PL230496B1

PL230496B1 - Monitoring and operation system for automatic solid fuel fired boiler

Info

Publication number: PL230496B1
Application number: PL417264A
Authority: PL
Inventors: Paweł Kostrzewa; Pawel Kostrzewa
Original assignee: Przed Produkcyjno Handlowe Kostrzewa Spolka Jawna; Przedsiebiorstwo Produkcyjno Handlowe Kostrzewa Spólka Jawna
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2018-11-30
Also published as: PL417264A1

Abstract

Układ do nadzoru i obsługi automatycznego kotła na paliwa stałe, gdzie kocioł grzewczy wyposażony w zbiornik paliwa, podajnik paliwa, palnik, komorę popielnika, oraz drzwi popielnika charakteryzuje się tym, że zbiornik (1) paliwa ma zamontowany czujnik (6) poziomu paliwa, a do drzwi (5) popielnika przymocowany jest czujnik (7) otwarcia drzwi popielnika. Czujnik (6) poziomu paliwa i czujnik (7) otwarcia drzwi popielnika połączone są z układem (8) regulacji, w skład którego wchodzi blok (9) sterowania posiadający sprzężenie zwrotne z licznikiem (10) ilości podanego paliwa, który połączony jest z podajnikiem (2) paliwa.A system for monitoring and operating an automatic solid fuel boiler, where the heating boiler is equipped with a fuel tank, fuel feeder, burner, ash chamber and ash pan door, characterized by the fact that the fuel tank (1) has a fuel level sensor (6) installed, and The ash pan door opening sensor (7) is attached to the ash pan door (5). The fuel level sensor (6) and the ash pan door opening sensor (7) are connected to the regulation system (8), which includes a control block (9) with feedback from the counter (10) for the amount of fuel supplied, which is connected to the feeder ( 2) fuel.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ do nadzoru i obsługi automatycznego kotła na paliwa stałe, mający zastosowanie do instalacji centralnego ogrzewania małych i średnich obiektów budowlanych.The subject of the invention is a system for the supervision and operation of an automatic solid fuel boiler, applicable to central heating installations of small and medium-sized buildings.

Znane są rozwiązania systemów do wspomagania obsługi kotła takie jak automatyczne odpopielanie komory popielnika. Systemy tego typu zbudowane są przeważnie z podajnika ślimakowego umieszczonego wewnątrz komory popielnika. Ślimak w trakcie operacji czyszczenia transportuje popiół na zewnątrz kotła, do zewnętrznego zbiornika na popiół gdzie użytkownik może w wygodny sposób kontrolować stan napełnienia pojemników bez zaglądania do wnętrza wymiennika i w razie potrzeby opróżnić popielnik.There are well-known solutions of systems to support the boiler operation, such as automatic ash removal from the ash chamber. Systems of this type are usually made of a worm conveyor located inside the ash pan chamber. During the cleaning operation, the auger transports the ash outside the boiler, to the external ash container, where the user can conveniently control the filling level of the containers without looking inside the exchanger and, if necessary, empty the ash pan.

Wadą takich konstrukcji jest wysoka cena wynikająca z konieczności stosowania wysokiej jakości materiałów z powodu środowiska w jakim pracują, oraz zwiększona awaryjność ze względu na zastosowanie w ich konstrukcji węzłów mechanicznych.The disadvantage of such structures is the high price resulting from the need to use high-quality materials due to the environment in which they operate, and the increased failure rate due to the use of mechanical nodes in their construction.

Znane są również rozwiązania do kontroli stanu napełnienia zbiornika stosowane w kotłach grzewczych działające na zasadzie wykrywania maksymalnego i minimalnego poziomu paliwa przez dwa czujniki pojemnościowe, które są odpowiednio rozmieszczone na ścianie zbiornika.There are also known solutions for checking the filling level of the tank used in heating boilers based on the principle of detecting the maximum and minimum fuel level by two capacitive sensors, which are appropriately arranged on the wall of the tank.

Kiedy poziom paliwa spadnie do poziomu minimalnego określonego przez położenie dolnego czujnika, urządzenie załącza zewnętrzny podajnik, który uzupełnia paliwo do osiągnięcia stanu maksymalnego określonego przez górny czujnik.When the fuel level drops to the minimum level determined by the position of the lower sensor, the device activates the external feeder, which refills the fuel until the maximum level determined by the upper sensor is reached.

Według wynalazku układ do nadzoru i obsługi automatycznego kotła na paliwa stałe gdzie kocioł grzewczy wyposażony jest w zbiornik paliwa, podajnik paliwa, palnik, komorę popielnika, oraz drzwi popielnika charakteryzuje się tym, że zbiornik paliwa ma zamontowany czujnik poziomu paliwa, a do drzwi popielnika przymocowany jest czujnik otwarcia drzwi popielnika. Czujnik poziomu paliwa i czujnik otwarcia drzwi popielnika połączone są z układem regulacji, w skład którego wchodzi blok sterowania posiadający sprzężenie zwrotne z licznikiem ilości podanego paliwa, który połączony jest z podajnikiem paliwa.According to the invention, the system for the supervision and operation of an automatic solid fuel boiler, where the heating boiler is equipped with a fuel tank, fuel feeder, burner, ash pan chamber, and ash pan door, is characterized by the fact that the fuel tank has a fuel level sensor and the ash pan door is attached to the ash pan door. there is an ash pan door opening sensor. The fuel level sensor and the ash pan door opening sensor are connected to the control system, which includes a control block with feedback with the meter of the amount of fuel delivered, which is connected to the fuel feeder.

