CN1648529A - 检测点火器类型的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明包括确定点火器类型的装置和方法,所述点火器用于点燃在锅炉的每一级的燃烧器。所述装置包括可操作控制器,以便根据在从控制器接收了激活信号之后是第一型点火器还是第二型点火器对控制器传送了响应,检测燃烧器中是安装了第一型点火器还是安装了第二型点火器。
Description
优先权要求
本申请要求2004年1月23日提交的申请号为60/538,808的美国申请的优先权。美国申请60/538,808的内容并入此处,作为参考。
技术领域
本申请涉及如锅炉的装置,以及控制所述装置的方法。
背景技术
锅炉被用在多种环境中,用于提供热和动力。一种锅炉的例子是用于为一个或多个建筑物供热的燃气锅炉。
发明内容
本发明的一个实施例包含一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备适于包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一个点火器。所述方法包括动作:对所述第一型点火器和所述第二型点火器中的至少一个点火器施用控制参数;监视所述第一型点火器和所述第二型点火器中的至少一个点火器对所述控制参数的反应;以及确定所述第一型点火器或所述第二型点火器是否提供了所述反应。
本发明的另一个实施例中包含一种燃气设备,所述燃气设备包括:第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一个点火器,以及连接到所述第一型点火器和第二型点火器中至少一个点火器的控制器,所述控制器可操作,以便根据在从所述控制器接收了启动信号之后是所述第一型点火器还是第二型点火器对所述控制器传递响应来检测所述第一型点火器和第二型点火器是否连接到所述控制器。
本发明的另一个实施例包含一种用于检测锅炉中点火器类型的装置,所述装置包括控制器,可连接到第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中至少一个点火器,所述控制器可操作,以便根据在从所述控制器接收了启动信号之后是所述第一型点火器还是第二型点火器中对所述控制器传递响应来检测所述第一型点火器和第二型点火器是否连接到所述控制器。
本发明的另一个实施例包含一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备适于包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一个点火器。所述方法包括动作:对所述第一型点火器和第一控制组件施用第一控制参数;在传递所述第一控制参数到所述第一型点火器和所述控制组件之后的预定时段传递第二控制参数到所述第二型点火器;监视经过所述第一型点火器的电流并且对所述燃气设备传递反馈信号,如果所述电流超过了阈值,则指示所述第一型点火器存在;以及监视用作点火的所述第二型点火器并且向所述燃气设备传递点火信号,指示所述第二型点火器存在。
本发明的另一个实施例包含一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备适于包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一个点火器。所述方法包括动作:对所述第一型点火器和所述第二型点火器传递启动信号;以及根据第一型点火器或第二型点火器是否首先点燃,确定在所述燃气设备中是否存在所述第一型点火器或第二型点火器。
尽管上述个方面是结合锅炉说明的,这些方面的一个或多个也可应用在其他装置,例如其他的燃气装置(如燃气热水器)。
附图说明
图1是锅炉的示意图。
图2是可以利用图1的锅炉实现的一种控制系统构造的示意图。
图3是可以利用图2的控制系统实现的一种控制器构造的示意图。
图4是可以控制图1所示气阀的气阀控制电路的部分电路示意/框图。
图5是可以检测图1所示点火器的点火器检测电路的电路示意/框图。
具体实施方式
在详细说明本发明的实施例之前,应该理解本发明不限于应用在下面的说明中所陈述的和在附图中所示出的构造和安排的细节。本发明还可以有其他实施例,并且可以通过各种方式实施或实现。而且,还应该理解这里使用的措辞和术语是为了说明的目的,而不应该被认为是限制。这里的“包含”、“包括”或“具有”及其变化形式是指含有其后所列的各个项目和其等价物以及附加的项目。除非另外指定和限定,术语“安装”、“连接”、“支持”和“耦合”及其变化形式是广义地使用,包括直接的和间接的安装、连接、支持和耦合。另外,“连接”和“耦合”不限于物理或机械的连接和耦合。
