NO115266B - - Google Patents

Description

Elektrisk styreinnretning for varmekjele.

Oppfinnelsen angår en elektrisk styreinnretning for varmekjele med en for flytende eller gassformet brennstoff beregnet brenner som styres ved hjelp av en kjelereguleringstermostat som arbeider med en kjelesikkerhetstermostat, samt med en fyringsinnretning for fast brennstoff med en av kjelevannet opphetbar varmtvannskoker med en kokertermostat, og med en i kjeleløpet til sentral varmeanlegget anordnet, elektrisk betjent sperreventil som ved overskridelse av en temperatur som er innstillet på en temperafcurregulator, f. eks. en romtermostat, sperrer kjeleløpet. Ved varmekjeler av denne art blir kjelevannets temperatur bestemt av opp-varmingsformålet ved brennedrift om vinteren ved tilsvarende innstilling av reguleringstermostaten på ca. 70° C. Reguleringstermostaten er av sikkerhetsgrunner overordnet en sikkerhetstermostat som er innstilt på ca. 90° C og denne setter brenneren ut av drift ved overskridelse av denne sikkerhetsverdi. Temperaturen av kokervannet overvåkes kontinuerlig av en kokertermostat som f. eks. er innstilt på en temperatur på 55° C.

Ved en kjent varmekjele av den nevnte art har kokertermostaten to koplingsstillinger av hvilke den ene reagerer ved underskridelse, den andre ved overskridelse av den innstilte koker-temperatur. Ved overskridelse av kokertemperaturen settes brennerstyringen i drift av reguleringstermostaten, og ved underskridelse av den foreskrevne kokertempeatur koples brennerstyringen om fra reguleringstermostaten til sikkerhetstermostaten og samtidig betjenes sperreventilen i kjøleløpet i retning av sperret stilling. Det gjelder altså her en såkalt kokerfortrinns-kopling hvor under vinterdrift av varmekjelen varmtvannsberedningen har fortrinn fremfor varmeanlegget. Ved denne utformning skal det sikres at et sterkt temperaturfall av kjelevannet som følge av øket varmtvannsuttak, hurtigst mulig skal utlignes igjen slik at etter kort tid står det varmt kokervann i tilstrekkelig mengde til rådighet.

Til grunn for foreliggende oppfinnelse ligger den oppgave på basis av den kjente utførelse av en varmekjele å tilveiebringe en forenkling og en mer fullkommen elektrisk styreinnretning for en slik varmekjele, slik at uavhengig av den for driften stående fyringsart oppnås likeverdige driftsforhold ved samtidig forenkling av betje-ningen av hele anlegget. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at reguleringstermostaten er utformet som. vender, for ved underskridelse av en f orhåndsinnstillet kj elevanntemperatur ved brennerfyring på i og for seg kjent måte å sette brenneren i drift, og ved overskridelse av en innstilt kj elevanntemperatur ved fyring med fast brennstoff, å betjene sperreventilen for åpning over en ved fyring med fast brennstoff sluttet bryter og etter avkjøling av kjelevannet til den innstilte kj elevanntemperatur, lukke ventilen igjen. På denne måte blir ved fyring av kjelen med fast brennstoff med sikkerhet unngått en overhetning av kjelevannet, slik at den overskytende varme fra kjelen avgis til sentralopp-varmningsanlegget. Derved oppnås når varmekjelen bare arbeider i kokerdrift og ingen varme kreves av oppvarmingsanleget, en sikkerhet for overkokning i kjelen. Dette betyr naturligvis en vesentlig forenklet overvåking av varmekjelen ved fyring med.fast brennstoff, fordi regulerings-inngrep for begrensning av kj elevanntempera-turen i dette tilfelle skjer automatisk.

