EA029136B1 - Способ управления газовым прибором или котлом - Google Patents

Abstract

Способ управления газовым прибором или котлом для уменьшения количества сопел, размещенных в соответствующих линиях подачи газа к горелке (1), причем указанный газ подается посредством трубопровода, в котором размещен запорный и/или регулирующий клапан (7), причем элемент (2) измерения пламени установлен вблизи горелки, а блок (5) управления выполнен с возможностью подачи команд и управления правильной работой прибора. Этот блок управляет и соединен с запорным клапаном, исходя из характеристик горения газа в горелке, и изменяет поток этого газа путем воздействия на клапан для достижения горения в пределах заданных параметров независимо от типа подаваемого газа, причем такие сопла, по меньшей мере, частично заменяются калиброванным отверстием.

Description

Изобретение относится к способу в соответствии с ограничительной частью основного пункта формулы изобретения. Изобретение также относится к газовому прибору в соответствии с ограничительной частью соответствующего независимого пункта формулы изобретения.

В газовых приборах газ подается к горелке/горелкам с помощью калиброванных отверстий или сопел, которые в совокупности со значением давления на выпуске газового клапана определяют правильную скорость потока газа, соответствующую рабочей мощности прибора. Калиброванное отверстие или сопло обычно является независимым компонентом, который добавляется к линии подачи газа или непосредственно к горелке так, что оно может быть заменено, если прибор должен быть адаптирован к другому типу топливного газа.

Необходимость в сопле или калиброванном отверстии возникает главным образом из-за необходимости адаптировать давления газа на выпуске (из линий подачи горелки) к нормальным рабочим диапазонам имеющихся в продаже газовых клапанов, из-за обычного наличия регулирования давления после цилиндра в случае газа ЬРС, из-за необходимости получать правильную газовоздушную смесь (на основании заданной скорости газа на выпуске из каждого отдельного сопла) и из-за невозможности традиционными системами оценивать соответственную ситуацию.

Например, если имеется котел, установленный с возможностью работы на метане, его переход на ЬРС требует замены сопел на сопла меньшего диаметра, чтобы иметь возможность работать с более высокими давлениями на выпуске газового клапана. Этот переход также требует калибровки газового клапана, обеспеченного или механической калибровкой (механическими упорами) или электронной калибровкой (соленоидом или приводами от двигателя для регулирования потока газа). Если сопла для метана не заменить определенными соплами для ЬРС, это увеличит поток газа (и в результате мощность горения) ориентировочно на около 50-70%.

Результатом всего этого будет горение, выходящее за "чистые" параметры, допустимые нормами (в результате горение опасно для окружающей среды и потенциально для человека, и существует риск повреждения горелки и/или теплообменника газового прибора с потенциальной опасностью для людей или вещей (например, опасностью пожара)).

Необходимость в сменных соплах или калиброванных отверстиях на линии подачи газа к горелке (также размещенной на последней) влечет существенные дополнительные расходы для производителя таких газовых приборов, так как, например, на атмосферных рамповых горелках обычно присутствуют 520 сопел, которые должны быть подготовлены и вставлены вручную производителем во время изготовления котла и монтажником во время перехода на другой тип газа. Подобная ситуация существует на горелках с предварительным смешением, в которых хоть и присутствует только одно сопло, обычно необходимо менять сопло при переходе на используемое семейство газа (например, с природного газа на газ ЬРС, т.е. со 2-го семейства на 3-е семейство).

Также монтажнику часто требуется выполнять переход на другой тип газа посредством замены сопел, причем известна вся история случаев повреждения вещей и людей из-за ошибок при переводе прибора на другой тип газа.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и прибора, в котором осуществляется этот способ, которые представляют собой улучшения соответствующих известных способов и приборов.

Особая задача изобретения заключается в обеспечении способа управления газовым прибором, который обеспечивает использование последнего с любым типом газа без необходимости "механически" преобразовывать или адаптировать указанный прибор (или котел) к определенному газу или семейству газа.

Другая задача заключается в обеспечении способа указанного типа, посредством которого котел может работать в соответствии с оптимальными параметрами горения для каждого типа газа, и обеспечивает исключение ситуаций горения с параметрами, не допустимыми нормами, но всегда с такими параметрами, чтобы достигать горения, не загрязняющего окружающую среду.

Дополнительная задача заключается в обеспечении способа указанного типа, который позволяет котлу работать правильно и надежно.

Другая задача заключается в обеспечении газового прибора или котла, в котором осуществлен выше обозначенный способ и который имеет низкие затраты на производство и установку.

Эти и другие задачи, которые будут ясны специалисту в области техники, решаются посредством способа и газового прибора в соответствии с сопровождающей формулой изобретения.