图1示意性地示出了整装式燃气锅炉100。锅炉100包括入口管105和出口管110,可分别接收和发出流体。尽管只示出了一个入口管和一个出口管,管105和110的数量是可以变化的。当流体流经热交换器115时可以被加热。泵120可用于推动流体经过热交换器115的运动。尽管只示出了一个泵120,但泵的数量是可以变化的。通过位于燃烧室125中的一个或多个燃烧器130,直接或间接地加热热交换器115。除非另外指定,下述的锅炉100只有一个燃烧器130或者一个燃烧器阶段。燃烧室125从空气引入口135接收空气(或类似流体),并且通过送气道140放出加热的空气或者排空。鼓风机145和/或有动力的排气装置150可用于推动和/或限制通过燃烧室125的气流。鼓风机和排气装置的数量可以根据应用改变。
对图1所示的锅炉,一个或多个点火器155点燃一个或多个燃烧器130。但是在另外的构造中,可使用常燃小火(pilot light)来点燃一个或多个燃烧器130。锅炉100还包括一个或多个气阀160,用于可控制地从入口气管165向燃烧器130提供可燃气体。
如图2所示,控制系统200提供锅炉100的控制。控制系统200包括:控制器205,一个或多个用户/工厂输入装置210,一个或多个传感器,鼓风机145(或设有控制该鼓风机的电路或控制器),有动力的排气装置150(或设有控制该排气装置的电路或控制器),泵120(或设有控制该泵的电路或控制器),点火器155(或设有控制该点火器的电路或控制器),气阀160(或设有控制该气阀的电路或控制器),以及一个或多个用户/工厂输出装置215。当然,控制系统200还可包括其他的控制元件,并且这些控制元件也不是都必须的。另外,控制系统200的一些元件可以在耦合到该锅炉的其他系统中实现。
一个或多个用户/工厂输入装置210提供用于(如从用户)向控制器205传递数据和信息的接口。示例性的输入装置210包括一个或多个开关(如双列直插式开关,推压按钮等),一个或多个拨号盘或旋钮,键盘或键区,触摸屏,点击装置(如鼠标、轨迹球),存储装置(如磁盘驱动器、读/写CD-ROM等),与控制器205进行通信的服务器或其他处理单元,等等。一种特别的用户输入装置的例子是用户接口组件220,具有用于输入信息或数据(如设置点温度、窗口等)的键区(如触摸开关)。所述一个或多个用户/工厂输出装置提供从控制器205(如向用户)传递数据或信息的接口。示例性的输出装置215包括:显示器,存储装置(如磁盘驱动器、读/写CD-ROM等),与控制器205进行通信的服务器或其他处理单元,扬声器,打印机等。一种特定的用户输出装置的例子是用户接口组件220,具有LCD显示器,多个LED和扬声器。当然,也可以添加或附加其他的输入和输出装置210和215,和/或一个或多个输入和输出装置210和215可以结合成一个装置。还应该理解,输入和/或输出装置210和/或215可以与其他外部电路结合,该外部电路可以是也可以不是控制系统100的一部分。例如,如下面将进一步讨论的,用户接口组件(UIM)220能够接收来自用户的输入,能够传递输出给用户,并包括其他电路,例如用于感测周围温度(例如一个或多个恒温器温度)的温度传感器。
传感器耦合至锅炉100并响应信号或激励向控制器205提供信息。传感器包括一个或多个温度传感器或探测器225(例如入口温度、出口温度、容器温度、恒温器输入等)、紧急切断(ECO)温度探测器230、一个或多个压力传感器235(例如闭塞气道传感器、有动力排气装置传感器、鼓风机校准装置传感器、低气压传感器、高气压传感器)、一个或多个水位传感器240、一个或多个水流传感器245、一个或多个气阀传感器250、一个或多个点火器电流传感器255、一个或多个火焰传感器260、交流极性传感器270等。可以添加附加的传感器,而且并非在所有结构中都需要所有上述传感器。而且,传感器可以与控制系统200的其他元件直接耦合,以便提供单个通信路径,用于控制该元件和从所耦合的传感器获得信息。还应该理解,通信可以是有线通信和/或无线通信。
ECO 230是恒温器开关,并且位于布置在出口管110内或附近的探测器内部。ECO 230是通常为闭合状态的开关,如果探测器暴露于高于该探测器的断路点的温度时则断开(open)。如下面将论述的,用于气阀继电器160的电能经过ECO230。当断开时,继电器将关闭,并依次切断气体供应。
