DE1112620B

DE1112620B - Automatic, electrical control device for boilers of water circulation heating systems

Info

Publication number: DE1112620B
Application number: DEV9175A
Authority: DE
Original assignee: Vapor Heating Corp
Current assignee: Vapor Heating Corp
Priority date: 1951-04-05
Filing date: 1951-06-27
Publication date: 1961-08-10

Description

Selbsttätige, elektrische Regeleinrichtung für Heizkessel von Wasser-Umlaufheizungsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige, elektrische Regeleinrichtung für einen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff periodisch betriebenen Heizkessel einer Wasser-Umlaufheizungsanlage mit einem elektrisch betätigten Brennstoffventil und einer elektrischen Zündeinrichtung, die in einem relaisbetätigten Erregerstromkreis parallel geschaltet sind.Automatic, electrical control device for boilers in water circulation heating systems The invention relates to an automatic, electrical control device for a boiler operated periodically with liquid or gaseous fuel a water circulation heating system with an electrically operated fuel valve and an electrical ignition device in a relay-operated excitation circuit are connected in parallel.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine solche Regeleinrichtung derart auszubilden, daß sie im eingeschalteten Zustand das periodische Arbeiten des Heizkessels in Abhängigkeit von vorbestimmten Temperaturwerten des umlaufenden Wassers sicher steuert.It is the object of the invention to provide such a control device to train that, when switched on, the periodic operation of the boiler depending on predetermined temperature values of the circulating water controls.

Ausgehend von einer Regeleinrichtung der oben bezeichneten Art schlägt die Erfindung vor, daß ein Relais zum Schließen und Öffnen des Erregerstromkreises eines Solenoidbrennstoffventils sowie des Zündstromkreises in einem Steuerstromkreis von einem von der Vorlauftemperatur abhängigen Hilfsrelais über einen Stromunterbrecher sowie von einem von der Rücklauftemperatur abhängigen Schalter derart gesteuert wird, daß die Brennstoffzufuhr unterbunden und der Zündstromkreis unterbrochen wird, wenn das Rücklaufwasser der Heizungsanlage eine festgelegte Höchsttemperatur aufweist, und umgekehrt, während ein von der Feuerraumtemperatur abhängiger Verzögerungsschalter den geöffneten Stromunterbrecher des Hilfsrelais solange überbrückt und die Brennstoffzufuhr zum Kessel aufrechterhält, bis der von der Rücklauftemperatur abhängige Schalter auf die obere Temperaturgrenze des Rücklaufwassers anspricht.Proceeding from a control device of the type described above, proposes the invention provides that a relay for closing and opening the excitation circuit a solenoid fuel valve and the ignition circuit in a control circuit from an auxiliary relay dependent on the flow temperature via a circuit breaker as well as controlled by a switch dependent on the return temperature the fuel supply is cut off and the ignition circuit is interrupted, if the return water of the heating system has a specified maximum temperature, and vice versa, while a delay switch is dependent on the furnace temperature the open circuit breaker of the auxiliary relay is bridged and the fuel supply to the boiler until the return temperature dependent switch responds to the upper temperature limit of the return water.

Dadurch ist eine genaue und sichere Steuerung der Wassertemperatur der Umlaufheizungsanlage möglich. Wenn der Brennstoff nach dem Schließen des Startdruckknopfschalters in einer vorbestimmten Zeit, beispielsweise innerhalb von 45 Sekunden, nicht gezündet wird, schaltet sich die gesamte Anlage selbsttätig aus. Wird jedoch der Brennstoff innerhalb der vorbestimmten Zeit gezündet, so werden der von der Feuerraumtemperatur abhängige Verzögerungsschalter sowie von der Umlaufwassertemperatur abhängige Schalter geschlossen und dadurch ein Erregerstromkreis aufrechterhalten, der ein periodisches Arbeiten des Heizkessels ermöglicht.This enables precise and safe control of the water temperature the circulation heating system possible. When the fuel after closing the start push button switch not ignited in a predetermined time, for example within 45 seconds the entire system switches itself off. However, it will be the fuel ignited within the predetermined time, the temperature of the combustion chamber dependent delay switches as well as switches dependent on the circulating water temperature closed and thereby maintaining an excitation circuit, which is a periodic Allows the boiler to work.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings a preferred embodiment explained.

