NL9100949A - Inrichting voor de continue bewaking van een door een ventilator opgewekte variabele luchtstroom. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Inrichting voor het continu bewaken van een luchtstroom opgewekt door een ventilator (10) die door een motor (9) met toerentalregelaar (7) wordt aangedreven. De inrichting omvat een verwerkingsschakeling (1), waarvan de ingang is verbonden met een in de luchtstroom aangebrachte drukmeetdoos (12) met vast schakelpunt, met een toerentalsensor (8) en met een capaciteitsmeter (11) voor het meten van het door de ventilator opgenomen vermogen. De verwerkingsschakeling omvat een computer, die uit de, bij het schakelpunt van de drukmeetdoos (12), vastgestelde vermogensopname van de ventilator, het rendement van de ventilator berekent. Aan de verwerkingsschakeling (1) wordt een signaal toegevoerd corresponderend met de benodigde hoeveelheid lucht en de verwerkingsschakeling beïnvloedt de toerentalregelaar (7) in afhankelijkheid van het toegevoerde signaal en van het berekende rendement van de ventilator.

Inrichting voor de continue bewaking van een door een ventilator opgewekte variabele luchtstroom.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het continue bewaken van een, door een elektrisch aangedreven, door een toerental-regelaar bestuurde, ventilator opgewekte variabele luchtstroom.

Een dergelijke bekende inrichting voor het bewaken van de luchtstroom is gebaseerd op de bewaking van de verschildruk die door de stroom wordt opgewekt bij een meetplaat, door een drukmeetdoos met vast schakelpunt. Wanneer de luchtstroom beneden een bepaalde vastgestelde waarde komt, wordt een schakelcontact in de drukmeetdoos geopend en wordt de inrichting uitgeschakeld. Vanwege het vaste schakelpunt kan dit procédé bij de bewaking van volumestromen met variabele gewenste-waarde slechts aan lage nauwkeurigheidseisen voldoen.

Voor de bewaking van een in twee trappen variabele luchtstroom worden daarom bij een bekende inrichting twee drukmeetdozen met verschillende schakel-punten toegepast. Voor de bewaking van een steeds veranderende luchtstroom zal een dergelijke twee-trappige bewaking steeds nog te onnauwkeurig zijn.

Voor de continue bewaking van een steeds variërende luchtstroom zijn processen bekend, die zijn gebaseerd op het hittedraad-anemometerprincipe.

De anemometer levert een signaal dat evenredig is met de luchtstroom, zodat een vergelijking tussen gewenste en aanwezige waarde bij elke instelbare volumestroom mogelijk is.

Een nadeel is de noodzakelijk relatief kleine, gevoelige sensor, die in direct contact is met de te bewaken luchtstroom en daardoor bloot staan aan het gevaar van vervuiling en corrosie.

Er is een procédé bekend, waarbij voor het vermijden van de bovengenoemde moeilijkheden een combinatie wordt toegepast van luchtstroom- en toe-rentalbewaking. Daarbij wordt boven een bepaalde brandstof-doorstroming de luchtstroom bewaakt met een drukmeetdoos. Beneden deze doorstroming wordt het toerental van de ventilator, dat door een regelinrichting wordt aangepast op de brandstof-doorstroming, bewaakt. Een nadeel is hierbij, dat een verslechtering van de luchtbaan tijdens het toerental-bewaakte bedrijf niet wordt opgemerkt.

Het doel van de uitvinding is een inrichting van het bovengenoemde type te verschaffen, die een eenvoudige opbouw bezit en ook bij deellast-bedrijf een verwerking van de werkelijke luchtdoorstroming mogelijk maakt.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt, doordat is voorzien in een verwerkingsschakeling waarvan de ingang is verbonden met een in de luchtstroom aangebrachte drukmeetdoos met vast schakelpunt, met een toerentalsensor en een het opgenomen vermogen van de aandrijving van de ventilator opnemende capaciteitsmeter, waarbij de verwerkingsschakeling een computer omvat, die uit de bij het bereiken van het schakelpunt van de drukmeetdoos vastgestelde energie-opname van de aandrijving van de ventilator het rendement van de ventilator berekent, waarbij de verwerkingsschakeling aan de ingangszijde wordt belast door een signaal dat een maat levert voor de benodigde lucht en aan de uitgangszijde de toerentalregelaat beïnvloedt in afhankelijkheid van het signaal dat een maat levert voor de benodigde lucht en het berekende rendement.

Door deze maatregelen wordt een zeer eenvoudige opbouw van de inrichting bereikt.

Veranderingen in het rendement van de ventilator kunnen eenvoudig worden waargenomen, waardoor een zeer nauwkeurig aanhouden van de noodzakelijke luchtdoorstroming kan worden bereikt.