通常,控制器接收来自一个或多个传感器225~265和一个或多个输入装置(例如用户/工厂输入装置210、UIM 220等)的输入(数据、信号、信息等);处理和/或分析该信号;响应所处理过或分析过的信号,传递处理过的信号和/或输出控制信号给一个或多个输出装置(例如用户/工厂输出装置215、泵120、鼓风机145、气阀160、点火器155、动力排风装置150和/或UIM 220)。图3示出了控制器的一种结构的更详细的示意图。
控制器205包括中央控制板(CCB)300,其与多个二级板通信,这些二级板可以是也可以不是控制器205的一部分。示例的二级板包括用户接口板(UIB)305、配电板(PDB)310、触摸传感器板(TSB)315,以及一个或多个火焰控制板(FCB2-FCB4)320、325、330。
CCB 300是控制系统200的中央控制器,并且包含调节电路、驱动器或控制电路、用于存储数据的长期存储电路、直流电源、内部通信电路和两个通信端口。CCB 300包括主控制段(MCS)335和火焰控制段(FCB1)340。MCS 335包括MCS微控制器,FCB1段包括FCB1微控制器和氮化硅(Si3N4)微控制器。在一种构造中,MCS微控制器是Microchip品牌的PIC18F6620-I/PT微控制器,FCB1微控制器是Atmel品牌的AT89C55WD-24JI微控制器,Si3N4微控制器是Microchip品牌的PIC16F876-20I/SO微控制器。Si3N4微控制器连接至Si3N4点火器(下面还要论述)以便操作该Si3N4点火器。每一个微控制器包括模拟到数字转换器、处理单元(如微处理器)和存储器。存储器包括一个或多个具有指令的软件模块(在这里也称为软件块)。处理单元获取、解释并执行指令以执行各处理。
每一个调节电路接收来自一个或多个输入装置(例如传感器)的输入信号,并将该输入信号调节至适当的电压和/或电流范围,用于所连接的微控制器(例如MCS微控制器、FCB1微控制器等)。每一个驱动器或控制电路接收来自一个或多个微控制器的输出,并使用接收到的输出信号控制所连接的输出装置(例如泵、鼓风机等)。板通信电路和内部与外部端口分别支持内部和外部的通信。内部通信端口使用RS-485连接总线连接至其他控制模块的内部各通信端口,从而形成内部通信网络。外部通信端口(也称为网络端口)可以被用于将控制系统200连接至个人计算机、楼宇控制系统、局域网、互联网、调制解调器等等。
MCS微控制器控制锅炉的全部操作。这包括控制加热处理,包括步骤:接收来自一个和多个传感器的输入;向FCB微控制器发送要求加热的请求;以及一旦热量已经满足则向FCB微控制器发送空闲(idle)请求。MCS微控制器还控制动力排气装置和泵,并提供对气阀的安全控制。
响应来自MCS微控制器的控制信号,FCB微控制器执行产生火焰控制的软件程序。FCB控制鼓风机、气阀和点火器。对于Si3N4点火器,当启动该点火器时FCB向Si3N4微控制器提供输出。一旦该点火器点着,则Si3N4微控制器向FCB微控制器返回信号将该操作通知该FCB。从Si3N4微控制器到FCB微控制器的其他通信包括错误代码。
FCB1 340具有一级的燃烧和火焰安全控制,并包括鼓风机控制、点火器控制和火焰检测电路。作为附加的安全检查,监测气体继电器输出、点火器电流和鼓风机输出。对于多级锅炉,单独的火焰控制板(例如FCB2、FCB3或FCB4)用于每一级。每一个火焰控制板包括FCB微控制器、调节电路、控制或驱动器电路、内部通信电路和Si3N4微控制器。每一个FCB控制相应的鼓风机、气阀和点火器,并包括用于与MCS 335通信的内部通信端口。
多个板和微控制器的使用可以实现图3所示构造的模块化。然而,也可以有其他的构造。例如,单独的火焰控制板320、325和330的功能可以与FCB1 340结合,产生单个的FCB微控制器,用于控制燃烧的所有级。作为另一个实例,单个处理单元可用于控制器205。
UIM 220可进行锅炉的全部设置和操作。UIM 220包括机壳,用于支撑UIB 305、TSB 315,LCD显示器,LED指示器和触摸开关。UIB305提供用于向用户发送信息和从用户接收信息的装置。UIB 305与CCB 300通信并控制LCD的操作。UIB 305还接收来自触摸开关的输入,并根据由CCB 300提供的信号启动LED。TSB 315包括用于UIM 220的开关基底,并向UIB 305提供输入。LED指示锅炉的状态(例如运行(绿)、待机(黄)、检修(红)等)。
