MXPA97008331A - Horno de modulacion con inductor de traccion de dos velocidades - Google Patents

Horno de modulacion con inductor de traccion de dos velocidades

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MXPA97008331A MXPA/A/1997/008331A MX9708331A MXPA97008331A MX PA97008331 A MXPA97008331 A MX PA97008331A MX 9708331 A MX9708331 A MX 9708331A MX PA97008331 A MXPA97008331 A MX PA97008331A
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Abstract

La presente invención se refiere a un horno de calentamiento de aire encendido con combustible que comprende:un intercambiador de calor a través del cual se puede hacer fluir gas de combustión caliente;un ventilador inductor de tiro de dos velocidades operativamente conectado al intercambiador de calor y siendo selectivamente activable auna velocidad baja y una velocidad alta;un soplador de aire operativo para hacer fluir aire que serácalentado a través del intercambiador de calor;un quemador operativo para recibir combustible de una fuente del mismo, quemar el combustible recibido, y jacer fluir el gas de combustión caliente resultante en el interior del intercambiador de calor;una válvula de suministro de combustible acoplada al quemador y selectivamente operable ya sea en el modo de encendido bajo o en el modo de encendido alto, la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido bajo, opera para suministrar un régimen de flujo mínimo fijo de combustible desde su fuente hacia el quemador, la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido alto, opera para suministrar, desde la fuente de combustible hacia el quemado, un flujo de combustible el cual se puede modular a partir del régimen de flujo de combustible mínimo a un régimen de flujo de combustible máximo determinado;y un sistema de control que incluye ( i ) interruptor de encendido alto y bajo normalmente abiertos que operan para ser respectivamente cerrados por la generación sucesiva de las presiones primera y segunda predeterminadas dentro del ventilador inductor de tiro, y (ii) un circuito de ignición, en respuesta a la generación de cualquier señal de demanda de calentamiento de un espacio acondicionado servido por el horno, para iniciar la operación de ventilador inductor de tiro a una velocidad alta del mismo, fijar la válvula de suministro de combustible a su modo de encendido alto y después encender el quemador si y solo si cada uno de los interruptores de encendido bajo y alto estácerrado, el sistema de control además opera, de encender el quemador y en respuesta a la magnitud de la señal de demanda de calentamiento, para automáticamente (1) mantener la operación del ventilador inductor de tiro a su velocidad altay modular la válvula de suministro de combustible a su modo de encendido alto entre sus regímenes de flujo de combustión mínimo y máximo predeterminados, o (2) hacer que el ventilador inductor de tiro sea activado a su velocidad baja y opere la válvula de suministro de combustible en su modo de encendido bajo.

Description

HORNO DE MODULACIÓN CON INDUCTOR PE TRACCIÓN DE DOS VELOCIDADES DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente a artículos de calentamiento encendidos con combustible y, en una modalidad preferida de la misma, más particularmente se relaciona a un horno de calentamiento de aire forzado encendido con gas, que tiene un ventilador de inductor de tracción de dos velocidades y un sistema de control de modulación asociado que funciona para equilibrar con exactitud la salida de calentamiento del horno con la carga de demanda de calentamiento del espacio acondicionado servido por el horno. Los primeros diseños de horno de calentamiento de aire encendidos con combustible incorporados a un régimen de encendido de horno individual tal como bajo el control de un termostato en el espacio acondicionado servido por el horno, el quemador del horno es ya sea apagado o encendido a una velocidad de encendido máxima individual - es decir, el horno se opera en un modo muy simple de "encendido/apagado" desde un punto de vista de salida de calor. Mientras que este aspecto de control tiene el beneficio de simplicidad, a medida que los propietarios y usuarios de hornos se hicieron más sofisticados, se volvió menos y menos deseable desde un punto de vista de comodidad. Más específicamente, ya que fallaba para coincidir precisamente con la salida de calentamiento del horno con la demanda de calentamiento del espacio acondicionado servido por el horno, los "balanceos" amplios en la temperatura de espacio acondicionado fueron una ocurrencia indeseable común. Una de las primeras mejoras del nivel de comodidad propuestas fue proporcionar un horno de calentamiento de aire encendido con combustible con un sistema de control de dos etapas, de manera que el horno puede ser encendido a un régimen de salida de calentamiento ya sea "alto" o "bajo" . De esta forma, si la temperatura de espacio acondicionado percibida solo está ligeramente por abajo de su punto de control de temperatura deseada, el horno (por medio de un termostato de espacio acondicionado asociado) puede ser operado a su régimen de encendido bajo para calentar el espacio acondicionado, mientras satisface su carga de demanda de calentamiento relativamente modesta. Por otro lado, si la temperatura de espacio acondicionado percibida está sustancialmente por abajo de su punto de control de temperatura deseado, el horno puede ser operado a su régimen de encendido alto para manejar una carga de demanda de calentamiento de espacio acondicionado