JP5833775B2 - Power switching device for boilers that uses direct current from photovoltaic panels in water heating regulation - Google Patents

Power switching device for boilers that uses direct current from photovoltaic panels in water heating regulation Download PDF

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Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

〔背景技術〕
技術的解決方法は、光起電性パネルからの直流を利用した水の加熱調節で、直流電力DCが利用され水が加熱された後に光起電性パネルにより発生した電気を利用することができる水の加熱調節に関わる。
[Background Technology]
The technical solution is to adjust the heating of the water using the direct current from the photovoltaic panel, and can use the electricity generated by the photovoltaic panel after the direct current power DC is used and the water is heated. It is related to the heating control of water.

〔技術水準〕
発熱体と直結することで直流電力を生産する光起電性パネルに関する水の加熱調節は、スロバキア共和国産業財産局(Industrial Property Office of Slovak Republic)に「光起電性パネルを利用した水の加熱調整のための装置」という表題で登録されたユーティリティーモデルNo.5788にて解決され、またそのユーティリティーモデルの権利者は、上記最新のユーティリティーモデルの出願人、すなわちIng. Daniel Lako, Puchov, Slovak Republicと同じ人物である。このユーティリティーモデルは特に、光起電性パネルによって発生するDC電力を利用した水の加熱調整を説明している。ボイラー内の水が一旦加熱されると、上記電源は安全に接続が解除され、光起電性パネルは電気を生み出すことを止める。しかしながら、上記解決方法は、光起電性パネルの電力生産能力を最大限に利用することは保証していない。
[Technical level]
Water heating control for photovoltaic panels that produce direct-current power through direct connection to a heating element has been published by the Industrial Property Office of Slovak Republic, “Water heating using photovoltaic panels”. Utility model No. registered under the title of “Device for Adjustment” And the right holder of the utility model is the latest utility model applicant, namely Ing. He is the same person as Daniel Lako, Puchov, Slovak Republic. This utility model specifically describes the heating adjustment of water using the DC power generated by the photovoltaic panel. Once the water in the boiler is heated, the power supply is safely disconnected and the photovoltaic panel stops producing electricity. However, the above solution does not guarantee the maximum utilization of the power production capacity of the photovoltaic panel.

〔本発明の特徴〕
ボイラー内の水が一旦加熱された後の、光起電性パネルにより生み出される直流電力DCを利用するため、DC電力切替え装置により新たな範囲のオプションが提供される。上記解決方法の基本は、2つの接触器ST1およびST2、ならびにそれらの相互連結の適用に帰する。上記端子箱は、(a)出力接触子が発熱体と接続されたST1接触器における入力がノーマルオープンな接触子と接続されたDCプラスと、(b)発熱体と接続されたDCマイナス端子と、(c)サーモスタットと接続された保護接地端子と、(d)端子スイッチにおけるノーマルクローズな接触子と接続され、そしてサーモスタットにおけるノーマルクローズな接触子および接触器ST1のコイルと直列に接続された交流ACライン端子と、そして、(e)接触器ST2で温度ヒューズのノーマルクローズな接触子と直列接続するACニュートラル端子と、を備え、信号装置は発熱体を横切るとともに温度ヒューズの出力およびサーモスタットの出力と接続される。接触器ST1におけるノーマルオープンな入力接触子からのDCプラスはまた、接触器ST2におけるノーマルオープンな入力接触子と接続され、接触器ST2における出力接触子を端子箱へと導く。ACラインは、接触器ST1におけるノーマルクローズな接触子と接続し、接触器ST1におけるノーマルクローズな出口接触子を介して接続される。上記端子箱はまた、接触器ST2における出力コイル接触子と接続されたACニュートラルな接触子を含む。
[Features of the present invention]
A new range of options is provided by the DC power switching device to take advantage of the DC power DC produced by the photovoltaic panel once the water in the boiler has been heated. The basis of the above solution is attributed to the application of the two contactors ST1 and ST2 and their interconnection. The terminal box includes: (a) a DC plus connected to a normally open contact in the ST1 contactor in which the output contact is connected to the heating element; and (b) a DC minus terminal connected to the heating element. , (C) a protective earth terminal connected to the thermostat, (d) an AC connected in series with the normally closed contact in the terminal switch and the normally closed contact in the thermostat and the coil of the contactor ST1. An AC line terminal and (e) an AC neutral terminal connected in series with the normally closed contact of the thermal fuse in the contactor ST2, the signal device traverses the heating element and outputs the thermal fuse and the thermostat. Connected. The DC plus from the normally open input contact in the contactor ST1 is also connected to the normally open input contact in the contactor ST2, leading the output contact in the contactor ST2 to the terminal box. The AC line is connected to a normally closed contact in the contactor ST1, and is connected via a normally closed outlet contact in the contactor ST1. The terminal box also includes an AC neutral contact connected to the output coil contact in the contactor ST2.