PDB310将120VAC和24VAC的电配给CCB 300和FCB 320、325、330。PDB310还为控制系统200提供保险,并提供测试电路用于确定线路电是否正确地应用给系统。
硬件由嵌入到微控制器的软件控制。对于图3所示的构造,四个不同的软件程序提供系统控制:用于CCB微控制器的主控制软件程序、用于FCB微控制器的火焰控制软件程序、用于UIB微控制器的用户接口软件程序、用于Si3N4微控制器的Si3N4软件程序。这些微控制器经内部网络彼此相互通信。
如前所述,ECO 230是恒温器开关,其位于布置在出口管110内或附近的探测器内部。ECO 230是通常为闭合状态的开关,如果探测器暴露于高于该探测器的断路点的温度时则断开。用于气阀继电器160的电能通过由流经ECO 230的电流控制的继电器。当ECO 230断开时,ECO控制的继电器将随后断开,从而使气阀160断电。ECO 230和ECO控制的继电器执行安全功能。如果水温太高,ECO 230的断开将自动忽略所有其他电路而使气阀160断电。软件不能反跳(de-bounce)该物理动作,并且ECO 230的状态也传给MCS微控制器。
在控制系统200的一些构造中,可以添加附加的继电器以控制气阀160的操作。继电器的冗余降低了因部件故障在不适当的时间打开气阀160的可能性。图4示出了用于控制气阀160的操作的电路400的一个示例性构造。
参考图4示出的气阀控制电路400的构造,气阀动力通过三个单独的继电器触点来传递。三个继电器K1、K2、K3通常都是断开的,并且为了向气阀160传递动力必须同时闭合。继电器K1是ECO控制的继电器,它是该继电器串中的第一继电器。与前面所论述的类似,当ECO(紧急切断开关)闭合时继电器K1的触点闭合。如果当微控制器405试图开启气阀160时ECO 230仍然是断开的,那么由于缺乏来自信号调节器410的反馈,微控制器405可识别出有问题。然后控制器205能够宣告故障,并经UIM 230通知用户有问题。如果当微控制器405试图打开气阀160时ECO触点闭合,那么继电器控制电路415和420控制阀160是否打开。
继电器控制电路415和420连接至微控制器405,并分别用于启动继电器K2和K3,微控制器405对于图3所示的控制器是FCB微控制器中的一个。微控制器405包括多个输出GAS1和GAS2,以防止一个输出或端口的问题影响继电器K2和K3。由于图4中所示继电器控制电路415和420是相同的,将只详细论述继电器控制电路415。
参考图4,继电器控制电路415包括单触发多谐振荡器U1A、晶体管Q1、电阻器R1和R3、以及电容器C1。当活动时输出信号GAS1是脉冲信号。该脉冲信号是以设定频率脉冲振动的,以控制单触发多谐振荡器U1A。为了激活单触发多谐振荡器U1A,脉冲信号应该具有以近似少于电路R1、C1的有效脉宽(或时间常数)的时间从高到低的重复转换(transition),其被施加给该单触发多谐振荡器U1A。如果该转换快于电路R1、C1的有效脉宽,那么多谐振荡器U1A的Q输出升高并导通晶体管Q1。晶体管Q1的导通会激活继电器K2。如果转变慢于电路R1、C1的脉宽或者一些脉冲丢失,多谐振荡器U1A的Q输出降低并截止开关Q1。晶体管Q1的截止会去活继电器K2。电阻器R3限制通过开关Q1的电流,并且二极管D1降低了当继电器K2去活时在该继电器的线圈上的“逆转(kick-back)”电压。除了提供适当的脉冲信号GAS1和GAS2,微控制器405还将ENABLE信号驱动为低,以开启继电器K2和K3。
为了使气阀160打开,全部三个继电器K1、K2和K3需要同时闭合。也就是说,出口水温必须低于ECO 230的设定点,微控制器405必须以近似适当的速率使信号GAS1和GAS2脉动,并且ENABLE线被拉低以闭合继电器K2和K3。如果这些条件中有任何条件没有被满足,则气阀160将不开动。
而且,即使继电器K2或K3之一短路,也可以发生对气阀160的控制。例如,如果继电器K3短路,继电器K2仍将提供对气阀160的控制,包括关闭气阀160。
再参考图4,微控制器405还监控FEEDBACK信号,以便知道何时动力施加给气阀160。通过将FEEDBACK信号与所需的输出对比,如果微控制器405检测到问题,微控制器405可以宣告故障。例如,如果当命令时动力没有正确地施加给气阀160,或者当没有命令时动力被施加给气阀160,可以宣告故障。对于特定实例,如果继电器K2和K3的触点短路,则不管气阀160是要打开还是关闭,动力都能施加给气阀160。微控制器405通过FEEDBACK信号检测是否动力被错误地提供给气阀160,并向用户宣告故障。如果用户不响应该故障,则气阀160保持打开,直到出口水达到ECO恒温器温度。这会去活继电器K1,继电器K1关闭气阀160。
