ES2711796T3 - Monitorización de llama - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para conectar y comprobar una monitorización de llama con una fuente de tensión (1), que está conectada con un transformador (3) por el lado primario a través de una línea de entrada (13) en la que se encuentra un primer interruptor (2) asistido por software para conectar y desconectar el circuito, estando el transformador (3) también conectado a tierra por el lado primario a través de un segundo interruptor (4), estando el segundo interruptor (4) conectado con una unidad (5) de control y detección de llama, estando el transformador (3) conectado por el lado secundario por una parte a tierra y por otra parte con una línea de salida (14), estando la línea de salida (14) conectada con un electrodo de monitorización de llama Ioni (15) a través de una línea (17) de monitorización de llama, estando la línea de salida (14) conectada además con una salida Ioni_voltage (16) mediante la inclusión de al menos un divisor de tensión (11, 12), caracterizado por que, después del accionamiento del primer interruptor (2), la unidad (5) de control y detección de llama conecta y desconecta el segundo interruptor (4) de forma pulsátil, evaluándose la señal en la salida Ioni_voltage (16), y concluyéndose que existe un estado de servicio adecuado si la señal permanece constante en la salida Ioni_voltage (16) o solo fluctúa dentro de un rango predeterminado y al mismo tiempo se supera una tensión mínima Umin predeterminada

Description

DESCRIPCION
Monitorizacion de llama
La invencion se refiere a una monitorizacion de llama, en especial para calentadores de aceite o de gas combustible. En los calentadores de aceite o gas, para el funcionamiento de los aparatos no solo se requiere aceite o gas combustible, sino tambien corriente electrica. El consumo de electricidad afecta a la eficiencia global de los aparatos. En consecuencia, la evaluacion de los aparatos es peor cuanta mas energfa electrica consumen.
En el servicio de los aparatos se ha de distinguir entre el servicio de calefaccion y el modo en espera (standby). De acuerdo con el estado actual de la tecnica, en el modo en espera muchos componentes que no son necesarios en este modo consumen energfa electrica. Estos incluyen, entre otros, la monitorizacion de llama, que unicamente sirve para comprobar la presencia de una llama en el modo de calefaccion y en caso dado cerrar la alimentacion de gas combustible o de aceite. En la monitorizacion de llama se aprovecha la conductividad electrica de una llama. La llama ioniza la materia entre los electrodos, y la materia ionizada se comporta como un diodo y solo permite un flujo de corriente en un sentido. En caso de presencia de una llama, se cierra un circuito electrico. Por el contrario, si no hay ninguna llama presente, el circuito electrico esta abierto y no se reconoce ningun flujo de corriente.
Si se aplica una tension alterna a la llama, su valor medio es cero. Mediante el efecto de diodo se conduce unicamente un lado de onda, de modo que el valor medio es diferente de cero.
De acuerdo con el estado actual de la tecnica, la monitorizacion de llama tambien consume energfa electrica en el modo de espera. En el modo de espera, el circuito de deteccion de llama requiere aproximadamente 0,5 W de energfa electrica de standby. Esta energfa se puede ahorrar, ya que en standby la valvula de gas esta cerrada. El documento US2007/0188971 A1 da a conocer una monitorizacion de llama de acuerdo con el estado actual de la tecnica.
Por lo tanto, la invencion tiene por objetivo desconectar la electronica de control de una Unidad de Gestion de Caldera (Boiler Management Unit - b Mu ) en el modo de espera y asegurar que vuelva a estar completamente funcional inmediatamente despues de finalizar el modo de espera.
Este objetivo se logra mediante un procedimiento con las caractensticas indicadas en la reivindicacion 1 o mediante un procedimiento con las caractensticas indicadas en la reivindicacion 7.
De las caractensticas indicadas en las reivindicaciones subordinadas se desprenden configuraciones ventajosas. Si la comprobacion ha sido positiva, en primer lugar se analiza la senal del electrodo de monitorizacion de llama. Antes de una puesta en marcha del quemador no debe haber ningun flujo de corriente entre el electrodo de monitorizacion de llama y la tierra. Sin embargo, si, antes de una puesta en marcha de un quemador conectado con la monitorizacion de llama, la senal del electrodo de monitorizacion de llama ya es mayor que un valor umbral positivo o negativo predeterminado (ruido de fondo del circuito), debe haber un error, de modo que se impide la puesta en marcha del quemador.