水の加熱調節において光起電性パネルからの直流を利用する、ボイラーのための電力切替え装置は、システム全体の安全な制御という課題を解決し、上記ボイラーの加熱が完了しスイッチが切られた後に光起電性パネルにより発生するDC電力の利用とともに、光起電性パネルから発熱体へのDC電力の直結を可能にする。   The power switching device for the boiler, which uses direct current from the photovoltaic panel in the water heating regulation, solved the problem of safe control of the whole system, the heating of the boiler was completed and switched off Together with the use of DC power generated later by the photovoltaic panel, it allows direct coupling of DC power from the photovoltaic panel to the heating element.

上記技術的解決方法の基本は、電気的な温度調節および水加熱装置の安全を保証する一方で、DC電力を利用して水を加熱するためのACおよびDC電力を機械的に接続することにある。上記DC回路は、接触器ST1におけるノーマルクローズな接触子の利用のための接触器ST2におけるコイルの切替えによって装置の安全が保障されるか否か、ボイラーから離れたDC電力の上記切替えが可能かどうかにより切替えられる。   The basis of the above technical solution is to mechanically connect AC and DC power to heat water using DC power while ensuring electrical temperature regulation and water heater safety. is there. Whether the DC circuit can ensure the safety of the device by switching the coil in the contactor ST2 for use of the normally closed contactor in the contactor ST1, or whether the switching of the DC power away from the boiler is possible. It is switched depending on why.

上記ACおよびDC回路はガルヴァーニ電気的に分離されており、いかなる方法でも電気的に接続しない。これらの回路の上記接続は、DC電力を切替える機能が認められる2つの接触器によって保証される。   The AC and DC circuits are galvanically separated and are not electrically connected in any way. The above connection of these circuits is ensured by two contactors that are allowed to switch DC power.

〔図面の簡単な説明〕
上記技術的解決方法は、視覚的形式で描かれる。すなわち、図1の例は、水の加熱調節において光起電性パネルからの直流を利用する、ボイラーのための電力切替え装置の、電気的な概略図である。
[Brief description of the drawings]
The above technical solution is depicted in visual form. That is, the example of FIG. 1 is an electrical schematic diagram of a power switching device for a boiler that utilizes direct current from a photovoltaic panel in adjusting the heating of water.

〔発明のより好ましい実施の形態〕
出力が250W/1の光起電性パネルは一例として、直列で接続されDC電源を形成する。8つのパネルが利用される場合は、設置された電源は2kWに定格される。直流を適用するために定格された配線は、端子X4およびX5を利用した、ボイラーへの光起電性パネルの接続に利用され得る。上記DCプラスL+は、接触器ST1の端子1および6で発熱体Rに接続される。上記DCマイナスL−は、端子X5から発熱体Rへと接続される。発熱体Rの定格は、最大限に設置された光起電性パネルの出力に合致していなければならない。
[Preferred Embodiment of the Invention]
As an example, photovoltaic panels with an output of 250 W / 1 are connected in series to form a DC power source. If 8 panels are used, the installed power supply is rated at 2 kW. Wiring rated to apply direct current can be used to connect the photovoltaic panel to the boiler using terminals X4 and X5. The DC plus L + is connected to the heating element R at terminals 1 and 6 of the contactor ST1. The DC minus L− is connected from the terminal X5 to the heating element R. The rating of the heating element R must match the output of the photovoltaic panel installed to the maximum.