在继续论述之前,应该注意,尽管控制电路400被描述为控制气阀160,电路400也可以控制其他阀或装置。另外,尽管该电路是和继电器控制电路415和420一起描述的,其他的电路也可用于控制继电器K2和K3。
如前面参考图1所述,锅炉100包括点火器155,用于对燃烧器130点火。在一种构造中,点火器155包括碳化硅(SiC)材料,而在另一种构造中,点火器155包括氮化硅(Si3N4)材料。在控制系统200的一些构造中,系统200允许这两种材料中的任何一种用于点火器155。而且,对于这些构造,控制器205能够自动地确定连接至控制器205的点火器155的类型。图5示出了连接至控制器205用于检测点火器类型的电路500的一种示例构造。
参考图5,SiC点火器505或Si3N4点火器510连接至控制器515并用于对燃烧器130点火。点火器505或510可以在工厂安装或由技术服务人员“现场”安装。微控制器515可以是结合图3所述的FCB微控制器之一。
如图5所示,当IGNITER信号使继电器K1闭合时,SiC点火器505点燃燃烧器130。传统的电流校验电路520监控通过点火器505的电流,以保证点火器505具有充足的电流来产生点火温度。当电流超过设定值时,电路520向微控制器515提供信号指示点火器打开。设定点可以使用跳线来设置也可依据SiC点火器505的类型。
再参考图5,Si3N4微控制器和控制电路525控制Si3N4点火器510。一种示例的Si3N4微控制器525由怀特-罗杰斯(White-Rodgers)发布,在http://www.white-rodgers.com,零件号码为21D64-100E1。专利号为6,521,869的美国专利中公开了用于控制Si3N4点火器的一种示例控制电路,其内容并入此处作为参考。当激活Si3N4点火器时,IGNITER信号被驱动为低,以接通K1并施加动力给三端双向可控硅开关元件Q1。短时间之后,“GO”信号传递给Si3N4微控制器525。Si3N4微控制器和控制电路525响应该“GO”信号,通过激活三端双向可控硅开关元件Q1,点燃Si3N4点火器510。如果点火成功,则成功结果从Si3N4微控制器525传递给(在“PROVEN”线上)微控制器515。如果出现故障,则该故障从Si3N4微控制器525传递给微控制器515。FAULT信号向微控制器515提供故障信息,并允许微控制器515清除故障条件。在不同的构造中,三端双向可控硅开关元件Q1直接连接至线路电,从而不需要继电器K1。
当通电后第一次试图启动点火器时,控制器515自动确定安装在锅炉100的每一级上的点火器的类型(如果多于一级)。当然,可以在不同的时间进行该确定。对于每一级可以类似地进行该确定,所以这里将只明确地论述一个级。
在一种方法中,微控制器515首先尝试如上所述启动SiC点火器。然后微控制器515监控来自电流感测电路520的FEEDBACK信号,以确定是否在任何时间出现肯定结果,直到Si3N4返回肯定的“PROVEN”反馈。如果结果是肯定的,则微控制器515将该结果存储在存储器中。在短时段之后如果没有发生肯定结果,微控制器515向Si3N4微控制器和控制电路525提供“GO”信号。微控制器515然后监控在一个时段内是否从Si3N4微控制器525提供回肯定应答。如果在接收到肯定的“PROVEN”反馈之前的任何时间接收到来自电流感测电路520的肯定反馈,则取消“GO”信号以停止Si3N4处理。如果结果是肯定的,则微控制器515将该结果存储在存储器中。如果没有从任何类型的点火器接收到肯定反馈,则控制器205停止点火器处理并宣告出错。检测的点火器类型存储在存储器中,并且所有的后续操作将只启动所检测的类型,直到周期性电力清除该存储器。当然,刚刚论述的方法的步骤的顺序可以改变,并且其他的方法也是可以的。