mucho mayor. Como se podría imaginar, este control de dos etapas de un horno de calentamiento de aire encendido con combustible produjo un nivel de comodidad superior en el espacio acondicionado servido por el horno. Sin embargo, solamente fue una mejora en incremento en el nivel de comodidad de espacio acondicionado total, ya que la salida de calentamiento del horno no coincide precisamente con cada una de las cargas de demanda de calentamiento variables del espacio acondicionado. Además, el uso de un formato de encendido de dos etapas introduce otro problema - la necesidad de un termostato de dos etapas correspondiente para solicitar una condición ya sea de encendido alto o de encendido bajo del quemador del horno. La mayoría de los termostatos de dos etapas de almacén fueron primero diseñados para aplicaciones comerciales/industriales, y no particularmente fueron adecuados (a partir de un punto de vista de comodidad de calentamiento) para aplicaciones residenciales. Se propusieron termostatos de dos etapas diseñados por clientes, pero tendieron a ser demasiado costosos y de esta manera más bien indeseables para aplicaciones de calentamiento residenciales. En vista de las desventajas en diseños tanto de régimen de encendido individual como se horno de dos etapas, se propusieron varios tipos de hornos de modulación en donde el régimen de encendido del horno fuera completamente modulable entre un régimen de encendido mínimo (típicamente del orden de aproximadamente 60 a 70 por ciento del régimen de encendido total) y el régimen de encendido máximo del horno. El esquema de control de modulación propuesto, mientras que da potencialmente al horno una coincidencia significativamente mejor entre la salida de calentamiento del horno y la carga de demanda de calentamiento de su espacio acondicionado, no probó ser comercialmente exitoso en una amplia escala, debido a los problemas asociados tales como complejidad, alto costo, confiabilidad relativamente baja, y la necesidad de un termostato que se agregar adicionalmente al costo del sistema de calentamiento modulable total. Otra limitación de este tipo previamente propuesto de horno modulable fue el rango más bien limitado de modulación - es decir, del encendido total por abajo de aproximadamente 60 a 70 por ciento del régimen de encendido total. Este límite de régimen de encendido más bajo relativamente alto fue requerido para satisfacer dos parámetros de diseño principales. Primero, cuando se encontró una condición de encendido-apagado de quemador de régimen de encendido bajo durante la operación del sistema, fue necesario encender el quemador a este régimen de encendido de 60-70 por ciento para evitar una condición de calentamiento "lento" corrosivo en el cambiador térmico. Segundo, se hizo necesario asegurar la ignición apropiada del quemador cuando se utilizaran quemadores de combustible de tipo de disparo en el ensamble de horno completo. Debido a la necesidad previa de utilizar este régimen de encendido inferior relativamente alto, la coincidencia entre la salida de calentamiento del horno y la carga de demanda de calentamiento del espacio acondicionado fue menoß que óptima. Los conocimientos de diseño convencionales también dictaron que en estos diseños de horno de modulación propuestos, se puede utilizar un ventilador inductor de tracción de velocidad individual, ya que un ventilador inductor de tracción totalmente modulado es considerado demasiado costoso, particularmente en aplicaciones de calentamiento residencial, para ser incorporado en el horno. Mientras el uso de un ventilador inductor de tracción de velocidad fija redujo el costo de fabricación del horno, también redujo su eficiencia de combustible, ya que cuando el régimen de encendido del horno se moduló corriente abajo, el aire de combustión en exceso se incrementa, por lo que llevando correspondientemente la eficiencia del combustible abajo. En vista de lo anterior, puede verse fácilmente que podría ser altamente deseable proporcionar un horno de calentamiento de aire encendido con combustible, de tracción forzada, de modulación, el cual elimine o por lo menos sustancialmente reduzca los problemas antes mencionados, limitaciones y desventajas, típicamente asociados con hornos de modulación previamente propuestos del tipo generalmente descrito en lo anterior. Es por consiguiente, un objeto de la presente invención proporcionar tal hor^no mejorado. Para llevar a cabo los principios de la presente invención, de acuerdo con una modalidad preferida de la misma, se proporciona un horno de calentamiento de aire encendido con combustible, de tracción forzada, de modulación, el cual incluye un cambiador térmico a través del cual el gas de combustión caliente puede fluir; un ventilador inductor de tracción de dos velocidades; un soplador de aire operativo para fluir el aire que será calentado a través del cambiador térmico; un quemador, representativamente un quemador de gas, operativo para recibir el combustible de una fuente del mismo, quemar el combustible recibido, y hacer fluir el gas de combustión caliente resultante hacia el interior del cambiador térmico; y una válvula de suministro de combustible, representativamente una válvula de suministro de gas, acoplada al quemador y selectivamente operable ya sea en un modo de encendido bajo o un modo de encendido alto. En una modalidad preferida de la misma, el horno está proporcionado con un sistema de control que representativamente incluye interruptores de encendido alto y bajo