
一个一体化温度传感器，设置在所述换热室中且具有一用于感测容置在该水箱中的房间加热水的温度的第一部分和一用于感测该房间加热水的过热的第二部分；
温度显示装置，用于接收来自所述温度传感器的信号并根据该所接收的信号显示房间加热水的温度；
过热传感装置，包括连接至所述一体化温度传感器的第二部分并用来将该第二部分感测到的温度与一参考温度比较以产生一个过热感测信号的一第一比较器，以及连接至所述第一比较器并当从该第一比较器接收到所述过热感测信号时向所述控制装置输出一安全关闭信号的一第二比较器；
下限水位传感装置，用于接收来自所述膨胀水箱中的一个已知的下限水位传感器的信号并在检测到缺水时根据所接收到的信号向该控制装置输出一个下限水位信号，且同时向所述供水阀输出一供水信号；
一油量传感器，用于感测剩余的油量；
油量传感装置，用于接收来自所述油量传感器的信号并根据所接收到的信号检测油量；
防紧固装置，用于使循环泵在锅炉系统处于供热水模式运行期间短时运行以避免循环泵发生紧固。
6、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述过热传感装置包括一连接至所述过热传感器且用于比较由该过热传感器感测到的温度和该参考温度并在检测到过热时间向该控制装置输出该安全关闭信号的单个比较器。
7、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括运行返回装置，用于解除由来自所述过热传感装置的安全关闭信号导致的运行停止。
8、如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述运行返回装置包括暴露在外部且适于把由过热传感装置送到控制装置的安全关闭信号旁路掉的一手动运行返回键。
9、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括用于旁路掉在所述运行返回装置执行其运行关闭解除时从控制装置传送到输出装置的一燃烧器马达驱动信号的装置，以避免锅炉系统的运行。
10、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，还包括用于产生一强制驱动信号并把它送到输出装置的装置，以强制驱动循环泵和供水阀。
11、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述防紧固装置包括：一供水传感电路，用于接收来自下限水位传感装置的供水信号并输出一供水传感信号；一循环泵控制电路，用于接收来自所述供水传感电路的所述供水传感信号并向输出装置输出一循环泵驱动信号；一充电电路，用于让来自所述循环泵控制电路的该循环泵驱动信号的输出持续一预定时间。
12、如权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述防紧固装置包括：一供水传感电路，用于接收来自该下限水位传感装置的供水信号并输出一供水传感信号；一循环泵控制电路，用于接收来自所述供水传感电路的所述供水传感信号并向输出装置输出一循环泵驱动信号；一计时器电路，用于使来自所述循环泵控制电路的循环泵驱动信号的输出持续一预定时间；以及一振荡电路，用于启动所述计时器的计时操作。
13、如权利要求11或12所述的控制装置，其特征在于，所述防紧固装置还包括一关闭电路，用于感测一预定的房间加热水温度并根据对该预定的房间加热水的感测来阻止该来自所述循环泵控制电路的循环泵驱动信号的输出。
14、如权利要求11或12所述的控制装置，其特征在于，所述的预定时间为30秒至40秒。
15、如权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述充电电路包括一电容器和电阻器，用于结合起来决定一对应于该预定时间的一预定RC时间常数。
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