作为替代方法,微控制器515基本上同时向SiC点火器控制电路和Si3N4点火器控制电路提供启动信号。微控制器515通过允许输出线IGNITER来启动SiC电路,并通过允许输出线GO来启动Si3N4电路。然后监控来自电流感测电路510和Si3N4微控制器的反馈信号,以确定安装了哪种点火器。如果从电流感测电路接收到肯定结果,则微控制器515知道该级具有SiC点火器505,并且不再需要启动Si3N4点火器510。然后系统将取消到Si3N4控制电路的“GO”命令。如果在一个时段之内没有发现电流反馈,则微控制器515等待来自Si3N4微控制器的反馈。如果Si3N4微控制器515完成了其点火序列并返回肯定结果,则Si3N4点火器510耦合至控制器205。检测的点火器类型存储在存储器中,并且所有的后续操作将只启动所检测的类型,直到周期性电力清除该存储器。如果反馈指示这两种点火器都没有连接,则宣告故障。如果两种类型的点火器都安装了,则微控制器可以使用一种类型的点火器用于所有后续操作而忽略另一种。例如,在一个实施例中,如果两种类型的点火器都安装了,该为控制器在后续的操作中默认SiC点火器而忽略Si3N4点火器。
在另一种方法中,微控制器515首先尝试如上所述启动Si3N4点火器。在该实施例中,三端双向可控硅开关元件Q1连接到线路电上,以便继电器K1不与三端双向可控硅开关元件Q1串联。微控制器515向Si3N4微控制器传送“GO”信号。响应该“GO”信号,Si3N4微控制器合控制电路525通过激活三端双向可控硅开关元件Q1,点燃Si3N4点火器510。然后在一个时段内,微控制器515监视来自Si3N4微控制器525的Proven信号,以确定Si3N4点火器510的点火是否成功。如果结果是肯定的,微控制器515将该结果存储到存储器。如果该结果是否定的,微控制器515传送信号IGNITER以闭合继电器K1并启动SiC点火器505。然后在一个时段内微控制器515监视来自电流传感电路520的信号FEEDBACK,以确定是否发生肯定结果。如果结果是肯定的,微控制器515将该结果存储到存储器。点火器的检测类型存储在存储器中,并且所有的后续操作将只启动所检测的类型,直到周期性电力清除该存储器。如果从两个点火器都没有接收到肯定结果,则宣告故障。当然,刚刚讨论的步骤次序可以改变,其他的方法也是可以的。
如前面参照图2所讨论的,控制系统200可以包括从用户接收输入的用户接口组件(UIM)220。除了其他的,利用UIM可以对锅炉100进行完全的配置和操作。所述配置可以包括一个和多个温度设置点(如操作设置点,高限设置点等)以及一个或多个温度差(如与设置点的1摄氏度的温度差)。控制器205使用这些设置点、温度差和感测到的温度信息来控制锅炉100。
在一种操作方法中,控制器205按照至少两种状态(常规状态和短循环防止状态)中的至少一种操作并且每种状态具有至少两种模式(运行模式,其中热序列是激活的,以及待机模式,其中不需要热)。当在常规模式下,锅炉100按照用户的设置和编程来操作。当在短循环防止状态,锅炉100调整锅炉100的操作,以便控制器205不严格遵循用户建立的设置(即修改该常规模式)。当然,还可以添加其他的状态和模式(如,错误状态、假期或睡眠状态),用于每个状态和模式(如“常规”状态、“运行”状态等)的描述符只是指例子描述符(如,“常规”状态可以替换地表示为“标准”状态或其变化形式)。还应该理解,如上面讨论的,不仅是常规状态,短循环防止状态也可以修改其他状态。
术语“短循环情况”在这里是指这样的情况,其中锅炉100以快速的循环率执行,每个循环包括燃烧器130的激活和去活。例如,在一种构造中,当锅炉100的一个或多个阶段在一个小时内执行30个循环时,锅炉100处于短循环情况。例如,当温度差设置得太密,则可能发生短循环情况。短循环增加了锅炉100执行的循环数,并且可能导致锅炉100的一个或多个部件的过早失效。
短循环防止状态影响待机和/或运行模式的操作。例如,短循环防止状态可以将一个或多个设置值调整为默认值(如,自动将温度差改变成三摄氏度,改变温度设置点等),可以调整设置值(如,将常规状态的温度差增加1摄氏度/时,直到短循环情况消失),和/或可以强制规定在允许循环发生之前要经过一个最小量时间(如,在上一次请求加热之后,延迟请求加热至少180秒)。短循环防止状态的一个结果是一个或多个循环的延迟,因而降低了在一个时段内的循环数。
对于一种构造,当控制器205进入短循环防止状态,控制器205向用户发出发生短循环情况的警报信息。对这种构造,在用户确认这种情况之前,控制器205保持在短循环防止状态。在另一种构造中,当检测到短循环情况,控制器205在短循环防止状态下操作一个时段。当经过了该时段,控制器205返回常规状态(或其他可应用状态),以确定引起短循环的情况本身是否已经得到解决。如果没有得到解决,控制器205要重新进入短循环防止状态并且将发生报警。其他的变化可以预见。
应该注意,对每个加热阶段,短循环防止状态可以独立地确定和控制。可替换地,对每个加热阶段的短循环防止状态可以是相关的。例如,在一种方法中,如果在系统空闲时进入短循环状态,则对阶段1加热序列的下一个转换将不允许到180秒。然后,当该序列到达阶段1加热序列的结尾,在进入阶段2加热序列之前,控制器205将等待180秒,依此类推。