Si la senal del electrodo de monitorizacion de llama ya fluctua fuera de un rango predeterminado del ruido de fondo del circuito antes de una puesta en marcha de un quemador conectado con la monitorizacion de llama, tambien ha de haber un error y se impide la puesta en marcha del quemador.
Por el contrario, si, antes de una puesta en marcha de un quemador conectado con la monitorizacion de llama, la senal del electrodo de monitorizacion de llama es menor que un valor umbral predeterminado, el estado es adecuado y la monitorizacion de llama esta en modo de espera.
En este caso, si se produce una demanda de calor se pueden desbloquear un encendido y una valvula de aceite o gas para una puesta en marcha del quemador.
En el procedimiento para desconectar la monitorizacion de llama se registra la senal del electrodo de monitorizacion de llama. Si esta esta por debajo de un valor umbral predeterminado, ello es una indicacion de que no existe llama. Ademas, si una valvula de gas de un quemador conectado con la monitorizacion de la llama esta cerrada y no existe ninguna demanda de calor, la monitorizacion de llama se desconecta a traves del primer interruptor para no consumir energfa electrica en el modo de espera.
La invencion se explica a continuacion con referencia a las figuras. En este contexto
la Figura 1 muestra un circuito para la realizacion de la invencion,
la Figura 2 muestra la curva de tension medida al conectar el circuito de deteccion de llama.
La Figura 1 muestra un circuito electronico que es adecuado para la monitorizacion de la senal de ionizacion. El principio fundamental del monitor de llama se basa en un transductor elevador. En este contexto, una tension pequena, por ejemplo de 24 V, se transforma a traves de un transductor elevador a una tension mayor, de aproximadamente 200 V.
Un transformador 3 esta conectado por el lado primario con una fuente de tension 1 a traves de una lmea 13 de entrada, en la que se encuentra un primer interruptor 2 para una conexion y desconexion del circuito asistida por software, y a tierra a traves de un segundo interruptor 4. Una unidad 5 de control y deteccion de llama acciona el segundo interruptor 4 a traves de una senal PWM (Modulada por Ancho de Pulsos); por lo tanto, el transformador 3 es sometido a corriente de forma pulsatil (conexion y desconexion). Por lo tanto, una corriente puede fluir desde la fuente de tension 1 a traves del primer interruptor 2 y la lmea 13 de entrada hasta el transformador 3, y continuar despues a traves del segundo interruptor 4 pulsado. De este modo se genera un campo magnetico pulsante en el transformador 3. Este campo magnetico pulsante induce un campo alternante en el transformador 3. A traves de este campo alternante se genera en el lado secundario, en el lado de salida del transformador 3, una tension alterna en una lmea 14 de salida. Ademas, el transformador 3 esta conectado a tierra en el lado secundario. El transformador 3 esta construido de tal modo que la salida del transformador 3 genera una tension en la salida de la lmea 14 de salida mas alta que la tension con la que es alimentado por medio de la fuente de tension 1. Esta tension alterna se transmite a un electrodo de monitorizacion de llama loni 15 a traves de dos impedancias de proteccion (primera resistencia 6 y primer condensador 7) y a traves de una lmea 17 de monitorizacion de llama. El electrodo de monitorizacion de llama loni 15 se dispone en un quemador en una posicion en la que se encuentra una llama en caso de presencia de la misma, de modo que el electrodo de monitorizacion de llama loni 15 puede detectar un flujo de corriente hacia tierra en la llama conductora electrica.
A traves de una salida loni_voltage 16 se evalua si el transductor elevador funciona y esta estabilizado. Para ello, a partir de la tension en la lmea 14 en la salida del transformador 3 se transmite corriente a un segundo condensador 10 a traves de un diodo 8 y una segunda resistencia 9. Si el transductor elevador se conecta a traves del primer interruptor 2, el segundo condensador 10 se carga tal como esta representado en la Figura 2. Entre la segunda resistencia 9 y el segundo condensador 10 hay una conexion que conduce a la salida loni_voltage 16 a traves de una tercera resistencia 11. Una cuarta resistencia 12 paralela a la salida loni_voltage 16 constituye junto con la tercera resistencia 11 un divisor de tension.