Fig. 1 zeigt eine Wasser-Umlaufheizungsanlage mit einer Umlaufpumpe, einem Gebläse, einer Brennstoffpumpe und weiterem Zubehör; Fig. 2 ist ein Schaltschema der elektrischen Erregerstromkreise für die selbsttätige Steuerung der Anlage.Fig. 1 shows a water circulation heating system with a circulation pump, a blower, a fuel pump and other accessories; Fig. 2 is a circuit diagram the electrical excitation circuits for the automatic control of the system.

Der Heizkessel 23 beliebiger Bauart ist für Befeuerung mit öl oder Gas eingerichtet. In dem Ausführungsbeispiel besitzt er einen Wassermantel 24, der den Feuerraum 25 umgibt, der ein Rauchgasabzugsrohr 26 aufweist. Der Brennstoff wird in den Feuerraum 25 unter Druck mittels einer Brennstoffpumpe 27 gefördert, die in einer Brennstoffzufuhrleitung 28 zur üblichen Zerstäubungsdüse 29 liegt. Die Brennstoffpumpe arbeitet während des Betriebs ununterbrochen, doch wird die tatsächliche Zufuhr vonBrennstoff zu demFeuerraum durch ein solenoidgesteuertes Ventil 30 überwacht, das zwischen der Pumpe 27 und der Düse 29 in die Brennstoffleitung 28 eingeschaltet ist. Um die Pumpe bei -geschlossenem Ventil 30 von übermäßigem Rückdruck zu entlasten, ist eine Umgehungsleitung 31 vorgesehen, die mit einem druckbelasteten Rückschlagventil32 ausgerüstet ist und Auslaß und Einlaß der Pumpe 27 überbrückt. Die elektrischen Zündteile 33 bewirken in der im folgenden beschriebenen Weise die Zündung des von der Düse 29 eingeführten Brennstoffs. Die erforderliche Verbrennungsluft wird von einem Gebläse 34 geliefert. Die Brennstoffpumpe 27 und das Gebläse 34 werden durch den gleichen Elektromotor 35 betrieben, so daß die Zufuhr bestimmter anteilsmäßiger Mengen von Brennstoff und Luft gewährleistet ist.The boiler 23 of any type is set up for firing with oil or gas. In the exemplary embodiment, it has a water jacket 24 which surrounds the combustion chamber 25, which has a flue gas exhaust pipe 26. The fuel is conveyed into the combustion chamber 25 under pressure by means of a fuel pump 27 which is located in a fuel supply line 28 to the conventional atomizing nozzle 29. The fuel pump operates continuously, but the actual supply of fuel to the furnace is monitored by a solenoid-controlled valve 30 connected between the pump 27 and the nozzle 29 in the fuel line 28. In order to relieve the pump of excessive back pressure when the valve 30 is closed, a bypass line 31 is provided which is equipped with a pressure-loaded check valve 32 and bridges the outlet and inlet of the pump 27. The electrical ignition parts 33 cause the fuel introduced from the nozzle 29 to be ignited in the manner described below. The required combustion air is supplied by a fan 34. The fuel pump 27 and the fan 34 are operated by the same electric motor 35, so that the supply of certain proportional amounts of fuel and air is guaranteed.

Solange der Kessel unter der Überwachung der elektrischen Regelkreise steht, wird ein Zwangsumlauf des Heizwassers durch den Kessel durch eine in der Rücklaufleitung 21, 22 der Heizungsanlage eingeschaltete Umlaufpumpe 36 aufrechterhalten. Die Rücklaufleitung ist an den Kessel unten angeschlossen, während das erhitzte Wasser aus dem Kessel oben in die Vorlaufleitung 37 eintritt.As long as the boiler is under the supervision of the electrical control circuits is a forced circulation of the heating water through the boiler through an in the Maintain the circulation pump 36 switched on in the return line 21, 22 of the heating system. The return line is connected to the boiler below while the heated one Water from the boiler enters the flow line 37 at the top.