normalmente abiertos, que operan para ser cerrados respectivamente por la generación sucesiva de las primera y segunda presiones predeterminadas dentro del ventilador inductor de tracción. El sistema de control también incluye representativamente un circuito de ignición, en respuesta a la generación de una señal de demanda de calentamiento de un espacio acondicionado servido por el horno, para iniciar la operación del ventilador inductor de tracción a su velocidad alta, fijar la válvula de suministro de combustible a su modo de encendido alto (y en su régimen de flujo de combustible máximo) y después encender el quemador si solamente cada uno de los interruptores de encendido bajo y alto está cerrado. De preferencia, la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido bajo, opera para suministrar un régimen de flujo mínimo fijo de combustible desde su fuente hacia el quemador. En este modo de encendido alto, la válvula de suministro de combustible opera para suministrar, desde la fuente de combustible hacia el quemador, un flujo de combustible el cual se puede modular a partir del régimen de flujo de combustible mínimo a un régimen de flujo de combustible máximo predeterminado. Representativamente, el régimen de flujo de combustible mínimo es aproximadamente cuarenta por ciento del régimen de flujo de combustible máximo. Después de encender el quemador, y en respuesta a la magnitud de la señal de demanda de calentamiento, el sistema de control además operara para (1) mantener automáticamente la operación del ventilador inductor de tracción a su alta velocidad y modular la válvula de suministro de combustible en su modo de encendido alto entre los regímenes de flujo de combustible mínimo y máximo de la válvula o (2) hacer que el ventilador inductor de tracción sea activado a su velocidad baja y opere la válvula de suministro de combustible en su modo de encendido bajo. Con el régimen de encendido mínimo del horno a aproximadamente cuarenta por ciento de su régimen de encendido máximo, la capacidad del sistema de control para modular el régimen de encendido (con el horno en su modo de encendido alto) entre 40 y 100 por ciento, el horno proporciona un aspecto coincidente confortable de su salida de calentamiento a la carga de demanda de calentamiento del espacio acondicionado, el cual es servido por el horno. Sin embargo, ya que el quemador es encendido solamente a su régimen de encendido máximo, y con el ventilador inductor de tracción de dos velocidades operando a su fijación de velocidad alta, la eficiencia de encendido-apagado del quemador no se reduce indeseablemente, y se eliminan sustancialmente los problemas de condensación corrosivos de calentamiento en el cambiador térmico. La válvula de suministro de combustible de preferencia tiene una porción principal y una servo porción. En una modalidad preferida de la misma, el sistema de control de horno comprende (1) un interruptor de ignición que tiene un lado de entrada, y un lado de salida acoplado por primero y segundo cables eléctricos a la porción de válvula de suministro de combustible principal, (2) un microprocesador acoplado al ventilador inductor de tracción por cables de señal eléctrica de alta y baja velocidad, acoplados a la servo porción de la válvula de suministro de combustible por un tercer cable eléctrico de salida variable, y acoplados al lado de entrada del interruptor de ignición por un cuarto cable eléctrico. El interruptor de encendido alto normalmente abierto'-es un interruptor eléctrico de presión acoplado al microprocesador por una línea de percepción de interruptor abierto/interruptor cerrado, y también acoplada al interior del ventilador inductor de tracción por una primera línea de percepción de presión. El interruptor de encendido bajo normalmente abierto es un interruptor eléctrico de presión acoplado al microprocesador por una segunda línea de percepción de interruptor abierto/interruptor cerrado eléctrica, y también acoplada al interior del ventilador inductor de tracción por una segunda línea de percepción de presión. Bajo una primera condición de operación del horno tanto de los interruptores de encendido bajo y alto están abiertos, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su baja velocidad, y el cambiador térmico estando a una primera temperatura. Bajo una condición de operación, el interruptor de encendido bajo se cierra y el interruptor de encendido alto permanece abierto, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su velocidad baja, y el cambiador térmico estando a una segunda temperatura más alta que su primera temperatura. Bajo una tercera condición de operación del horno, los interruptores de encendido alto y bajo ambos se cierran, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su velocidad alta y el cambiador térmico estando a su primera temperatura. Bajo una cuarta condición de operación del horno, los interruptores de encendido bajo y alto se cierran, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su alta velocidad y el cambiador térmico estando a su segunda temperatura más alta. Representativamente, la presión dentro del ventilador inductor de tracción es (1) menor que aproximadamente -0.5" W.C., cuando el horno está en su condición de operación, (2) dentro del rango de aproximadamente -0.7" .C. a aproximadamente -0.9" W.C., cuando el horno está en su segunda condición de operación, (3) dentro del rango de aproximadamente -1.2" W.C. a aproximadamente -1.4" W.C., cuando el horno está en su tercera condición de operación, y (4) dentro del rango de aproximadamente -1.5" W.C a aproximadamente -1.75 W.C., cuando el horno está en su cuarta condición de operación. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS la FIGURA 1 es un diagrama esquemático de un horno de calentamiento de aire modulable encendido con combustible, de tracción forzada representativo, odalizando los principios de la presente invención; y la FIGURA 2 es un diagrama esquemático de un sistema de control especialmente diseñado modalizando los principios de la presente invención y operativamente incorporado en el horno. La presente invención proporciona un horno de calentamiento de aire encendido con combustible, de modulación, de tracción forzada especialmente diseñado 10 (FIGURA 1) que incluye un alojamiento 12 representativamente que tiene una abertura de salida 14 de aire de suministro de extremo superior a la cual está conectado un ducto de trabajo 16 de aire de suministro y una abertura de entrada 18 de aire de regreso lateral inferior a la cual está conectado un ducto de trabajo 20 de aire de regreso. Un cambiador térmico 22 es colocado dentro de una porción inferior superior del alojamiento 12, por arriba de un soplador de aire 24 de suministro en el mismo, y está asociado con un quemador 26 de combustible (el cual está representativamente como un quemador de gas) suministrado con combustible a través de una línea 28 de suministro de gas, en la cual se instala una válvula 30 de gas. El quemador 26 opera para inyectar llamas, y que resulta gases de combustión caliente, hacia el interior del cambiador térmico 22. Durante la operación del horno 10, el soplador 24 de suministro extrae el aire 32 de regreso del espacio acondicionado servido por el horno hacia el alojamiento 12 a través de un ducto de trabajo 20 de regreso y la abertura 18 de alojamiento y fuerza al aire 32 hacia arriba a través del cambiador térmico 22. El calor de combustión es transferido del cambiador térmico 22 al aire 32, creando un aire 32a caliente, el cual es forzado de regreso al espacio acondicionador a través de la abertura de alojamiento 14 y el ducto de trabajo 16 de suministro conectado a la misma. Los gases de combustión fríos dentro del cambiador térmico 22 son retirados del mismo a través de un ventilador 34 inductor de tracción de dos velocidades, que tienen un motor 36 de impulsión eléctrico y una entrada 38 comunicada con el interior del cambiador térmico 22. La salida 40 del ventilador 34 inductor de tracción está conectada con un pabellón de ventilación 42, a través del cual los gases de combustión fríos son desechados. Un sistema 44 de control de modulación especialmente diseñado, modalizando los principios de la presente invención, está operativamente asociado con el horno 10 y está esquemáticamente ilustrado en la FIGURA 2. El sistema 44 de control incluye un microprocesador 46; un interruptor 48 de ignición; un interruptor 50 de presión-eléctrico de encendido alto normalmente abierto; un interruptor 52 de presión-eléctrico de encendido bajo normalmente abierto; y un termostato 54 adecuado ubicado en el espacio acondicionado servido por el horno 10. El termostato 54 puede ser un termostato de una sola etapa, un termostato de dos etapas, o un termostato de modulación. La válvula 50 de gas tiene una porción 56 principal eléctricamente operable, la cual es modulable entre un régimen de flujo pasado de gas máximo y un régimen de flujo pasado de gas mínimo, el cual es representativamente 40 por ciento del régimen de flujo pasado de gas máximo. La válvula 30 de gas también tiene una servo porción 58, la cual es eléctricamente operable para variar selectivamente la producción de gas de la porción de válvula principal 56 entre sus fijaciones mínima y máxima. El microprocesador 46 está acoplado (1) al motor 36 de ventilador inductor de tracción de cables 60 y 62 de señal de baja y alta velocidad, (2) a la servo porción 58 de válvula de gas a través de un cable 64 de energía eléctrica de salida variable, en el cual el interruptor 50 de presión-eléctrico de encendido alto es operablemente interpuesto, (3) al interruptor 48 de ignición a través de un cable 66 de energía eléctrica, (4) al termostato 54 a través de un cable 68 de señal de demanda de calentamiento, y (5) al soplador 24 de aire de suministro (véase la FIGURA 1) a través de un cable 70 de energía eléctrica. El interruptor 58 de ignición está operativamente acoplado a la porción 56 de válvula de gas principal a través de un par de cables 72 y 74 de energía de salida eléctrica, con el interruptor 52 de presión-eléctrico de encendido bajo estando operablemente interpuesto en el cable 72. las líneas 76, 78 de percepción eléctricas son respectivamente acopladas entre los interruptores 50, 52 de presión-eléctrico de encendido alto y bajo y el microprocesador 46 y sirven para indicar al microprocesador si sus interruptores de presión-eléctricos asociados están abiertos o cerrados. Los interruptores 50, 52 de presión-eléctricos de encendido alto y bajo respectivamente verifican la presión del aire (representativamente una presión negativa) dentro del ventilador 34 inductor de tracción a través de conductos de aire 80, 82 de percepción de presión respectivamente dirigidos de los interruptores 50, 52 hacia el ventilador 34 inductor de tracción como se indica esquemáticamente en la FIGURA 2. Con el quemador 30 apagado, después de una solicitud inicial de calor del termostato 54 (a través del cable 68 de señal) hacia el microprocesador 46, el