La tension en el segundo condensador 10 sale a traves del divisor de tension por la tercera resistencia 11 y la cuarta resistencia 12 en la salida loni_voltage 16. Esta senal puede ser evaluada con un transductor analogico por un controlador, no representado. Si la tension ya no vana (Uconstant) y se ha alcanzado una tension minima Umin, se considera que el transductor elevador y el monitor de llama estan estabilizados. En este contexto, en el estado de servicio adecuado se ha de haber superado una tension minima Umin.
Para garantizar un reinicio seguro de la deteccion de llama en hardware y software, el consumo de corriente del circuito de deteccion de llama se monitoriza con ayuda de la tension de ionizacion aplicada por el circuito tal como se describe mas arriba. En este contexto se comprueba la tension absoluta, asf como la estabilidad de la senal. Si esta garantizado el funcionamiento seguro del circuito de deteccion de llama, lo que se reconoce por medio de la superacion de la tension minima Umin en la salida 16 loni_voltage y el cumplimiento de una fluctuacion maxima de la tension, la deteccion de llama en el electrodo de monitorizacion de la llama loni 15 se inicia mediante software. Si no se puede detectar una senal estable en el electrodo de monitorizacion de llama loni 15 o si se detecta una llama permanentemente a pesar de que la valvula de gas este cerrada, el hardware de deteccion de llama esta defectuoso y el aparato se bloquea.
Si no se detecta una llama en el electrodo de monitorizacion de llama loni 15, lo cual se reconoce por el hecho de que no esta aplicada una tension minima, esta establecido un estado definido y seguro, y el encendido, no representado, y la valvula de gas, tampoco representada, se pueden desbloquear.
Con este fin, en los quemadores de tiro forzado, de forma conocida en sf el ventilador se pone en marcha a una velocidad predeterminada, despues se conecta el encendido y a continuacion se abre la valvula de gas de forma definida. Despues de un encendido satisfactorio, mediante el electrodo de monitorizacion de llama loni 15 se detecta que la llama - tal como se ha descrito mas arriba - cierra un circuito electrico. A continuacion, la valvula de gas permanece abierta durante la demanda de calor.
En cambio, si no se puede detectar una senal estable mediante el electrodo de monitorizacion de llama loni 15 o si se detecta una llama permanentemente a pesar de que la valvula de gas este cerrada, el hardware de deteccion de llama esta defectuoso y el aparato se bloquea.
Mediante este procedimiento tambien se puede comprobar el funcionamiento del monitor de llama, lo que es importante para la seguridad.
Para desconectar la deteccion de llama en el modo de espera se puede desactivar la deteccion de llama en el software. El modo de espera se produce cuando no hay ninguna demanda de calor y se ha completado con exito una prueba de desconexion de la valvula de gas importante para la seguridad. Antes de la desconexion del hardware de deteccion de llama se ha de asegurar que no hay llama cuando la valvula de gas esta cerrada, lo que se reconoce por medio de una aplicacion de corriente correspondiente a la valvula. Esto se determina mediante el electrodo de monitorizacion de llama loni 15; si este no detecta ninguna senal o si su senal esta en el rango de un ruido de fondo, no hay ninguna llama presente. Si no existe demanda de calor, la valvula de gas esta cerrada y no se detecta ninguna llama, la monitorizacion de llama se puede desconectar por medio del primer interruptor 2. Ademas se bloquean el encendido y la valvula de gas.
Si despues se registra de nuevo una demanda de calor, en primer lugar, antes de una puesta en marcha del quemador, se ha de reactivar y comprobar la deteccion de la llama del modo arriba descrito.
En los quemadores, los modulos electronicos relevantes para la seguridad deben ser revisados para detectar cortocircuitos e interrupciones en el nivel de los componentes. En este contexto no se debe producir ninguna situacion peligrosa. En el procedimiento segun invencion, en caso de un error de este tipo (cortocircuito e interrupcion) la senal en la salida 16 loni_voltage no aumentana; mas bien, la senal de salida tendna alrededor de 0 V.