Um den Zwangsumlauf des Heizwassers während des Betriebes sicherzustellen, ist neben dem Motor 35 für den Betrieb der Brennstoffpumpe 27 und des Gebläses 34 ein Motor 38 für den Betrieb der Umlaufpumpe 36 in einem gemeinsamen Stromkreis parallel geschaltet. Das Brennstoffventil 30 wird ebenfalls mit den elektrischen Vorrichtungen für das Inbetriebsetzen der Zündeinrichtung 33 parallel geschaltet, so daß die Funkenbildung oder die sonstige elektrische Zündung und die Brennstoffzufuhr gleichzeitig durch öffnen und Schließen eines gemeinsamen Stromkreises geregelt werden. Dieser Stromkreis wird durch einen Thermostaten 39 in der Rücklaufleitung 22 überwacht, der so eingestellt ist, daß er die Brennstoffzufuhr zu dem Kessel sperrt, wenn das Rücklaufwasser eine vorbestimmte Höchsttemperatur, beispielsweise 76° C, aufweist. Doch können in dieser Betriebslage die Umwälzpumpe 36 und das Verbrennungsluftgehäuse 34 weiterlaufen. Fällt die Temperatur des Rücklaufwassers unter eine vorbestimmte Niedrigsttemperatur, beispielsweise unter 50° C, so bewirkt der Thermostat 39 in der Rücklaufleitung die Wiedererregung des Brennstoffventils 30 und der Zündeinrichtung 33, so daß der Kessel wieder eingeschaltet wird und dementsprechend die Temperatur des Wassers im Kessel steigt.To ensure the forced circulation of the heating water during operation, is next to the motor 35 for the operation of the fuel pump 27 and the fan 34 a motor 38 for operating the circulation pump 36 in a common circuit connected in parallel. The fuel valve 30 is also with the electrical Devices for starting the ignition device 33 connected in parallel, so that the sparking or other electrical ignition and fuel supply regulated simultaneously by opening and closing a common circuit will. This circuit is controlled by a thermostat 39 in the return line 22, which is set to stop the fuel supply to the boiler locks when the return water reaches a predetermined maximum temperature, for example 76 ° C. However, in this operating position, the circulation pump 36 and the combustion air housing 34 continue to run. If the temperature of the return water falls below a predetermined one The thermostat 39 in FIG the return line, the re-excitation of the fuel valve 30 and the ignition device 33, so that the boiler is switched on again and, accordingly, the temperature of the water in the boiler rises.

Fig. 2 ist ein Schaltschema der selbsttätigen elektrischen Regeleinrichtung nach der Erfindung.Fig. 2 is a circuit diagram of the automatic electrical control device according to the invention.

Der Hauptstromschalter 40 überwacht den Erregerstromkreis des Umwälzpumpenmotors 38 und des Motors 35 vom Verbrennungsluftgebläse 34 und der Brennstoffpumpe 27. Diese Stromkreise führen von der Stromzuleitung 41 durch den Hauptschalter 40 und eine Leitung 42 zu einer Abzweigstelle 43, von hier über die Leitung 44, durch den Brennstoffpumpenmotor 35 und die Leitung 45 zu der Stromableitung 46. Eine andere Abzweigung führt von der Zweigstelle 43 über die Leitung 47, Umwälzpumpenmotor 38 und Leitung 48 zu der Stromableitung 46.The main power switch 40 monitors the excitation circuit of the circulating pump motor 38 and the motor 35 from the combustion air blower 34 and the fuel pump 27. These circuits lead from the power supply line 41 through the main switch 40 and a line 42 to a branch point 43, from here via line 44, through the Fuel pump motor 35 and line 45 to power drain 46. Another The branch leads from branch 43 via line 47, circulating pump motor 38 and line 48 to current drain 46.