Dzięki zastosowaniu czujnika otwarcia drzwi popielnika oraz licznika ilości podanego paliwa możliwe jest wyznaczenie momentu czyszczenia popielnika oraz poinformowanie użytkownika kotła o konieczności jego wyczyszczenia. Dzięki takiemu rozwiązaniu budowa systemu nie wymaga dużych nakładów finansowych w porównaniu z innymi rozwiązaniami tego typu oraz pozwala zmniejszyć awaryjność urządzenia wynikającego z nie stosowania dodatkowych węzłów mechanicznych.Thanks to the use of the ash pan door opening sensor and the meter of the amount of fuel supplied, it is possible to determine the moment of cleaning the ash pan and inform the boiler user about the need to clean it. Thanks to this solution, the construction of the system does not require large financial outlays compared to other solutions of this type and allows to reduce the failure rate of the device resulting from the lack of additional mechanical nodes.

Zaletą zastosowania czujnika poziomu paliwa w zbiorniku informującego o rezerwie jest między innymi możliwość wcześniejszego zaplanowania napełnienia zbiornika paliwem, oraz ograniczenie ryzyka zapowietrzenia (opróżnienia) układu zasilania z paliwa.The advantage of using a fuel level sensor in the tank informing about the reserve is, among other things, the possibility of earlier planning of filling the tank with fuel and reducing the risk of air pockets (emptying) of the fuel supply system.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat kotła grzewczego na paliwo stałe.The subject of the invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of a solid fuel heating boiler.

Układ do nadzoru i obsługi automatycznego kotła na paliwa stałe gdzie kocioł grzewczy wyposażony jest w zbiornik 1 paliwa, podajnik 2 paliwa, palnik 3, komorę popielnika 4, oraz drzwi 5 popielnika charakteryzuje się tym, że zbiornik 1 paliwa ma zamontowany czujnik 6 poziomu paliwa, a do drzwi 5 popielnika przymocowany jest czujnik 7 otwarcia drzwi popielnika. Czujnik 6 poziomu paliwa i czujnik 7 otwarcia drzwi popielnika połączone są z układem 8 regulacji, w skład którego wchodzi blok 9 sterowania posiadający sprzężenie zwrotne z licznikiem 10 ilości podanego paliwa. Licznik 10 ilości podanego paliwa połączony jest z podajnikiem 2 paliwa.The system for supervision and operation of an automatic solid fuel boiler, where the heating boiler is equipped with fuel tank 1, fuel feeder 2, burner 3, ash pan chamber 4, and ash pan door 5 is characterized by the fact that the fuel tank 1 has a fuel level sensor 6 installed, and to the ash pan door 5 the sensor 7 for opening the ash pan door is attached. The fuel level sensor 6 and the ash pan door opening sensor 7 are connected to the control system 8, which includes a control unit 9 having a feedback with the meter 10 of the amount of fuel supplied. Meter 10 of the amount of supplied fuel is connected to the fuel feeder 2.

Moc kotła regulowana jest według aktualnego zapotrzebowania na energię cieplną poprzez regulację ilości spalanego paliwa w określonym czasie. Ilość spalanego, a tym samym podawanego paliwa w określonym czasie regulowana jest za pomocą podajnika 2 paliwa o stałej i znanej wydajności, którego pracą zarządza blok 9 sterowania, za pośrednictwem licznika 10 ilości podanego paliwa.The boiler power is regulated according to the current demand for thermal energy by adjusting the amount of fuel burned at a specific time. The amount of fuel burned, and hence supplied, in a given time is regulated by the fuel feeder 2 with a constant and known capacity, the operation of which is managed by the control unit 9, by means of the fuel quantity meter 10.

Dzięki stałej, znanej wydajności podajnika 2 paliwa obliczamy ilości podanego paliwa poprzez pomiar czasu jego pracy. Czas podawania jest rejestrowany oraz przeliczany na ilość pa liwa wyrażoną w kilogramach, przez licznik 10 ilości podanego paliwa a następie jego wartość zwracana jest do bloku 9 sterowania.Due to the constant, known efficiency of the fuel feeder 2, we calculate the amount of fuel supplied by measuring the time of its operation. The feeding time is recorded and converted into a quantity of fuel expressed in kilograms by the fuel quantity meter 10 and then its value is returned to the control block 9.