Настоящее изобретение будет лучше понято из сопровождающих чертежей, которые обеспечены путем неограничивающего примера и на которых:

фиг. 1 показывает блок-схему газового котла или прибора, в котором осуществлен способ согласно изобретению;

фиг. 2 показывает блок-схему способа согласно изобретению.

Фиг. 1 показывает упрощенную блок-схему некоторых элементов (полезных для понимания настоящего изобретения) газового котла или прибора, образованного в соответствии с изобретением. Котел содержит горелку 1, вблизи которой размещен электрод 2 (или эквивалентный элемент) для измерения

- 1 029136

уровня пламени горелки 1. Этот чувствительный электрод 2 или элемент связан с его собственной известной электронной схемой (не показана) и работает, создавая электрический сигнал, соответствующий "качеству" горения, т.е. обнаруживая, происходит ли горение, не создавая загрязнения окружающей среды, и находится ли в допустимых пределах.

Электрод 2 соединен предпочтительно с блоком 5 микропроцессора, выполненным с возможностью управления правильной работой котла. Конкретнее, это управление посредством блока 5 происходит с помощью сигнала пламени (исходящего от электрода), используемого в качестве обратной связи для контура управления, который также содержит привод 6 для регулирующего клапана 7 (т.е. для запирания и/или отпирания) для потока газа по направлению к горелке, размещенного на линии 8 подачи газа к горелке. Эта линия 8 подачи соединена с одним или более трубопроводами подачи газа (не показаны), связанными с горелкой.

В каждой линии подачи газа отсутствуют сопла, конкретно выполненные для особого типа газа, с которым котел может работать. Если горелка обеспечена множеством линий подачи газа, по меньшей мере часть из этих линий (если не все) не обеспечена конкретными газовыми соплами, но вместо этого содержит простое калиброванное отверстие, пригодное к использованию с любым газом, подаваемым к горелке.

После начального этапа (блок 10), на котором приводят в действие горелку, открывая клапан 7, способ изобретения содержит этап, на котором приводят в действие алгоритм управления горением (блок 11). Это управление может быть осуществлено известным образом на основе контроля пламени с помощью электрода 2 или путем возможного использования других датчиков (известного типа, например, датчика СО, лямбда-зонда и т.д.), измеряющих горение.

Управление также может быть выполнено в соответствии с заявкой РСТ № РСТ/1Т2010/000126 на имя того же заявителя, согласно которой блок 5 управления взаимодействует с блоком памяти (не показан), в котором хранится множество оптимальных рабочих условий котла, условий, которые являются функциями характеристик, связанных с пламенем, с тепловой мощностью и со значением лямбда, и которые представлены на кривых работы. Согласно этому способу управления рабочую точку котла определяют на одной из этих кривых, соотношение горения воздух/газ изменяют, начиная с текущего рабочего значения, смещают эту рабочую точку вдоль кривой, проверяя, достигает ли этот вариант соотношения заданного значения, и, если это так, то восстанавливают предыдущее соотношение воздух-газ, соответствующее правильной работе, а, если это не так, поток газа изменяют для достижения оптимального соотношения горения.

Последующий блок 12 определяет, началось ли горение, и находится ли оно в пределах параметров, и не загрязняет ли оно окружающую среду, или же оно оказывается за пределами этих параметров.

Если ответ отрицательный (горение в пределах допустимых параметров), поток газа к горелке увеличивают, воздействуя с помощью блока 5 на клапан 7 (блок 13), на не более чем заданное максимальное значение, и затем процесс заканчивается (блок 14).

Если ответ положительный (горение за пределами допустимых параметров), поток газа уменьшают (блок 15), и он определяет, было ли достигнуто (блок 16) минимальное значение потока. Если оно находится в этом состоянии, возможно после последовательности изменений потока работу (блок 17) горелки останавливают, так как обнаруживается такое неисправное состояние, чтобы делать своевременную блокировку или остановку работы прибора для исключения потенциального разрушения или опасности, и требуется обслуживание. Если оно не находится в этом состоянии, и уменьшение потока газа посредством привода 6 клапана 7 приводит котел в рабочее состояние в пределах допустимых ограничений, достигнутую ситуацию поддерживают, так как работа происходит правильно. В результате процедура заканчивается (блок 14).

Блок 5 управления поддерживает клапан 7 в достигнутом положении при условии, что газ в системе или приборе остается при такой скорости потока, чтобы обеспечивать правильное горение с течением времени.