尽管结合整装式燃气锅炉说明了本发明,但本发明还可用于其他类型的锅炉。另外,本发明的目标是还可以用在其他设备(如热水器的燃气设备)。
本发明的特征和有点在权利要求书中说明。
Claims (41)
1.一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一中点火器,所述方法包括:
对所述第一型点火器和所述第二型点火器中的至少一个点火器施加控制参数;
监视所述第一型点火器和所述第二型点火器中的至少一个点火器对所述控制参数的响应;以及
确定是所述第一型点火器还是所述第二型点火器提供了所述响应。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述施加控制参数的动作包括对所述第一型点火器和第二型点火器中的至少一个点火器施加电压。
3.如权利要求1所述的方法,还包括将提供所述响应的点火器的类型存储在存储器中。
4.如权利要求1所述的方法,其中,所述第一型点火器包括第一材料,以及所述第二型点火器包括与所述第一型材料不同的第二材料。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述第一型点火器包括碳化硅,以及所述第二型点火器包括氮化硅。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述第一型点火器包括氮化硅,以及所述第二型点火器包括碳化硅。
7.如权利要求1所述的方法,还包括:如果所述第一型点火器和所述第二型点火器都没有连接到所述燃烧器,则传送错误情况。
8.如权利要求1所述的方法,其中,在所述确定动作之后,只激活一种类型的点火器。
9.如权利要求8所述的方法,其中,根据所述确定动作激活一种类型的点火器。
10.如权利要求1所述的方法,还包括:如果所述第一型点火器提供响应,则取消所述向所述第二型点火器施加控制参数的动作。
11.如权利要求1所述的方法,还包括:如果所述第二型点火器提供响应,则取消所述向所述第一型点火器施加控制参数的动作。
12.如权利要求1所述的方法,其中,所述燃气设备包括多个燃烧器,其中每个燃烧器可包含一个所述第一型点火器或一个所述第二型点火器,并且其中所述方法对所述多个燃烧器的每个燃烧器重复。
13.如权利要求1所述的方法,其中,所述施加控制参数的动作包括对所述第一型点火器和第二型点火器施加激活信号。
14.如权利要求13所述的方法,其中,所述监视所述第一型点火器和所述第二型点火器中至少一个对所述控制参数的响应,包括监视所述第一型点火器和所述第二型点火器以获得反馈信号。
15.一种燃气设备,包括:
第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一个点火器;以及
连接到所述第一型点火器和所述第二型点火器中至少一个点火器的控制器,所述控制器可操作,以便根据所述第一型点火器和所述第二型点火器中至少一个在从所述控制器接收了激活信号之后是否对所述控制器传递响应来检测所述第一型点火器和所述第二型点火器是否连接到所述控制器。
16.如权利要求15所述的燃气设备,还包括连接到所述第一型点火器和所述控制器的电流传感电路,所述电流传感电路可操作,以便当通过所述第一型点火器的电流超过阈值时,向所述控制器传送信号,指示所述第一型点火器存在。
17.如权利要求15所述的燃气设备,还包括连接到所述控制器和所述第二型点火器的点火器组件,所述点火器组件可操作,以便向所述第二型点火器传送激活信号,并且如果激活发生,向所述控制器发送信号,指示所述第二型点火器存在。
18.如权利要求15所述的燃气设备,还包括连接到所述第一型点火器和所述控制器的电流传感电路;以及连接到所述第二型点火器和所述控制器的点火器组件,所述电流传感电路可操作,以便当通过所述第一型点火器的电流超过阈值时,向所述控制器传送信号,指示所述第一型点火器存在,所述点火器组件可操作,以便向所述第二型点火器传送激活信号,并且如果激活发生,向所述控制器发送信号,指示所述第二型点火器存在。
19.如权利要求15所述的燃气设备,其中,所述第一型点火器包括第一材料,以及所述第二型点火器包括与所述第一型材料不同的第二材料。
20.如权利要求15所述的燃气设备,其中,所述第一型点火器包括碳化硅,以及所述第二型点火器包括氮化硅。
21.如权利要求15所述的燃气设备,其中,所述第一型点火器包括氮化硅,以及所述第二型点火器包括碳化硅。