AC電力は、温度ヒューズTP上およびサーモスタットTにおける接触子Y1、ならびに接触器ST1におけるコイル端子A1と接続された上記ACラインLを用いて端子X1、X2、およびX3を介してボイラーに接続される。上記ACニュートラルNは、温度ヒューズTPの接触子Y2を介して接触器ST1におけるコイル端子A2に接続される。   AC power is connected to the boiler via terminals X1, X2, and X3 using the AC line L connected to the contact Y1 on the thermal fuse TP and on the thermostat T and the coil terminal A1 on the contactor ST1. . The AC neutral N is connected to the coil terminal A2 of the contactor ST1 through the contact Y2 of the thermal fuse TP.

AC電力が接続されると、接触器ST1における接触子が組み合わされた状態となり、上記DC電力が発熱体Rを加熱するために利用される。   When AC power is connected, the contacts in the contactor ST1 are combined, and the DC power is used to heat the heating element R.

一旦水がサーモスタットTで設定された温度に達すると、接触器の接触子は接続が解除され、接触器ST1のコイルへのAC電力が遮られる。その後、接触器ST1の接触子が開放されることにより、発熱体RへのDC電力が遮られる。しかしながら、それと同時に、上記ACラインを端子X2から端子7に接続させるために、接触器ST1の補助接触子が組み合わされた状態となる。すなわち、接触器ST1における上記出力補助接触子端子8は接触器ST2のコイル端子A1と接続される。端子X3からの上記ACニュートラルは接触器ST2の端子A2と接続される。   Once the water reaches the temperature set by the thermostat T, the contactor contacts are disconnected and AC power to the coil of the contactor ST1 is interrupted. Thereafter, the contact of the contactor ST1 is opened, and the DC power to the heating element R is interrupted. However, at the same time, in order to connect the AC line from the terminal X2 to the terminal 7, the auxiliary contact of the contactor ST1 is combined. That is, the output auxiliary contact terminal 8 in the contactor ST1 is connected to the coil terminal A1 of the contactor ST2. The AC neutral from the terminal X3 is connected to the terminal A2 of the contactor ST2.

DCプラスL+は接触器ST1における端子1から接触器ST2における端子1へと接続される。上記DCプラスL+は接触器ST2における端子1および6を介して端子X7に接続される。上記DCマイナスL−は、端子X5およびX6と接続される。DCプラスL+の端子X7への接続は、一旦ボイラーが温度に達した後端子X6およびX7に接続されるDC電力で動作する装置の接続を可能にする。 DC plus L + is connected from terminal 1 in contactor ST1 to terminal 1 in contactor ST2. The DC plus L + is connected to the terminal X7 via the terminals 1 and 6 in the contactor ST2. The DC minus L− is connected to the terminals X5 and X6. Connecting to DC plus L + terminal X7 is temporarily boiler is connected to the terminal X6 and X7 After reaching the temperature, to allow the connection of devices that operate on DC power.