Ved en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er sperreventilen utformet som en treveisblandeventil som åpnes progressivt ved hjelp av en elektrisk oppvarmingsinnretning, og er forsynt med en bryter som sluttes ved full ventilåpning og ved brennerfyring setter reguleringstermostaten ut av virksomhet og kopler inn styringen av brenneren ved hjelp av sikker he tstermostaten. Ved denne utforming av sperreventilen kan den hittil nødvendige egne koplingsstilling for ekstrem vinterdrift utelates. Dette skyldes at den ved elektrisk oppvarmning progressivt åpnede sperreventil ved normal oppvarmningsdrift aldri er åpnet med fullt tverrsnitt, men bare etter varmebehovet i øyeblikket som pendler mellom en lukket stilling og en stilling i hvilken bare en del av tverrsnittet er frigitt. Full åpning av ventilen innstilles derimot automatisk ved ekstrem kulde. Derved blir reguleringstermostaten satt ut av funksjon, slik at temperaturen i kjelen kan øke til den maksimale temperatur for sentralvarmeanlegget som tlisvarer innstillingen av sikkerhetstermostaten. Derved behøver man ikke lenger ta hensyn til ekstremt lave tempe-raturer, f. eks. ved en ekstra innstilling av termostaten eller ved betjening av ekstra koplings-elementer for dette ekstreme tilfelle, idet det her til en hver tid står til rådighet tilstrekkelig varme til de sentraloppvarmede rom og dertil i kokeren varmt vann av ønsket temperatur.

Ved en videre utførelse ifølge oppfinnelsen er det dessuten fordelaktig at omkoplingen av innretningen til kjelens forskjellige driftsarter skjer ved hjelp av en programbryter som består av mekanisk med hverandre koplede enkeltbrytere, av hvilke den ene ved fyring med fast brennstoff, slutter en strømkrets gjennom en trekkregulator, den andre ved fyring med fast brennstoff og brenner i vinterdrift, slutter en strømkrets gjennom en sirkulasjonspumpe, den tredje ved fyring med fast brennstoff og brenner i vinterdrift, slutter en strømkrets gjennom den som vender utformede kj eletermostat som befinner seg i sin øvre koplingsstilling, samt gjennom temperaturregulatoren som på sin side ved underskridelse av den innstilte temperatur energiserer treveisblandeventilen og et relé, den fjerde ved fyring med fast brennstoff, gjennom reguleringstermostaten som befinner seg i sin øvre koplingsstilling slutter direkte en strøm-krets gjennom treveisblandeventilen, og den femte ved brennerdrift sommer og vinter, er koplet inn foran et relé som på sin side i energisert tilstand ved hjelp av en koplingskontakt slutter den gjennom sikkerhetstermostaten dannede styrestrømkrets for brenneren, og enten direkte eller gjennom kjeletermostaten som befinner seg i sin nedre koplingsstilling, eller når kjeletermostaten befinner seg i sin øvre koplingsstilling, gjennom reguleringstermostaten som befinner seg i sin nedre koplingsstilling og det av temperaturregulatoren energiserte relé, eller utenom reguleringstermostaten gjennom endebryteren, treveisblandeventilen og det energiserte relé, er slutttet styreinnretningens inngang. Programkopleren muliggjør en overordentlig en-kel betjening av den elektriske styreinnretning, slik at fare for feilkopling i høy grad unngås. Den for kjeledrift med et fast brennstoff anordnede, særskilte koplingsstilling av programkopleren omfatter'såvel vinter- som sommerdrift med denne fyringsart, slik at innstilling av en ytterligere koplingsfunksjon som er underordnet programkopleren faller bort.

Den ovenfor nevnte temperatur-regulator kan f. eks. være en romtermostat. Denne kop-lingsanordning sikrer en helautomatisk drift av varmekjelen for alle fyringsarter ved minst mulig oppbud av elektriske kopling- og regulerings-elementer. Varmekjelen kan dessuten naturligvis dertil også være forsynt med en reduksjons-kopling for dag- og/eller nattdrift, idet de hertil nødvendige brytere kan være utformet på lig-nende måte som programkopleren i styrings-innretningen.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser et forenklet koplingsskjerna for en elektrisk styreinnretning ifølge oppfinnelsen.