Znając średnią zawartość popiołu w paliwie, na podstawie normy dot. jakości paliw typu pelet, istnieje możliwość wyznaczenia ilości wytworzonego popiołu poprzez pomiar ilości spalonego paliwa. Po zliczeniu zadanej ilości paliwa przez licznik 10 ilości podanego paliwa, uwzględniając rezerwę popielnikaKnowing the average ash content in the fuel, on the basis of the pellet fuel quality standard, it is possible to determine the amount of produced ash by measuring the amount of fuel burned. After counting the preset amount of fuel by the meter 10 of the amount of fuel delivered, taking into account the ash pan reserve

PL 230 496 B1 układ 8 regulacji informuje użytkownika kotła o konieczności wyczyszczenia komory popielnika 4. Maksymalna ilość wytworzonego popiołu oraz rezerwa popielnika uzależniona jest od wielkości komory popielnika konkretnego kotła.The regulation system 8 informs the user of the boiler about the need to clean the ash chamber 4. The maximum amount of ash produced and the ash container reserve depends on the size of the ash chamber chamber of a particular boiler.

W celu kontroli stanu napełnienia komory popielnika 4, na drzwiach 5 popielnika zamontowany jest czujnik 7 otwarcia drzwi popielnika informujący blok 9 sterowania o otwarciu drzwi 5 popielnika. W przypadku wykrycia przez blok 9 sterowania otwarcia drzwi 5 popielnika, układ regulacji 8 „poprosi” użytkownika o potwierdzenie, że komora popielnika została opróżniona. W przypadku potwierdzenia przez użytkownika przeprowadzenia czyszczenia komory popielnika 4, licznik 10 ilości podanego paliwa zostaje wyzerowany.In order to control the filling level of the ash pan chamber 4, a sensor 7 for opening the ash pan door is installed on the ash pan door 5, which informs the control unit 9 that the ash pan door 5 is open. In the event that the control unit 9 detects that the ash pan door 5 is open, the control system 8 "asks" the user to confirm that the ash pan chamber has been emptied. If the user confirms that cleaning of the ash chamber 4 has been carried out, the counter 10 of the amount of fuel supplied is reset.

Kocioł grzewczy wyposażony jest w czujnik 6 poziomu paliwa informujący blok 9 sterowania o niskim poziomie paliwa w zbiorniku 1 paliwa. Miejsce montażu czujnika 6 poziomu paliwa na ścianie zbiornika 1 paliwa jest ściśle powiązane z jego pojemnością. Czujnik 6 poziomu paliwa po wykryciu niskiego poziomu paliwa przesyła informację do bloku 9 sterowania.The heating boiler is equipped with a fuel level sensor 6 which informs the control unit 9 that the fuel level in the fuel tank 1 is low. The location of the fuel level sensor 6 on the wall of the fuel tank 1 is closely related to its capacity. The fuel level sensor 6 transmits information to the control unit 9 upon detecting a low fuel level.

Moment wyświetlenia informacji o pracy w trybie rezerwy jest parametrem regulowalnym przez użytkownika w zakresie od poziomu zamontowania czujnika do minimalnego poziomu określonego fabrycznie dla konkretnego zbiornika.The moment of displaying information about the operation in reserve mode is a user-adjustable parameter in the range from the level of sensor installation to the minimum level specified by the manufacturer for a specific tank.

Ilość przesypanego paliwa od momentu zadziałania czujnika 6 poziomu paliwa, odmierzana jest przez licznik 10 ilości podanego paliwa i po uwzględnieniu wcześniej ustawionej rezerwy układ 8 regulacji informuje użytkownika o konieczności napełnienia zbiornika 1 paliwa.The amount of spilled fuel from the moment of activation of the fuel level sensor 6 is measured by the meter 10 of the amount of the delivered fuel and, taking into account the previously set reserve, the regulation system 8 informs the user about the need to fill the fuel tank 1.

Poziom minimalnej rezerwy określony jest w zależności od pojemności zbiornika w celu zabezpieczenia układu zasilania przed całkowitym opróżnieniem z paliwa, a tym samym jego zapowietrzeniem. W przypadku odmierzenia przez licznik 10 ilości podanego paliwa dawki paliwa określonej przez minimalną rezerwę, praca kotła zostaje automatycznie zatrzymana.The level of the minimum reserve is determined depending on the capacity of the tank in order to protect the supply system against complete emptying of the fuel, and thus its air entrainment. If the meter 10 measures the amount of fuel supplied with the fuel dose determined by the minimum reserve, the boiler operation is automatically stopped.

Claims

Patent claim

1. System for supervision and operation of an automatic solid fuel boiler, where the heating boiler is equipped with a fuel tank, fuel feeder, burner, ash pan chamber and ash pan door, characterized in that the fuel tank (1) has a fuel level sensor (6) installed , and the ash pan door opening sensor (7) is attached to the ash pan door (5), while the fuel level sensor (6) and the ash pan door opening sensor (7) are connected to the control system (8), which includes the block (9) ) control having a feedback with the meter (10) of the quantity of the fuel fed, which is connected to the fuel feeder (2).