Durch Schließen des Schalters 40 wird zusätzlich zur Erregung des Gebläsemotors 35 und des Pumpenmotors 38 ein Signalstromkreis für ein elektrisches Horn 49 erregt. Dieser Stromkreis führt von dem Schalter 40 über Leitung 42, eine Sammelschiene 50, Zweigleitung 51, den geschlossenen Kontakt 52 des stromlosen Hilfsrelais 53, Leitung 54, den geschlossenen Kontakt 55 eines Steuerrelais 56 und von dort über Leitung 57, Horn 49 und Leitung 58 zu der Stromableitung 46. Dieser Signalstromkreis wird sofort unterbrochen, wenn ein Startschalter 59 geschlossen wird, da der durch diesen Schalter geschlossene Stromkreis die Wicklung 60 des Hilfsrelais 53 erregt, wodurch der Kontakt 52 geöffnet wird. Dieser Relaiserregerkreis führt von der Sammelschiene 50 über die Leitung 61, den geschlossenen Schalter 59, Leitung 62, Wicklung 60 des Relais 53 und Leitung 63 zu der Stromableitung 46. Die Wicklung 60 des Relais 53 ist so ausgelegt, daß das Relais noch 45 Sekunden lang erregt bleibt, nachdem der Erregerstromkreis durch Freigeben des Startschalters 59 unterbrochen ist. Solange das Relais 53 erregt ist, schließt sein Kontakt 52 die Kontakte 64 und 65 und damit einen Erregerkreis durch die Wicklung des Relais 56. Dieser Stromkreis führt von Leitungsschiene 50 über Leitung 66, den für gewöhnlich geschlossenen Thermostatschalter 67, Leitungen 68 und 69, die Kontakte 64 und 65 des Relais 53, Leitungen 70 und 71, den Schalter 72 für die untere Temperatur des Thermostaten, Wicklung 73 des Relais 56 und Leitung 74 zu der Stromableitung 46. Durch Erregen des Relais 56 wird dessen Kontakt 55 in eine Stellung geführt, in welcher der Stromkreis des Brennstoffsolenoidventils 30 geschlossen ist, und gleichzeitig wird ein Stromkreis durch die Primärwicklung 75 eines Transformators geschlossen, der einen hochgespannten Strom für die Zündkerzen 33 liefert. Der Stromkreis des Solenoidventils 30 führt von der Stromzuleitung 41 über den Hauptschalter 40, Sammelschiene 50, Abzweigleitung 66, Temperaturbegrenzungsschalter 67, Leitungen 68 und 69, Kontakte 64 und 65 des Hilfsrelais 53, Leitungen 70 und 76 zu dem geschlossenen Kontakt 55 des erregten Relais 56, Leitung 77, Wicklung 78 des Solenoidbrennstoffventils 30 und Leitung 79 zu der Stromableitung 46. Die Primärwicklung 75 des Transformators der Zündeinrichtung liegt in einem abgezweigten Stromkreis, der von der Leitung 77 über die Leitung 80, die Transformatorwicklung 75 und die Leitung 81 zur Stromableitung 46 führt.By closing the switch 40, in addition to energizing the fan motor 35 and the pump motor 38, a signal circuit for an electric horn 49 is energized. This circuit leads from the switch 40 via line 42, a busbar 50, branch line 51, the closed contact 52 of the currentless auxiliary relay 53, line 54, the closed contact 55 of a control relay 56 and from there via line 57, horn 49 and line 58 the current discharge 46. This signal circuit is interrupted immediately when a start switch 59 is closed, since the circuit closed by this switch energizes the winding 60 of the auxiliary relay 53, whereby the contact 52 is opened. This relay excitation circuit leads from the busbar 50 via the line 61, the closed switch 59, line 62, winding 60 of the relay 53 and line 63 to the current outlet 46. The winding 60 of the relay 53 is designed so that the relay continues for 45 seconds remains excited after the excitation circuit is interrupted by releasing the start switch 59. As long as the relay 53 is energized, its contact 52 closes the contacts 64 and 65 and thus an excitation circuit through the winding of the relay 56. This circuit leads from line rail 50 via line 66, the usually closed thermostat switch 67, lines 68 and 69, the Contacts 64 and 65 of the relay 53, lines 70 and 71, the switch 72 for the lower temperature of the thermostat, winding 73 of the relay 56 and line 74 to the current conductor 46. By energizing the relay 56, its contact 55 is brought into a position, in which the circuit of the fuel solenoid valve 30 is closed, and at the same time a circuit is closed through the primary winding 75 of a transformer which supplies a high-voltage current for the spark plugs 33. The circuit of the solenoid valve 30 leads from the power supply line 41 via the main switch 40, busbar 50, branch line 66, temperature limit switch 67, lines 68 and 69, contacts 64 and 65 of the auxiliary relay 53, lines 70 and 76 to the closed contact 55 of the energized relay 56 , Line 77, winding 78 of the solenoid fuel valve 30 and line 79 to the current derivation 46. The primary winding 75 of the transformer of the ignition device is in a branched circuit, which runs from the line 77 via the line 80, the transformer winding 75 and the line 81 to the current derivation 46 leads.