Strømtilførselen til styre- og regjerings-organene i styreinnretningen skjer over en ho-vedbryter 1. For forvalg av den ønskede drifts-tilstand av varmekjelen er anordnet en pro-gramkopier 2 som ialt består av seks mekanisk med hverandre koplede vendere 2a—f. Programkopleren 2 har fem stillinger, nemlig stilling I i hvilken oppvarmningen er koplet ut, en stilling II for fyring med fast brennstoff, en stilling III for sommerdrift, en stilling IV for vinterdrift, idet stillingene III og IV er forbeholdt brennerfyring, og en stilling V i hvilken styreinnretningens automatikk er satt ut av drift.

Venderne 2a og 2b er. direkte forbundet med hovedbryteren 1. Venderen 2a slutter i stilling II strømkretsen for trekkregulatoren 3, idet en trekkregulering bare forekommer ved fyring med fast brennstoff.

Venderen 2b slutter i stilling II, IV og V strømkretsen for kontaktoren 4 for sirkula-sjonspumpens 6 motor 5. I stillingen III (sommerdrift) er derimot sir kulas jonspumpen 6 koplet ut, fordi varmekjelen i denne stilling bare tjener til varmtvannberedning.

Den på tegningen ikke viste, med kjelevannet i varmeutveksling stående vannkoker overvåkes av en kokertermostat 7. Kokertermostaten 7 er innstilt på en midlere varmtvannstempera-tur, f. eks. 55° C. Kokertermostaten 7 er utformet som vender og har to kontakter 7' og 7". Kontakten 7' er for temperaturområdet under 55° C og kontakten 7" er for temperaturområdet over 55° C. Kontakten 7" er forbundet med venderen 2c som ligger i serie med temperatur-regulatoren 8, f. eks. en romtermostat. Tempera-turegulatoren 8 er bare i drift i stillingene II og IV, og er koplet ut i stilling III (sommerdrift) fordi dette tilfelle finner der ikke sted romoppvarmning, men bare varmtvannsberedning.

Temperatur-regulatorens 8 bryter 8' sluttes ved underskridelse av en forhåndsinnstilt temperatur, f. eks. 20° C. Ved hjelp av bryteren 8' blir en i kjeleløpet anordnet treveisblandeventil 9 og et relé 10 koplet parallelt med temperatur-regulatoren 8 og dermed trukket inn i strøm-kretsen for venderen 2c og kokertermostaten 7.

Treveisblandeventilen 9 er utformet som en elektrotermisk ventil som åpner progressivt kjeleløpet ved elektrisk oppvarmning. Ventilen 9 er forsynt med en endebryter 9' som sluttes ved full ventilåpning. Likeledes er bryteren 10' på reléet 10 sluttet når endebryteren 9' er koplet inn. Virkemåten av bryterne 9' og 10' skal forklares nærmere nedenfor.

Kjelevanntemperaturen overvåkes av en re-guleringstermostat 11. Denne er likesom kokertermostaten 7 forbundet direkte med strømtil-ledningen og likeledes utformet som en vender med to kontakter 11' og 11". Tmperaturområdet under innstillingsverdien av reguleringstermostaten 11 er tilforordnet kontakten 11' og er til-sluttet en forbindelsesledning 12 mellom endebryteren 9' og reléets bryter 10'. Den andre kontakt 11" er tilforordnet temperaturområdet over innstillingsverdien av reguleringstermostaten 11 og står i forbindelse med programkoplerens vender 2d. Venderen 2d er forbundet i serie med treveis-blandeventilen 9. Denne strømkrets er imidlertid bare sluttet i stillingen II.

Venderen 2e er bare sluttet i stillingen V og shunter derved bryteren 13' i reléet 13 hvis ener-giseringsspole er koplet i serie med den etter-følgende vender 2f i programkopleren 2 i stillingene III, IV og V. Venderen 2f står på den ene side i forbindelse med kontakten 7' på kokertermostaten 7 og på den annen side ved sluttet bryter 10' over kontakten 11' på reguleringstermostaten 11 i forbindelse, med strømkilden. En direkte strømtilførsel til vederen 2f kan skje over forbindelsesledningen 12 hvis de to brytere 9' og

10' er sluttet. I dette tilfelle shunter bryteren 9' reguleringstermostaten 11.