microprocesador 46 automáticamente da salida a una señal de operación de alta velocidad a través del cable 62 para iniciar el ventilador 34 inductor de tracción a su fijación de alta velocidad durante un tiempo de "purga" predeterminado. Al término de este intervalo, si el microprocesador 46 está recibiendo señales a través de los cables 76, 78 de percepción indicando que ambos de los interruptores 50, 52 de presión-eléctricos están cerrados, el microprocesador da salida a una señal a través del cable 64 hacia la servo porción 58 de válvula de gas para fijar el valor de producción de gas de la porción 56 de válvula principal a su régimen de encendido de 100 por ciento máximo fijándose cuando este último está abierto. Enseguida, el microprocesador 46 transmite una señal a través del cable 66 hacia el interruptor 48 de ignición el cual, a su vez, envía energía eléctrica (a través de los cables 72 y 74) a la porción 56 de válvula de gas principal para abrirla (en su régimen de flujo pasado de gas máximo prefijado) y enciende el quemador 26 (véase la FIGURA 1) a su régimen de encendido máximo. Este régimen de encendido de encendido-apagado del quemador inicial al 100 por ciento es entonces mantenido durante un tiempo predeterminado (representativamente aproximadamente 20 segundos) . Después del término de este tiempo, el microprocesador da salida a la señal 70 para energizar el soplador 24 de aire de suministro (véase la FIGURA 1) . Después, de acuerdo con la señal 68 de carga de demanda de calentamiento de espacio acondicionado trasmitida al microprocesador 46 desde el termostato 54, el microprocesador modula la señal 64 para modular correspondientemente la válvula de gas 30 entre sus fijaciones mínima de 40 por ciento y máxima de 100 por ciento según sea necesario. De esta forma, de acuerdo con un aspecto clave de la presente invención, el sistema 44 de control funciona para asegurar que el encendido-apagado del quemador en el horno 10 puede ocurrir solamente si (1) el ventilador 34 inductor de tracción está operando a su fijación de velocidad alta, y (2) ambos interruptores 50, 52 de presión-eléctricos normalmente abiertos están cerrados. De esta manera, se logran los dos beneficios de operación primarios. Primero, asegurando que el quemador se enciende solamente bajo su régimen de encendido máximo, con el ventilador inductor de tracción correspondientemente operando a su fijación de velocidad alta, el sistema 44 de control sirve para reducir sustancialmente condiciones de calentamiento corrosivas dentro del cambiador térmico 22. Segundo, debido a la fijación de flujo pasado máxima de la válvula de gas en el encendido-apagado del quemador, se mejora sustancialmente la confiabilidad de ignición del quemador.
Durante la operación del ventilador 34 inductor de tracción, los conductos de aire 80, 82 perciben y transmiten a sus interruptores 50, 52 de presión-eléctricos respectivos cuatro condiciones de presión dentro del interior del ventilador 34 inductor de tracción. Con el fin de incrementar las presiones del ventilador inductor de tracción internas negativas, estas cuatro condiciones de presión percibida, junto con los estados de abierto/cerrado correspondientes de los interruptores 50 y 52, son como sigue: 1. La velocidad del ventilador inductor de tracción baja/cambiador térmico frío, en cuyo caso ambos interruptores 50, 52 de presión-eléctricos permanecen abiertos, con la presión del ventilador inductor de tracción interna negativa percibida siendo de aproximadamente -0.5" W.C., o menos; 2. La velocidad del ventilador inductor de tracción baja/cambiador térmico caliente, en cuyo caso el interruptor 52 de presión-eléctrico de encendido bajo se cierra, y el interruptor 50 de presión-eléctrico de encendido alto permanece abierto, con la presión del ventilador inductor de tracción interna negativa percibida estando en el rango de aproximadamente -0.7" W.C. a aproximadamente -0.9" W.C.; 3. La velocidad del ventilador inductor de tracción alta/cambiador térmico frío, en cuyo caso ambos interruptores 50, 52 de presión-eléctricos están cerrados, con la presión del ventilador inductor de tracción interna negativa percibida estando en el rango de aproximadamente -1.20" W.C. a aproximadamente -1.4 W.C^; y 4. La velocidad del ventilador inductor de tracción alta/cambiador térmico caliente, en cuyo caso ambos interruptores 50, 52 de presión-eléctricos están cerrados, con la presión del ventilador inductor de tracción interna negativa percibida estando en el rango de aproximadamente -1.5" W.C. a aproximadamente -1.75 W.C. Después del encendido-apagado del quemador de velocidad de encendido de 100 por ciento inicial descrito en lo anterior, el horno 10 puede ser modulado entre su régimen de encendido de 40 por ciento y su régimen de encendido de 100 por ciento, variando apropiadamente la señal 64 de servo control, para proporcionar un aspecto coincidente confortable entre el régimen de salida de calor del horno y la carga de demanda de calentamiento de espacio acondicionado. Específicamente, solamente cuando el interruptor 52 de encendido bajo se cierra durante su período de operación de encendido-apagado posterior del horno (indicativo de una carga de demanda de calentamiento de espacio acondicionado reducida) , el ventilador 34 inductor de tracción corre a su fijación de baja velocidad en respuesta a la generación por parte del microprocesador 46 de una señal de operación de velocidad baja a través del cable 60 y la servo porción 58 de válvula de