De energie-opname van de aandrijving van de ventilator is evenredig met het produkt van rendement, mechanische belasting en toerental. Wanneer het rendement bekend is, dan kan uit de gemeten capaciteit en het toerental de mechanische belasting, dus de luchtdoorstroming worden bepaald.

Door bepaling van het toerental en van de energie-opname van de ventilator op een bepaald moment, waarop een drukmeetdoos ten gevolge van een bekende luchtdoorstroming schakelt, kan het actuele rendement van de ventilator worden vastgesteld en er kunnen op basis van de telkens nieuwste waarden van het rendement schommelingen danwel veroude-ringseffecten van de ventilator worden waargenomen. Onder aanname, dat het rendement van de ventilator op korte termijn niet verandert en zijn toerental-afhankelijkheid bekend is, kan daardoor voor elk toerental van de ventilator de massa-doorstroming van de ventilator worden berekend en de brandstof-toevoer worden uitgeschakeld wanneer de noodzakelijke luchthoeveelheid lager wordt dan voor de actuele brandstofdoorstroming noodzakelijk is, zodat een het milieu onnodig belastend bedrijf wordt vermeden.

De toepassing van de inrichting volgens de uitvinding vindt op die wijze plaats, dat het toerental van de ventilator zo ver omhoog wordt gebracht dat de drukmeetdoos schakelt. Op dit tijdstip kan door de computer uit het toerental, de door het schakelen van de drukmeetdoos bekende massadoor-stroming en het opgenomen vermogen het rendement van de ventilator worden berekend.

Daarbij kan bij een verwarmingsinrichting met een de brandstoftoevoer naar een brander regelende magneetklep en een inrichting volgens de uitvinding er verder in zijn voorzien, dat de verwer-kingsschakeling aan de uitgangszijde het vrijgeven bestuurt van de, de brandstoftoevoer regelende magneetklep.

Daardoor wordt een vereenvoudiging van de besturing van een verwarmingsinrichting bereikt.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig.l een blokschema toont van een inrichting volgens de uitvinding;

Fig.2 schematisch een verwarmingsinrichting toont met een besturing volgens de uitvinding; en

Fig.3 een blokschema toont van een verwerkings-schakeling.

Fig.l toont de besturingsinrichting 21 volgens de uitvinding, welke dient voor de verwarmingsinrichting volgens fig.2.

De inrichting volgens fig.l omvat een verwerkings-schakeling 1, die aan de ingangszijde is verbonden met een afvoertemperatuurregelaar 2 van een verwarmingsinrichting en een relaiscontact 3 bestuurt, dat bij een bepaalde ver gedaalde afvoertemperatuur wordt gesloten en de afvoertemperatuurregelaar 2 verbindt met een gasstookautomaat 4, die een gas-magneetklep 5 bestuurt.

De afvoertemperatuurregelaar 2 is verbonden met een gewenste-waarde-gever 6 voor het toerental, die ook is verbonden met een uitgang 41 van de verwerkingsschakeling 1. Deze gewenste waarde-gever 6 is verder verbonden met een toerental-regelaar 7, die zijnerzijds is verbonden met een toerentalsensor 8, die bijvoorbeeld kan zijn gevormd door een Hall-sensor. Deze toerentalsensor 8 is verder verbonden met de verwerkings-schakeling 1.

In de toevoer naar de aandrijving 9 van de ventilator 10 is verder een capaciteitsmeter 11 aangebracht, die eveneens is verbonden met de ver-werkingsschakeling 1. In de luchtstroom van de ventilator 10, bijvoorbeeld in de verbrandings-lucht-leiding 20 van de verwarmingsinrichting volgens fig.2, is een drukmeetdoos 12 aangebracht, die een vast schakelpunt bezit en die is verbonden met de verwerkingsschakeling 1.

Wanneer bij een gevraagde warmte van de afvoertemperatuurregelaar 2 via de gasstookautomaat 4 de magneetklep 5 wordt geopend en daardoor ook de ventilator 10 geactiveerd, dan wordt het toerental van de ventilator 10 zo lang verhoogd, tot de drukmeetdoos 12 schakelt.

Daar de druk in het schakelpunt vastligt en de afmetingen van het kanaal waar de luchtstroom door heen gaat eveneens bekend zijn, kan de doorstromende hoeveelheid worden vastgesteld.

De verwerkingsschakeling 1 omvat een computer, die uit de door de capaciteitsmeter opgenomen capaciteit, uit het op het schakeltijdstip van de drukmeetdoos 12 gegeven toerental van de ventilator 10, het rendement daarvan berekent.

Tijdens de bedrijfstijd van de ventilator kan gedurende een cyclus een wijziging van het rendement, met uitzondering van de bekende door veranderingen in het toerental van de ventilator 10 bepaalde wijzigingen, worden uitgesloten. Uit het bij een bekende doorstromende hoeveelheid lucht vastgestelde rendement en het bekende verloop in afhankelijkheid van het toerental kan nu door de computer bij elke vereiste luchtdoorstroming het noodzakelijke toerental van de ventilator worden berekend en deze waarde worden doorgegeven aan de gewenste-waarde-gever 6 van het toerental.