Av sikkerhetsgrunner er det på varmekjelen dessuten anordnet en sikkerhetstermostat 14 som er innstillet på en høyere temperatur enn reguleringstermostaten 11, f. eks. 90° C. Sikkerhetstermostaten 14 er bare i funksjon ved fyring med brenner, og samarbeider derfor med et olje-fyringsrelé 15 som betjener kontaktoren 16 for oljebrenneren 17 og eventuelt et ytterligere ele-ment i brennerstyringen, f. eks. tenninnretnin-gen og en luftavstengningsklaff. Bryteren 13' i reléet 13 ligger i styrestrømkretsen for sikkerhetstermostaten 14, slik at innkoplingen av sikkerhetstermostaten 14 skjer ved hjelp av venderen 2f. Den andre strømtilførsel til trekkregulatoren 3, kontaktoren 4, temperatur-regulatoren 8, treveis-blandeventilen 9, reléene 10 og 13 og oljefyringsreléet 15 skjer over en felles led-ning 18.

For bedre forståelse av virkemåten av styreinnretningen ifølge oppfinnelsen skal i det føl-gende forklares nærmere de enkelte faser for programkoplerens 2 stilling II (fast brennstoff). Ved drift med fast brennstoff befinner de enkelte vendere 2a—2f seg i den stilling som er vist med strekede linjer på tegningen.

Driftsberedskapen tilveiebringes ved slut-ning av hovedbryteren 1. Kjelen varmes nå opp fra kald tilstand. Trekkregulatoren 3 og kontaktoren 4 for sirkulasjonspumpen 6 er ved hjelp av

venderene 2a og 2b koblet til strømkilden og blir i drift under hele opphetningen. Varmekjelen er

fylt med fast brennstoff og antent. Kjelevannet

oppvarmes og det med kjelevannet i varmeutveksling stående kokervann når reaksjonstemperaturen for kokertermostaten 7, f. eks. 55° C. Kokertermostaten 7 kopler om fra stillingen 7' til stillingen 7". Derved blir over venderen 2c temperaturregulatoren 8, f. eks. en romtermostat, påtrykt spenning. Så lenge romtemperaturen er under den innstilte verdi på temperatur-regulatoren 8, er bryteren 8' sluttet, slik at også treveis-blandeventilen 9 og reléet 10 påtrykkes

spenning. Gjennom treveis-blandeventilen 9 som

åpner seg, når det varme kjelevann sentralvarmeanlegget. Samtidig betjener også reléet 10 sin kontakt 10' slik at denne sluttes. Denne kop-ligsoperasjon har til å begynne med ingen virkning.

Ved sirkulasjon av det varme vann i sen tral - varmeanlegget økes romtemperaturen til den innstilte verdi. Temperatur-regulatoren 8 bryter bryteren 8' og bryter derved strømtilførselen

til treveis-blandeventilen 9 og reléet 10. Med økende avkjøling av den elektriske oppvarmning

av treveis blandeventilen 9 stenger denne langsomt igjen kjeleløpet. Sirkulasjonen i sentralvarmeanlegget opphører derved igjen. Samtidig blir også bryteren 10' på reléet 10 åpnet igjen.

Da opphetningen bare kommer selve vannet i varmekjelen til gode, økes kjelevannstemperaturen raskt og når f. eks. ved 75° reguleringster-mostatens 11 reaksjonstemperatur. Denne brin-ges derfor fra stilling 11' til stilling 11". Derved vil treveis-blandeventilen 9 over venderen 2d igjen påtrykkes spenning og åpnes. Derved be-gynner sirkulasjonen i sentralvarmeanlegget igjen, og dette hindrer med sikkerhet en videre økning av kjelevannstemperaturen og dermed overkoking. Reléet 10 som da også påtrykkes spenning slutter sin kontakt igjen.