gas no está recibiendo una señal de modulación a través del cable 64. Por consiguiente, la energía eléctrica transmitida del interruptor 48 hacia la porción 56 de válvula de gas principal mantiene a la válvula de gas 30 en su operación de encendido baja - representativamente a aproximadamente un régimen de encendido de 40 por ciento como describió previamente. Sin embargo, cuando el termostato 54 solicita una cantidad suficientemente mayor de calor de espacio acondicionado suministrado al microprocesador 46 termina la señal 60 de ventilador inductor de tracción de velocidad baja y general, más bien, la señal 62 de ventilador inductor de tracción de alta velocidad para operar así el ventilador 34 inductor de tracción a su fijación de alta velocidad. Esto cierra el interruptor 50 de presión-eléctrico de encendido alto y nuevamente coloca la servo porción 58 de válvula de gas bajo el control de la señal 64 de modulación para proporcionar la modulación de válvula de gas automática entre su fijación de flujo pasado de gas mínima de 40 por ciento y su fijación de flujo pasado de gas máxima de 100 por ciento bajo el control del termostato 54. La descripción detallada anterior se debe entender claramente a manera de ilustración y de ejemplo solamente, el espíritu y alcance de la presente invención siendo limitado solamente por las reivindicaciones anexas.

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un horno de calentamiento de aire encendido con combustible caracterizado porque comprende: un cambiador térmico a través del cual puede ser fluido gas de combustión caliente; un ventilador inductor de tracción operativamente conectado al cambiador térmico y siendo selectivamente activable a una primera velocidad y una segunda velocidad más alta; un soplador de aire operativo para hacer fluir aire que será calentado a través del cambiador térmico; un quemador operativo para recibir combustible de una fuente del mismo, quemar el combustible recibido, y hacer fluir el gas de combustión caliente resultante en el interior del cambiador térmico; una válvula de suministro de combustible acoplada al quemador y selectivamente operable ya sea en el modo de encendido bajo o en el modo de encendido alto; y un sistema de control que incluye (i) interruptores de encendido alto y bajo normalmente abiertos que operan para ser respectivamente cerrados por la generación sucesiva de las primera y segunda presiones predeterminadas dentro del ventilador inductor de tracción, y (ii) un circuito de ignición, en respuesta a la generación de una señal de demanda de calentamiento de un espacio acondicionado servido por el horno, para iniciar la operación del ventilador inductor de tracción a una segunda velocidad del mismo, fijar la válvula de suministro de combustible a su modo de encendido alto y después encender el quemador si solamente cada uno de los interruptores de encendido bajo y alto está cerrado.
  2. 2. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido bajo, opera para suministrar un régimen de flujo mínimo fijo de combustible desde su fuente hacia el quemador, la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido alto, opera para suministrar, desde la fuente de combustible hacia el quemador, un flujo de combustible el cual se puede modular a partir del régimen de flujo de combustible mínimo a un régimen de flujo de combustible máximo predeterminado, y el sistema de control además opera, después de encender el quemador y en respuesta a la magnitud de la señal de demanda de calentamiento, para (i) mantener automáticamente la operación del ventilador inductor de tracción a su segunda velocidad y modular la válvula de suministro de combustible en su modo de encendido alto entre sus regímenes de flujo de combustible mínimo y máximo predeterminados, o (ii) hacer que el ventilador inductor de tracción sea activado a su primera velocidad y opere la válvula de suministro de combustible en su modo de encendido bajo.
  3. 3. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: el régimen de flujo mínimo de combustible es de aproximadamente cuarenta por ciento del régimen de flujo máximo de combustible.
  4. 4. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: el ventilador inductor de tracción es un ventilador inductor de tracción de dos velocidades, con su primera velocidad siendo su velocidad baja, y su segunda velocidad siendo su velocidad alta.
  5. 5. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque: bajo una primera condición de operación del horno, ambos interruptores de encendido bajo y alto están abiertos, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su primera velocidad y el cambiador térmico estando a una primera temperatura, bajo una segunda condición de operación del horno, el interruptor de encendido bajo se cierra y el interruptor de encendido alto permanece abierto, con el ventilador inductor de tracción siendo activado a su primera velocidad y el cambiador térmico estando a una segunda temperatura más alta que la primera temperatura, bajo una tercera condición de operación del horno, los interruptores de encendido bajo y alto están cerrados, con el ventilador inductor de tracción siendo activado en su segunda velocidad y el cambiador térmico estando a su primera temperatura, y bajo una cuarta condición de operación del horno, los interruptores de encendido bajo y alto están cerrados, con el ventilador inductor de tracción siendo activado en su segunda velocidad y el cambiador térmico estando a su segunda temperatura .