22.一种用于检测锅炉中点火器类型的装置,所述装置包括:
控制器,可连接到第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中至少一种,所述控制器可操作,以便根据所述第一型点火器和所述第二型点火器中至少一个在从所述控制器接收了激活信号之后是否对所述控制器传递响应来检测所述第一型点火器和第二型点火器中的至少一个是否连接到所述控制器。
23.如权利要求22所述的装置,还包括连接到所述第一型点火器和所述控制器的电流传感电路,所述电流传感电路可操作,以便当通过所述第一型点火器的电流超过阈值时,向所述控制器传送信号,指示所述第一型点火器存在。
24.如权利要求22所述的装置,还包括连接到所述控制器和所述第二型点火器的点火器组件,所述点火器组件可操作,以便向所述第二型点火器传送激活信号,并且如果激活发生,向所述控制器发送信号,指示所述第二型点火器存在。
25.如权利要求22所述的装置,还包括连接到所述第一型点火器和所述控制器的电流传感电路;以及连接到所述第二型点火器和所述控制器的点火器组件,所述电流传感电路可操作,以便当通过所述第一型点火器的电流超过阈值时,向所述控制器传送信号,指示所述第一型点火器存在,所述点火器组件可操作,以便向所述第二型点火器传送激活信号,并且如果激活发生,向所述控制器发送信号,指示所述第二型点火器存在。
26.如权利要求22所述的装置,其中,所述第一型点火器包括第一材料,以及所述第二型点火器包括与所述第一型材料不同的第二材料。
27.如权利要求22所述的装置,其中,所述第一型点火器包括碳化硅,以及所述第二型点火器包括氮化硅。
28.如权利要求22所述的装置,其中,所述第一型点火器包括氮化硅,以及所述第二型点火器包括碳化硅。
29.一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一种点火器,所述方法包括:
对所述第一型点火器和控制组件施加第一控制参数;
在传递所述第一控制参数到所述第一型点火器和所述控制组件之后的预定时段传递第二控制参数到所述第二型点火器;
监视经过所述第一型点火器的电流并且对所述燃气设备传递反馈信号,如果所述电流超过了阈值,则指示所述第一型点火器存在;以及
监视用作点火的所述第二型点火器并且向所述燃气设备传递点火信号,指示所述第二型点火器存在。
30.如权利要求29所述的方法,还包括相应于所述燃烧器是否接收了所述反馈信号或所述点火信号,将点火器类型存储到存储器中。
31.如权利要求29所述的方法,其中,所述燃烧器的后续操作只激活其类型存储在存储器中的点火器。
32.如权利要求29所述的方法,其中,所述第一型点火器包括第一材料,以及所述第二型点火器包括与所述第一材料不同的第二材料。
33.如权利要求29所述的方法,其中,所述第一型点火器包括碳化硅,以及所述第二型点火器包括氮化硅。
34.如权利要求29所述的方法,其中,所述第一型点火器包括氮化硅,以及所述第二型点火器包括碳化硅。
35.如权利要求29所述的方法,还包括:如果所述第一型点火器和所述第二型点火器都没有连接到所述燃烧器,则传送错误情况。
36.如权利要求29所述的方法,还包括:如果所述第一型点火器传送所述反馈信号,则取消所述向所述控制组件传送电压信号的动作。
37.如权利要求29所述的方法,其中,所述燃气设备包括多个燃烧器,并且每个燃烧器可包括一个所述第一型点火器或一个所述第二型点火器。
38.如权利要求29所述的方法,其中,所述施加第一控制参数包括对所述第一型点火器和所述控制组件施加电压。
39.一种用于确定点火器类型的方法,所述点火器用于点燃由燃气设备的燃烧器发出的燃气,所述燃气设备适于包括第一型点火器和与所述第一型点火器不同的第二型点火器中的至少一种,所述方法包括:
对所述第一型点火器和所述第二型点火器传递激活信号;以及
根据是所述第一型点火器还是所述第二型点火器首先激活,确定在所述燃气设备中是存在所述第一型点火器还是存在所述第二型点火器。
40.如权利要求39所述的方法,其中,向所述第一型点火器和所述第二型点火器传送所述激活信号包括向一个所述第一型点火器或一个所述第二型点火器顺序地传送所述激活信号。
41.如权利要求39所述的方法,其中,向所述第一型点火器和所述第二型点火器传送所述激活信号包括向所述第一型点火器和所述第二型点火器同时传送所述激活信号。
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