Når den overskytende varme er avgitt til sentralvarmeanlegget og kjeletemperaturen er sunket til termostatens 11 reaksjonsverdi, vender termostaten 11 igjen tilbake fra stillingen 11"

til stillingen 11'. Ventilen 9 og reléet 10 blir igjen strømløse. Med den suksessive stengning av kje-leløpet ved hjelp av ventilen 9, avbrytes igjen sirkulasjonen i sentralvarmeanlegget.

I mange tilfeller anvendes varmekjelen i første rekke for varmtvannsberedning. Hvis det ved samtidig romoppvarmning i løpet av kort tid tas ut en større mengde varmt vann, faller kokertemperaturen sterkt. Ved underskridelse av reaksjonstemperaturen på 55° C koples kokertermostaten 7 tilbake til kontakten 7'. Ventilen 9 og reléet 10 blir da strømløse. Ved stengning av ventilen 9 blir sentralvarmeanlegget igjen koplet fra. Hele den ved fyringen utviklede var-

me kommer således via kjelevannet kokervan-

net tilgode, slik at dette oppvarmes raskt. Kokertermostaten 7 kopler derfor snart igjen om til stillingen 7". Temperatur-regulatoren 8 får der-

for igjen spenning, og da romtemperaturen igjen er sunket til under den innstilte verdi, slutter temperatur-regulatoren 8 bryteren 8', og påtryk-

ke igjen ventilen 9 og reléet 10 spenning. Derved vil sentralvarmeanlegget igjen tilføres varme.

Da normalt et sterkt varmtvannsbehov bare strekker seg over forholdsvis korte tidsavsnitt, synker under gjenoppvarmningen av kokevan-

net temperaturen i de sentraloppvarmede rom bare lite slike at det i praksis ikke spiller noen rolle.

For forklaring av virkemåten av en med en endebryter 9' utrustet ventil 9 skal man gå ut fra programkoplerens 2 stilling IV. Det forutset-

tes her ekstremt lave utetemperaturer. Temperaturen av kokervannet og kjelevannet ligger over reaksjonstemperaturen for de tilhørende termostater. Ventilen 9 er allerede % åpen og brenneren 17 er koplet ut. Ved varmeavgivning til sentralvarmeanlegget synker kjeletemperaturen under 75° C. Reguleringstermostaten 11 kopler fra stillingen 11" om til stillingen 11'. Derved får reléet 13 over bryteren 10' og vende-

ren 2f spenning og slutter kontakten 13'. Olje-fyringskretsløpet blir derved sluttet og oljebrenneren 17 satt i drift. Da temperaturen i de sentraloppvarmede rom som følge av ekstrem lav utetemperatur ennu befinner seg under den innstilte temperatur på temperatur-regulatoren 8, forblir bryteren 8' sluttet og ventilen 9 og reléet 10 får fortsatt spenning. Ventilen 9 åpner derfor kjeleløpet med fullt tverrsnitt. I denne innstilling av ventilen 9 blir endebryteren 9' sluttet. Derved shuntes reguleringstermostaten 11 og kjeletemperaturen stiger som følge av opp-varmingen fra oljebrenneren opp over regule-ringstermostatens 11 reaksjonstemperatur, som igjen vender tilbake til stillingen 11'. Dette har imidlertid ingen virkning, fordi reléet 11 i olje-fyringkretsen over endebryteren 9', bryteren 10'

og venderen 2f fremdeles får spenning.

Kjelevannstemperaturen stiger derfor videre

til sikkerhetstermostatens reaksj onstemperatur,

f. eks. 90° C. Når denne temperatur er nådd kop-

ler sikkerhetstermostaten 14 ut oljefyringsstyrekretsen og dermed oljebrenneren 17. Da temperatur-regulatoren 8 fremdeles forlanger rom-oppvarming, forblir ventilen 9 helt åpnet og hele kjelen frembringer varme til romoppvar-mingen. Når kjeletemperaturen igjen synker un-

der den innstilte verdi av sikkerhetstermostaten 14, slutter denne igjen oljefyringsstyrekretsen slik at oljebrenneren 17 settes i drift. Ved den intense oppvarming av rommene vil sluttelig også temperatur-regulatoren 8 nå sin reaksjonstemperatur. Bryteren 8' brytes og ventilen 9

og reléet 10 blir strømløse. Ventilen 9 stenges bare langsomt. Ved begynnelsen av ventilsteng-ningen brytes til å begynne med endebryteren 9'. Da reléet 10 er spenningsløst er også bryteren 10' brutt, slik at også reléet 13 i oljefyringsstyrekretsen blir strømløst, og bryteren 13' brytes. Dermed blir sluttelig oljebrenneren 17 igjen kop-

let ut.