Listado de referencias numericas
1 Fuente de tension
2 Primer interruptor
3 Transformador
4 Segundo interruptor
5 Unidad de control y deteccion de llama
6 Primera resistencia
7 Primer condensador
8 Diodo
9 Segunda resistencia
10 Segundo condensador
11 Tercera resistencia
12 Cuarta resistencia
13 Lmea de entrada
14 Lmea de salida
15 Electrodo de monitorizacion de llama Ioni
16 Salida loni_voltage
17 Lmea de monitorizacion de llama

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama con una fuente de tension (1), que esta conectada con un transformador (3) por el lado primario a traves de una lmea de entrada (13) en la que se encuentra un primer interruptor (2) asistido por software para conectar y desconectar el circuito, estando el transformador (3) tambien conectado a tierra por el lado primario a traves de un segundo interruptor (4), estando el segundo interruptor (4) conectado con una unidad (5) de control y deteccion de llama, estando el transformador (3) conectado por el lado secundario por una parte a tierra y por otra parte con una lmea de salida (14), estando la lmea de salida (14) conectada con un electrodo de monitorizacion de llama loni (15) a traves de una lmea (17) de monitorizacion de llama, estando la lmea de salida (14) conectada ademas con una salida loni_voltage (16) mediante la inclusion de al menos un divisor de tension (11, 12), caracterizado por que, despues del accionamiento del primer interruptor (2), la unidad (5) de control y deteccion de llama conecta y desconecta el segundo interruptor (4) de forma pulsatil, evaluandose la senal en la salida loni_voltage (16), y concluyendose que existe un estado de servicio adecuado si la senal permanece constante en la salida loni_voltage (16) o solo fluctua dentro de un rango predeterminado y al mismo tiempo se supera una tension minima Umin predeterminada.
2. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 1, caracterizado por que a continuacion se analiza la senal del electrodo de monitorizacion de llama loni (15).
3. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 2, caracterizado por que, si la senal del electrodo de monitorizacion de llama loni (15) es mayor que un valor umbral predeterminado, se reconoce un error y se impide la puesta en marcha de un quemador conectado con la monitorizacion de llama.
4. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 2, caracterizado por que, si la senal del electrodo de monitorizacion de llama loni (15) fluctua fuera de un rango predeterminado, se reconoce un error y se impide la puesta en marcha de un quemador conectado con la monitorizacion de llama.
5. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 2, caracterizado por que, si la senal del electrodo de monitorizacion de llama loni (15) es menor que un valor umbral predeterminado, se reconoce un estado adecuado y la monitorizacion de llama esta en modo de espera.
6. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 5, caracterizado por que, en caso de una demanda de calor se pueden desbloquear un encendido y una valvula de aceite o gas.
7. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama con una fuente de tension (1), que esta conectada con un transformador (3) por el lado primario a traves de una lmea de entrada (13) en la que se encuentra un primer interruptor (2) asistido por software para conectar y desconectar el circuito, estando el transformador (3) tambien conectado a tierra por el lado primario a traves de un segundo interruptor (4), estando el segundo interruptor (4) conectado con una unidad (5) de control y deteccion de llama, estando el transformador (3) conectado por el lado secundario por una parte a tierra y por otra parte con una lmea de salida (14), estando la lmea de salida (14) conectada con un electrodo de monitorizacion de llama loni (15) a traves de una lmea (17) de monitorizacion de llama, estando la lmea de salida (14) conectada ademas con una salida loni_voltage (16) mediante la inclusion de al menos un divisor de tension (11, 12), caracterizado por que, si la senal del electrodo de monitorizacion de llama loni (15) esta por debajo de un valor umbral predeterminado, una valvula de gas de un quemador conectado con la monitorizacion de la llama esta cerrada y no existe ninguna demanda de calor, la monitorizacion de llama se desconecta a traves del primer interruptor (2).
8. Procedimiento para conectar y comprobar una monitorizacion de llama segun la reivindicacion 7, caracterizado por que el encendido y/o la valvula de gas de un quemador conectado con la monitorizacion de llama se bloquean.
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