温度ヒューズTPはサーモスタットTの正面に、サーモスタットTの破損を防ぐように配置される。すなわち、上記温度ヒューズは予め設定された温度に達すると、接触器ST1におけるコイルA1へのAC電力を遮る。この構成によれば、発熱体RがDC電力に接続されているときの水の加熱サイクルの安全な調節を保証する。信号装置S2がDC回路における信号活性を保証する一方、信号装置S1はAC回路における信号活性を保証する。信号装置S1およびS2は単純な表示ランプである。   The thermal fuse TP is disposed in front of the thermostat T so as to prevent the thermostat T from being damaged. That is, when the temperature fuse reaches a preset temperature, the AC fuse to the coil A1 in the contactor ST1 is interrupted. This arrangement ensures safe adjustment of the water heating cycle when the heating element R is connected to DC power. Signal device S2 guarantees signal activity in the DC circuit, while signal device S1 guarantees signal activity in the AC circuit. Signal devices S1 and S2 are simple display lamps.

〔産業上の利用可能性〕
光起電性パネルからのDC電力を利用して直接水を加熱することの安全性に加え、上記装置はまた、安全な処理および調節が可能なDC電力が接続された外部装置が接続されている場合に、光起電性パネルからエコロジカルに発生させた電気を、完全に利用することを可能にする。光起電性パネルによって発生した電気を扱うための電力切替え装置を備えたボイラーはまた、同一仕様を有する追加のボイラーや、瞬間的な要求に応じて家庭用電気回路へのAC電力の供給、および家庭内の電気の一部または全てを負担するDCヒーターまたはDC/AC変換器と接続することができる。
[Industrial applicability]
In addition to the safety of directly heating water using DC power from the photovoltaic panel, the device is also connected to an external device connected to DC power that can be safely handled and adjusted. The electricity generated ecologically from the photovoltaic panel can be fully utilized. Boilers with a power switching device for handling the electricity generated by the photovoltaic panels can also be used for additional boilers with the same specifications, or for supplying AC power to household electrical circuits according to instantaneous demands, And a DC heater or DC / AC converter that bears some or all of the electricity in the home.

水の加熱調節において光起電性パネルからの直流を利用する、ボイラーのための電力切替え装置は、効率のよい方法でエコロジカルな温水の生産、および光起電性パネルにより発生した電気の完全利用を助ける。   A power switching device for boilers that uses direct current from the photovoltaic panel in the water heating regulation is an efficient way to produce ecological hot water and complete the electricity generated by the photovoltaic panel. Help use.

水の加熱調節において光起電性パネルからの直流を利用する、ボイラーのための電力切替え装置の、電気的な概略図である。1 is an electrical schematic diagram of a power switching device for a boiler that utilizes direct current from a photovoltaic panel in adjusting the heating of water. FIG.

Claims (1)