Daardoor kan steeds de noodzakelijke doorstromende hoeveelheid worden geregeld door eenvoudige toe-rentalregeling van de ventilator, waarbij een aanpassing op de veroudering van de ventilator en daardoor de vermindering van het rendement ervan wordt bereikt.

Wanneer de gewenste waarde wordt onderschreden, dan wordt via het relaiscontact 3 de energietoevoer naar de gasmagneetklep 5 onderbroken.

Fig.2 toont een waterverhitter met een brander 13, die zich onder een warmtewisselaar 14 bevindt, waarvan de afvoer met 15 en de terugvoer met 16 is aangeduid.

Op de bovenzijde van de warmtewisselaar 14 sluit een verbrandingsgasverzamelaar 17 en een verbrandingsgasleiding 18 aan, waarin zich de ventilator 10 bevindt, die ook zorgt voor de toevoer van verbrandingslucht, die via de door het huis 19 omsloten verbrandingsluchtleiding 20 toestroomt, welke leiding de verbrandingsgasleiding 18 omringt.

De besturing 21, waarvan de opbouw blijkt uit fig. 2, bestuurt de aandrijving 9 van de ventilator 10 via een stuurleiding 22 in afhankelijkheid van de brandstofdoorstroming naar de brander 13. Daar toe is een de brandstoftoevoer besturend instel-orgaan 23 via een stuurleiding 24 verbonden met de klep 25 die de brandstoftoevoer continu beïnvloedt en via een stuurleiding 26 aangesloten op de besturing 21.

Een ervoor aangebrachte magneetklep 5, die de brandstoftoevoer 27 naar de brander beheerst, is eveneens verbonden met de besturing 21.

In de verbrandingsluchtleiding 20 is verder een meetplaat 29 aangebracht met aan beide zijden daarvan meetleidingen 28 die lopen naar de druk-meetdoos 12, die via de leiding 30 is verbonden met de besturing 21.

De verwerkingsschakeling 1 van fig.l is getoond in fig.3. Wanneer de afvoertemperatuurregelaar 2 registreert dat warmte wordt vereist, dan levert hij een ingangssignaal 37 naar een zaagtand-gene-rator 35 van de verwerkingsschakeling 1, die een oplopend uitgangssignaal 41 levert naar de gewenste waarde-gever 6 van het toerental, waardoor het toerental van de ventilator continu wordt verhoogd. Wanneer de drukmeetdoos 12 schakelt, dan levert hij een signaal 40 naar een aftast-vasthoudschakeling 32, die dan de ogenblikkelijke waarde van een eveneens toegevoerd toerental-evenredig signaal opslaat en de opgeslagen waarde aan de computer 36 levert.

Het toerental-evenredige signaal wordt door middel van een frequentie-spanningsomzetter 31 uit het ingangssignaal 38 van de toerentalsensor 8 verkregen en buiten de aftast-vasthoud-schakeling 32 ook direct aan de computer 36 toegevoerd. Verder wordt aan de computer 36 het op gelijke wijze en op hetzelfde tijdstip, namelijk het schakelen van de drukmeetdoos 12, in een verdere aftast-vasthoud-schakeling 44 opgeslagen, van de capaciteits-meter 11 afkomende ingangssignaal 39 toegevoerd.

De computer 36 berekent uit de voor het inschakel-tijdstip van de drukmeetdoos 12 bekende luchtdoorstroming en de daarbij gemeten capaciteitsopname en toerental van de ventilator 10, het rendement daarvan. Uit dit rendement en de actuele meetwaarde van toerental en capaciteit wordt voor alle actuele waarden een signaal gevormd, bij de vorming waarvan met de bekende toerentalafhankelijkheid van het rendemen van de ventilator 10 en van zijn aandrijving door de computer 36 rekening wordt gehouden. Dit gevormde signaal ligt aan een compa-rator 33 en wordt door deze vergeleken met het ingangssignaal 43, dat een maat levert voor de benodigde capaciteit van de brander 13 en daardoor voor de benodigde luchtdoorstroming. Wanneer het signaal 43 hoger is dan het ermee vergeleken signaal, dan schakelt de comparator 33, eventueel na een interne vertragingstijd, via de op het relaiscontact 3 werkende relaisspoel 34 de gasma gneetklep 5 en daardoor de brandstoftoevoer uit.

Claims (1)

1. 2. Verwarmingsinrichting met een de brandstoftoe-voer naar een brander besturende magneetklep en een inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de verwerkingsschakeling (1) aan de uitgangszijde het vrijgeven bestuurt van de, de brandstoftoevoer regelende magneetklep (5).