Umwälzpumpe 36, Verbrennungsluftgebläse 34, Brennstoffpumpe 27 und Brennstoffzündeinrichtung 33 des Stromkreises bleiben für einen Zeitraum von etwa 45 Sekunden in Tätigkeit, da das Hilfsrelais 53 über diesen Zeitraum in seiner erregten Schließstellung verharrt. Wenn die Kesselfeuerung einsetzt, schließt sich ein temperaturempfindlicher Verzögerungsschalter 82, der auf die Feuerraumtemperatur anspricht, in der Regel innerhalb von 45 Sekunden, und schließt damit einen Stromkreis, der das Relais 56 erregt hält, nachdem das Hilfsrelais 53 stromlos geworden und in die in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückgekehrt ist. Der Stromkreis des Verzögerungsschalters verbindet die Leitungen 68, 71 und 76, infolgedessen bleibt die Kesselfeuerung so lange in Betrieb, bis der Schalter 72 des Rücklaufthermostaten 39 durch Ansprechen auf die eingestellte obere Temperaturgrenze anspricht. Der Kessel liefert weiterhin durch die Vorlaufleitung 37 Heizwasser einer Temperatur, die unter der Temperatureinstellung des Vorlaufthermostaten 83 liegt; dieser Thermostat ist so eingestellt, daß er seinen Stromkreis bei 93° C schließt. Wenn jedoch die Temperatur des Rücklaufwassers an der oberen Grenze von beispielsweise 76° C oder darüber liegt, so öffnet sich der Schalter 72 des Rücklaufthermostaten 39, wodurch das Relais 56 stromlos wird und damit auch das Solenoid des Brennstoffventils 30, das sich schließt. Es arbeiten jedoch die Umwälzpumpe 36, das Verbrennungsluftgebläse 34 und die Brennstoffpumpe 27 weiter. Der auf die Feuerraumtemperatur ansprechende Verzögerungsschalter 82 bleibt für gewöhnlich nach dem Öffnen des Schalters 72 des Rücklaufthermostaten 39 noch eine beträchtliche Zeit geschlossen. Infolgedessen wird das Hilfsrelais 53 erregt und durch seinen Stromkreis die Erregung des Signalhorns 49 verhindert. Dieser Stromkreis führt von dem geschlossenen Schalter 67 des Vorlaufthermostaten 83, Leitung 68, Verzögerungsschalter 82, Leitung 71 und 84, geschlossenem Kontakt 85 des Relais 56, Leitungen 86 und 62 durch die Wicklung 60 des Hilfsrelais 53 und sodann über Leitung 63 zu der Stromableitung 46. Fällt die Temperatur des Rücklaufwassers unter 50° C, während der auf die Feuerraumtemperatur ansprechende Verzögerungsschalter 82 geschlossen bleibt, so schließt sich der Schalter 72 des Rücklaufthermostaten 39 und die Kesselfeuerung wird wieder aufgenommen.Circulation pump 36, combustion air fan 34, fuel pump 27 and Fuel igniter 33 of the circuit remain for a period of about 45 seconds in action, since the auxiliary relay 53 energized in its over this period Locked position remains. When the boiler fires, a temperature-sensitive one closes Delay switch 82, responsive to furnace temperature, typically within 45 seconds, thus completing a circuit that the relay 56 keeps energized after the auxiliary relay 53 has become de-energized and switches to that shown in FIG Position has returned. The circuit of the delay switch connects the Lines 68, 71 and 76, as a result, the boiler remains in operation as long as until the switch 72 of the return thermostat 39 by responding to the set upper temperature limit responds. The boiler continues to deliver through the flow line 37 Heating water at a temperature below the temperature setting of the flow thermostat 83 is located; this thermostat is set to run its circuit at 93 ° C closes. However, when the temperature of the return water is at the upper limit of, for example, 76 ° C. or above, the switch 72 of the opens Return thermostats 39, whereby the relay 56 is de-energized and thus also the Solenoid of fuel valve 30 closing. However, the circulation pump is working 36, the combustion air fan 34 and the fuel pump 27. The one on the Firebox temperature responsive delay switch 82 typically remains after opening the switch 72 of the return thermostat 39 is still a considerable one Time closed. As a result, the auxiliary relay 53 is energized and through his Circuit the excitation of the Bugle 49 prevented. This circuit leads from the closed switch 67 of the flow thermostat 83, line 68, Delay switch 82, lines 71 and 84, closed contact 85 of the relay 56, lines 86 and 62 through winding 60 of auxiliary relay 53 and then across Line 63 to the current discharge 46. If the temperature of the return water falls below 50 ° C, while the delay switch responding to the furnace temperature 82 remains closed, the switch 72 of the return thermostat closes 39 and the boiler will be fired again.