水の加熱調節において光起電性パネルからの直流を利用する、ボイラーのための電力切替え装置は、
第1の接触器(ST1)のノーマルオープンな接触子の第1の入力端子(1)と相互接続されているとともに、上記第1の接触器(ST1)のノーマルオープンな接触子の第6の出力端子(6)を介して発熱体(R)と相互接続されている第1のDCプラス端子(X4)を有する端子箱から構成され、
上記端子箱の第1のDCマイナス端子(X5)は、上記発熱体(R)と相互接続されており、
上記端子箱のAC保護接地端子(X1)は、サーモスタット(T)と相互接続されており、
ACライン端子(X2)は、温度ヒューズ(TP)の第1のノーマルクローズな接触子(Y1)と相互接続されているとともに、上記温度ヒューズ(TP)の上記第1のノーマルクローズな接触子(Y1)を介して上記サーモスタット(T)のノーマルクローズな接触子と相互接続されており、さらに上記サーモスタット(T)の上記ノーマルクローズな接触子を介して上記第1の接触器(ST1)の第1のコイル端子(A1)と相互接続されており、
上記端子箱のACニュートラル端子(X3)は、上記温度ヒューズ(TP)の第2のノーマルクローズな接触子(Y2)と相互接続されているとともに、上記温度ヒューズ(TP)の上記第2のノーマルクローズな接触子(Y2)を介して上記第1の接触器(ST1)の第2のコイル端子(A2)と相互接続されており、
第1の信号装置(S1)は、上記温度ヒューズ(TP)の上記第2のノーマルクローズな接触子(Y2)の出力と、上記サーモスタット(T)の出力との間に接続されており、
第2の信号装置(S2)は、上記発熱体(R)の出力接触子と入力接触子との間に接続されており、
水が上記サーモスタット(T)で設定された温度に達すると、上記発熱体(R)へのDC電力が遮られ、
上記ACライン端子(X2)は、上記第1の接触器(ST1)の第7の入力端子(7)と相互接続されているとともに、上記第1の接触器(ST1)の第8の出力端子(8)を介して第2の接触器(ST2)の第1のコイル端子(A1)と相互接続されており、
上記ACニュートラル端子(X3)は、上記第2の接触器(ST2)の第2のコイル端子(A2)と相互接続されており、
上記第1のDCプラス端子(X4)は、上記第1の接触器(ST1)の上記第1の入力端子(1)と相互接続されているとともに、上記第2の接触器(ST2)の第1の入力端子(1)と相互接続されており、さらに上記第2の接触器(ST2)の第6の出力端子(6)を介して第2のプラス端子(X7)と相互接続されており、
上記第1のDCマイナス端子(X5)は、第2のDCマイナス端子(X6)と相互接続されており、
上記発熱体(R)へのDC電力が遮られた状態で、上記第2のDCマイナス端子(X6)および上記第2のプラス端子(X7)への、DC電力で動作する装置の接続を可能にすることを特徴とする電力切替え装置。
A power switching device for boilers that uses direct current from photovoltaic panels in water heating regulation,
Together are interconnected with the first input terminal of the normally open contact element (1) of the first contactor (ST1), the normal open contact probe of the first contactor (ST1) 6 A terminal box having a first DC plus terminal (X4) interconnected with the heating element (R) via an output terminal (6) of
The first DC negative terminal (X5) of the terminal box is interconnected with the heating element (R),
The AC protective ground terminal (X1) of the terminal box is interconnected with the thermostat (T),
AC line terminals (X2), together are interconnected with the first normally closed a contact temperature fuse (TP) (Y1), the first normally closed a contact of the temperature fuse (TP) ( are normally closed a contact and interconnection of the thermostat (T) through the Y1), further said normally closed as through contact said first contactor of the thermostat (T) of the (ST1) a 1 is interconnected with the coil terminal (A1),
AC neutral terminal of the terminal box (X3), together are interconnected and the second normally closed a contact of the temperature fuse (TP) (Y2), the second normal of said thermal fuse (TP) Interconnected with the second coil terminal (A2) of the first contactor (ST1) via a closed contact (Y2),
First signaling device (S1), the output of the second normally closed a contact of the temperature fuse (TP) (Y2), which is connected between the output of the thermostat (T),
The second signal device (S2) is connected between the output contact and the input contact of the heating element (R),
When the water reaches the temperature set by the thermostat (T), the DC power to the heating element (R) is interrupted,
The AC line terminal (X2), said seventh input terminal (7) with are interconnected in a first contactor (ST1), the eighth output terminal of the first contactor (ST1) Interconnected with the first coil terminal (A1) of the second contactor (ST2) via (8),
The AC neutral terminal (X3) are interconnected and the second coil terminal of the second contactor (ST2) (A2),
The first DC positive terminal (X4), the first contactor with being interconnected with the above (ST1) the first input terminal (1), the second contactor (ST2) a are interconnected with the first input terminal (1) are further interconnected with a second positive terminal (X7) via a sixth output terminal (6) of the second contactor (ST2) ,
The first DC negative terminal (X5) is interconnected with the second DC negative terminal (X6),
Connection of a device operating with DC power to the second DC minus terminal (X6) and the second plus terminal (X7) is possible in a state where DC power to the heating element (R) is blocked. A power switching device characterized by that.
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