  6. 6. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque: los interruptores de encendido bajo y alto son interruptores de presión-eléctricos acoplados al ventilador inductor de tracción para percibir una presión en la misma, y la presión dentro del ventilador inductor de tracción es (i) menor que aproximadamente -0.5" W.C., cuando el horno está en la primera condición de operación, (ii) dentro del rango de aproximadamente -0.7" W.C. a aproximadamente -0.9" W.C., cuando el horno está en su segunda condición de operación, (iii) dentro del rango de aproximadamente -1.2" W.C. a aproximadamente -1.4" W.C., cuando el horno está en su tercera condición de operación, y (iv) dentro del rango de aproximadamente -1.5" W.C a aproximadamente -1.75 W.C., cuando el horno está en su cuarta condición de operación.
  7. 7. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la válvula de suministro de combustible es una válvula de suministro de combustible de gas.
  8. 8. Un horno de calentamiento de aire encendido con combustible caracterizado porque comprende: un ventilador inductor de tracción que tiene una velocidad alta y una velocidad baja; un quemador de combustible que opera para recibir el combustible de fluido de su fuente; una válvula de suministro de combustible acoplada al quemador y que opera para suministrar al quemador de combustible fluido de su fuente, la válvula de suministro de combustible siendo selectivamente operable en (i) un modo bajo de encendido, en el cual la válvula de suministro de combustible suministra combustible al quemador de combustible a un régimen mínimo fijo, o (ii) un modo de encendido alto en el cual la válvula de suministro de combustible suministra combustible al quemador de combustible a un régimen modulable a partir del régimen mínimo a un régimen de flujo de combustible máximo; y medios de ignición que operan en respuesta para recibir de una señal de demanda de calentamiento de inicio a partir de un espacio acondicionado servido por el horno para (i) activar el ventilador inductor de tracción en su velocidad alta, y después (ii) hacer fluir combustible a través de la válvula de suministro de combustible al régimen de flujo de combustible máximo, y encender el quemador de combustible, si una presión percibida dentro del ventilador inductor de tracción está a una magnitud predeterminada.
  9. 9. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende: medios de control de calentamiento, que operan después de encender el quemador de combustible, para determinar la carga de demanda de calentamiento del espacio acondicionado y (i) mantener automáticamente la operación del ventilador inductor de tracción a su velocidad alta, mientras modula el flujo de combustible a través de la válvula de suministro de combustible, en su modo de encendido alto, entre los regímenes de flujo de combustible mínimo y máximo o (ii) hacer que el ventilador inductor de tracción sea operado a su velocidad baja con la válvula de suministro de combustible en ~su modo de encendido bajo.
  10. 10. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el régimen de flujo mínimo del combustible es aproximadamente cuarenta por ciento del régimen de flujo máximo de combustible.
  11. 11. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la válvula de suministro de combustible es una válvula de suministro de combustible de gas.
  12. 12. Un horno de calentamiento de aire encendido con combustible caracterizado porque comprende: un cambiador térmico a través del cual se puede hacer fluir gas de combustión caliente; un ventilador inductor de tracción de dos velocidades operativamente conectado al cambiador térmico y teniendo velocidades seleccionables alta y baja; un soplador de aire que opera para hacer fluir aire que será calentado a través del cambiador térmico; un quemador que opera para recibir combustible de su fuente, quemar el combustible recibido, y hacer fluido el gas de combustión caliente resultante hacia el interior del cambiador térmico; una válvula de suministro de combustible acoplada al quemador y teniendo una porción principal y una servo porción, la válvula de suministro de combustible siendo selectivamente operable ya sea en (i) un modo bajo de encendido, en el cual la válvula de suministro de combustible opera para suministrar un régimen de flujo mínimo fijo del combustible a partir de su fuente hacia el quemador, o (ii) un modo de encendido alto en el cual la válvula de suministro de combustible opera para suministrar, de la fuente de combustible hacia el quemador, un flujo de combustible el cual es modulable de un régimen de flujo mínimo de combustible a un régimen de flujo máximo predeterminado de combustible; y medios de control para regular la operación de la válvula de suministro de combustible, el quemador y el ventilador inductor de tracción, los medios de control incluyen: un interruptor de ignición que tiene un lado de entrada, y un lado de salida acoplado por primero y segundo cables eléctricos a la porción de válvula de suministro de combustible principal, un microprocesador acoplado a (i) el motor de activación del ventilador inductor de tracción por cables de señal eléctricos de alta y baja velocidad, (ii) la servo porción de la válvula de suministro de combustible a través de un tercer cable eléctrico de salida variable, y (iii) el lado de entrada del interruptor de ignición a través de un cuarto cable eléctrico, un interruptor de presión-eléctrico de encendido alto normalmente abierto operablemente interpuesto en el tercer cable eléctrico, el interruptor de presión-eléctrico de encendido alto estando acoplado al microprocesador a través de una línea de percepción de interruptor abierto/interruptor cerrado eléctrica, y además