Вследствие этого, используя управление горением, основанное на подаче команд газовому клапану посредством электронного управления (например, посредством обратной связи, получаемой от сигнала пламени), может обнаруживаться плохое состояние горения (которое может появляться из-за наличия неправильного типа газа), и принимаются следующие меры:

уменьшают поток газа (воздействуя на привод газового клапана 7), пока не будет достигнуто закрытие, если не достигнута правильная работа по горению;

обеспечивают аварийный режим работы, когда это возможно, и указывают нарушение монтажнику, который затем установит давление газа на выпуске, чтобы адаптировать его к используемому типу газа, таким образом восстанавливая правильные рабочие условия;

автоматически воздействуют на установку давления (в случае газового клапана без механической калибровки).

В любом случае, правильная и безопасная работа котла гарантируется при любом условии.

В результате, используя правильное управление горением (например, вышеуказанный способ, основанный на кривых работы, или другой способ, основанный на контроле пламени или с добавлением

- 2 029136

других датчиков горения), когда тип и форма горелки обеспечивают правильную смесь воздух/газ, требование взаимозаменяемых сопел, связанных с линиями подачи газа, пропадает.

Благодаря изобретению одинаковая модель котла или газовый прибор определенной мощности могут использоваться для всех типов газа без необходимости изменять сопла, на основании газа, подаваемого к прибору. Это упрощает установку монтажником/обслуживающим персоналом, которые, чтобы адаптировать котел к особому газу, должны воздействовать всего лишь на параметр конфигурации блока управления (или, точнее, на его алгоритм управления), исходя из определенного значения горения (пламени).

В результате взаимозаменяемые сопла могут быть полностью заменены путем их замены на простое калиброванное отверстие на стороне подачи газа для получения максимального преимущества по затратам во время производства котла. Более того, на горелках с предварительным смешением, управляемых посредством автоматической системы управления горением (управляющей соотношением воздух/газ), адаптирующейся к типу газа, наличие другого типа газа во время установки может быть обозначено путем контроля параметров управления газовым клапаном или динамики сигнала пламени, основанной на определенной рабочей мощности или значении горения (большее или меньшее открытие газового клапана для получения одинакового значения горения или большая или меньшая динамика сигала пламени для равных рабочих условий), таким образом предупреждая монтажника о необходимости изменять параметр конфигурации семейства газа.

Был описан особый вариант выполнения изобретения. Однако возможны другие варианты, оставаясь в пределах объема охраны сопровождающей формулы изобретения.

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ управления газовым котлом, имеющим горелку (1) и содержащим регулирующий клапан (7) для газа, подаваемого к горелке (1), средство (2) измерения пламени, присутствующего в последней, и средство (5) управления функциональными элементами котла, таким как указанный газовый клапан (7), помещенный в трубопроводе (8), подающем газ по меньшей мере к одной линии подачи газа, соединенной с горелкой, причем согласно способу

заменяют по меньшей мере одну насадку соответствующей линии подачи газа, соединенной с горелкой, на калиброванное отверстие, не зависящее от типа газа, подаваемого к горелке;

открывают клапан (7) и приводят в действие горелку (1);

осуществляют контроль показателя качества горения газа в горелке (1) с помощью электрического сигнала от средства (2) измерения пламени, соединенного со средством (5) управления;

воздействуют на газовый клапан (7) на основании сигнала, получаемого от средства (2) измерения пламени, для изменения потока газа к горелке (1) и для возврата указанного показателя в заданные пределы, если показатель качества горения указывает на неправильное горение,

при этом описанное управление осуществляют независимо от подачи газа к горелке и от конкретной настройки горелки для работы с конкретным типом газа.

2. Способ по п.1, согласно которому управление горением осуществляют путем определения рабочей точки котла на его кривой работы при рабочих условиях, изменяют соотношение горения воздух/газ, начиная с текущего или действующего рабочего значения, чтобы смещать эту рабочую точку по кривой, затем проверяют, достигает ли этот вариант соотношения заданного значения, и в этом случае учитывают правильность горения при указанной рабочей точке, и восстанавливают предыдущее рабочее соотношение воздух-газ или, в противном случае, изменяют поток газа для достижения рабочей точки не загрязняющего окружающую среду горения, или останавливают работу прибора.

3. Способ по п.1, согласно которому воздействуют на газовый клапан (7) путем воздействия на привод (6) указанного клапана.

4. Устройство управления газовым котлом, используемое для осуществления способа по п.1, имеющее горелку (1) и содержащее регулирующий клапан (7) для газа, подаваемого к горелке (1), средство (2) измерения пламени, присутствующего в последней, и средство (5) управления функциональными элементами котла, такими как указанный газовый клапан (7), причем последний размещен в трубопроводе (8), подающем газ по меньшей мере к одной линии подачи газа, соединенной с горелкой, отличающееся тем, что содержит в указанной линии подачи калиброванное отверстие, используемое для любого подаваемого газа.

- 3 029136