Der Temperaturbegrenzungsschalter 67 des Vorlaufthermostaten 83 öffnet sich unter Abschalten der Kesselfeuerung, wenn die Temperatur des Vorlaufwassers unzulässig hoch wird, beispielsweise 93° C beträgt. Wenn sich der Schalter 67 öffnet, wird das Signalhorn 49 erregt. Die Kesselfeuerung kann jetzt nicht mehr selbsttätig eingeschaltet werden. In solchen Fällen kann die Feuerung nur dadurch wieder in Gang gesetzt werden, daß der Startschalter 59 von Hand geschlossen wird.The temperature limit switch 67 of the flow thermostat 83 opens switching off the boiler when the temperature of the supply water becomes impermissibly high, for example 93 ° C. When switch 67 opens, the horn 49 is energized. The boiler can no longer be fired automatically be switched on. In such cases, this is the only way to get the furnace back in Gear are set that the start switch 59 is closed by hand.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Automatic, electrical control device for a boiler operated periodically with liquid or gaseous fuel a water circulation heating system with an electrically operated fuel valve and an electrical ignition device in a relay-operated excitation circuit are connected in parallel, characterized in that a relay (56) for closing and opening the excitation circuit of a solenoid fuel valve (30) and the Ignition circuit (33, 75) in a control circuit of one of the flow temperature dependent (83) auxiliary relay (53) via a circuit breaker (52) and from one the return temperature dependent (39) switch (72) is controlled in such a way that that the fuel supply is cut off and the ignition circuit is interrupted when the return water of the heating system has a specified maximum temperature, and vice versa, while a delay switch is dependent on the furnace temperature (82) bridged the open circuit breaker of the auxiliary relay for so long and the The fuel supply to the boiler is maintained until the return temperature dependent Switch (72) responds to the upper temperature limit of the return water.

2. Control device according to claim 1, characterized in that in the control circuit one of the flow temperature dependent switch (67) is provided which at a predetermined maximum temperature of the flow water responds and interrupts the control circuit.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that a signal circuit is provided, which is closed when the relay (56) and auxiliary relay (53) are de-energized. Publications considered: Swiss Patent No. 272189; U.S. Patent Nos. 2,369,530, 2,409,492.