Claims (3)

1. Elektrisk styreinnretning for varmekjele

med en for flytende eller gassformet brennstoff beregnet brenner som styres ved hjelp av en kjelereguleringstermostat som samarbeider med en kjelesikkerhetstermostat, samt med en fyringsinnretning for fast brennstoff med en av kjelevannet opphetbar varmtvannskoker med en kokertermostat, og med en i kjeleløpet til sentralvarmeanlegget anordnet, elektrisk betjent sperreventil som ved overskridelse av en temperatur som er innstillet på en temperaturregula-tor, f. eks. en romtermostat, sperrer kjeleløpet, karakterisert ved at reguleringstermostaten (11) er utformet som vender, for ved underskridelse av en forhåndsinnstillet kj elevanntemperatur ved brennerfyring på i og for seg kjent måte å sette brenneren (17) i drift, og ved overskridelse av en innstilt kj elevanntemperatur ved fyring med fast brennstoff, å betjene sperreventilen (9) for åpning over en ved fyring med fast brennstoff sluttet bryter (2d) og etter avkjøling av kjelevannet til den innstilte kj elevanntemperatur, lukke ventilen igjen.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at sperreventilen (9) er utformet som en treveisblandeventil som åpnes progressivt ved hjelp av en elektrisk oppvarmingsinnretning, og er forsynt med en bryter (9') som sluttes ved full ventilåpning og ved brennerfyring setter reguleringstermostaten ut av virksomhet og kopler inn styringen av brenneren (17) ved hjelp av sikkerhetstermostaten (14).

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at omkoplingen av innretningen til kjelens forskjellige driftsarter skjer ved hjelp av en programbryter (2) som består av mekanisk med hverandre koplede enkeltbrytere (2a—2f), av hvilke den ene (2a) ved fyring med fast brennstoff, slutter en strømkrets gjennom en trekkregulator (3), den andre (2b) ved fyring med fast brennstoff og brenner i vinterdrift, slutter en strømkrets gjennom en sirkulasjons pumpe (6), den tredje (2c) ved fyring med fast brennstoff og brenner i vinterdrift, slutter en strømkrets gjennom den som vender utformede kjeletermostat (7) som befinner seg i sin øvre koplingsstilling (7"), samt gjennom temperatur-regulatoren (8) som på sin side ved underskridelse av den innstilte temperatur energiserer treveisblandeventilen (9) og et relé (10), den fjerde (2d) ved fyring med fast brennstoff, gjen-om reguleringstermostaten (11) som befinner seg i sin øvre koplingsstilling (11") slutter direkte en strømkrets gjennom treveisblandeventilen (9), og den femte (2f) ved brennerdrift sommer og vinter, er koplet inn foran et relé (13) som på sin side i energisert tilstand ved hjelp av en koplingskontakt (13') slutter den gjennom sik kerhetstermostaten (14) dannede styrestrøm-krets for brenneren (17), og enten direkte eller gjennom kjeletermostaten (7) som befinner seg i sin nedre koplingsstilling (7'), eller når kjeletermostaten befinner seg i sin øvre koplingsstilling (7"), gjennom reguleringstermostaten (11) som befinner seg i sin nedre koplingsstilling (11') og det av temperaturregulatoren (8) energiserte relé (10, 10'), eller utenom reguleringstermostaten (11), gjennom endebryteren (9'), treveisblandeventilen (9) og det energiserte relé (10, 10'), er sluttet styreinnretningens inngang.