estando acoplado al interior del ventilador inductor de tracción a través de una primera línea de percepción de presión, y un interruptor de presión-eléctrico de encendido bajo normalmente abierto operablemente interpuesto en uno de los primero y segundo cables eléctricos, el interruptor de presión-eléctrico de encendido bajo estando acoplado al microprocesador a través de una segunda línea de percepción de interruptor abierto/interruptor cerrado eléctrica, y además estando acoplado al interior del ventilador inductor de tracción por una segunda línea de percepción de presión, los medios de control siendo operativos para iniciar el horno iniciando secuencialmente la operación del motor del ventilador inductor de tracción a su alta velocidad, y después activando el quemador durante la operación a alta velocidad del ventilador inductor de tracción y solamente si ambos interruptores de presión-eléctricos de encendido alto y de encendido bajo están cerrados, y después controlar la salida de calentamiento del horno, en respuesta a la magnitud de una señal de demanda de calentamiento recibida de un espacio acondicionado servido por el horno, (i) operando selectivamente la válvula de suministro del combustible en el modo de encendido bajo con el motor de activación del ventilador inductor de tracción siendo operado a su velocidad baja, (ii) operando la válvula de suministro de combustible en el modo de encendido alto, cuando el motor de impulsión de ventilador inductor de tracción es operado a su velocidad alta, y modulando el flujo de combustible a través de la válvula de suministro de combustible entre el régimen de flujo mínimo y el régimen de flujo máximo.
  13. 13. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porgue: el régimen de flujo mínimo fijo de combustible es aproximadamente cuarenta por ciento del régimen de flujo máximo del combustible.
  14. 14. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque: el quemador es un quemador de gas, y la válvula de suministro de combustible es una válvula de suministro de gas.
  15. 15. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque: bajo una primera condición de operación del horno, ambos interruptores de encendido bajo y alto están abiertos, con el motor del ventilador inductor de tracción siendo activado a su baja velocidad y el cambiador térmico estando a una primera temperatura, bajo una segunda condición de operación del horno, el interruptor de encendido bajo se cierra y el interruptor de encendido alto permanece abierto, con el motor del ventilador inductor de tracción siendo activado a su baja velocidad y el cambiador térmico estando a una segunda temperatura más alta que la primera temperatura, bajo una tercera condición de operación del horno, los interruptores de encendido bajo y alto están cerrados, con el motor del ventilador inductor de tracción siendo activado a su alta velocidad y el cambiador térmico estando a su primera temperatura, y bajo una cuarta condición de operación del horno, los interruptores de encendido bajo y alto están cerrados, con el motor del ventilador inductor de tracción siendo activado a su velocidad alta y el cambiador térmico estando a su segunda temperatura.-
  16. 16. El horno de calentamiento de aire encendido con combustible de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque: la presión en el ventilador inductor de tracción es (i) menor que aproximadamente -0.5" W.C., cuando el horno está en su primera condición de operación, (ii) dentro del rango de aproximadamente -0.7" W.C. a aproximadamente -0.9" W.C., cuando el horno está en su segunda condición de operación, (iii) dentro del rango de aproximadamente -1.2" W.C. a aproximadamente -1.4" W.C., cuando el horno está en su tercera condición de operación, y (iv) dentro del rango de aproximadamente -1.5" W.C a aproximadamente -1.75 W.C., cuando el horno está en su cuarta condición de operación. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se proporciona un horno de calentamiento de aire encendido con combustible, de tracción forzado, de modulación con un ventilador inductor de tracción de dos velocidades, y una válvula de combustible la cual es completamente modulable entre un régimen de encendido máximo y un régimen de encendido bajo de aproximadamente cuarenta por ciento. Incorporados al sistema de control de horno se encuentran interruptores de presión-eléctricos de encendido bajo y alto normalmente cerrados, los cuales perciben y están secuencialmente cerrados por presión negativa en incremento en el ventilador inductor de tracción. Una solicitud de calor desde un termostato ubicado en el espacio acondicionado servido por el horno, el ventilador inductor de tracción es activado en su fijación de alta velocidad, y una señal es enviada hacia la válvula de combustible para fijarlo a su flujo de régimen de encendido total cuando se abre por una porción de interruptor de ignición del sistema de control. El sistema de control funciona para abrir la válvula de combustible a su fijación de flujo máximo, y permitir el encendido del quemador, solo si (1) ambos interruptores de presión-eléctricos de encendido bajo y alto están cerrados, y (2) el ventilador inductor de tracción está operando a su fijación de velocidad alta. De esta forma, además de proporcionar un amplio rango de modulación de salida de calentamiento de horno, se facilita una ignición confiable del quemador y se reduce la corrosión por calentamiento del cambiador térmico debido al inicio de régimen de encendido total del horno. Además, la incorporación del ventilador inductor de tracción de dos velocidades sustancialmente mejora la eficiencia total del combustible en el horno.
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