RU2321046C2

RU2321046C2 - Electronic thermal protection device for electric water-heating boilers

Info

Publication number: RU2321046C2
Application number: RU2006105098/28A
Authority: RU
Inventors: Фаусто ФИОРОНИ (IT); Фаусто ФИОРОНИ; Ренато МОРЕЧИ (IT); Ренато МОРЕЧИ; Люцио ЛАТИНИ (IT); Люцио ЛАТИНИ; Роберто САМПАОЛЕЗИ (IT); Роберто САМПАОЛЕЗИ
Original assignee: Термоватт С.П.А.; Мерлони Термосанитари С.П.А.
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2008-03-27
Also published as: EP1652017A1; CN100492242C; ATE498863T1; EP1652017B1; DE602004031430D1; PT1652017E; WO2005013028A1; ITAN20030039A1; PL1652017T3; CN1864113A; RU2006105098A; ES2361258T3

Abstract

FIELD: tool-making industry, possible use for controlling heat and thermal protection in electric water-heating boilers.

SUBSTANCE: to achieve the effect, heat is regulated and power is provided to electric resistances. In case of abnormal conditions of operation, thermal protection is realized. The electronic device receives information from one or more temperature sensors, performs disclosed heat regulating and thermal protection procedures and decides whether to continue the heat regulation process or to activate the thermal protection procedure. Logical circuit of hardware performs function of safety system, which controls correctness of operations. Device allows the user to manually return heat regulation procedure to initial stage, if the anomaly exists no more, within limits of maximal number of attempts to return to initial stage.

EFFECT: expanded functional capabilities.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для регулирования и контроля безопасности электрических водогрейных котлов. Электрические водогрейные котлы имеют два устройства, которые контролируют температуру воды, содержащуюся в резервуаре.The invention relates to devices for regulating and controlling the safety of electric boilers. Electric boilers have two devices that control the temperature of the water contained in the tank.

Одно из этих устройств представляет собой регулирующий термостат (далее называемый также терморегулятором). Его задача заключается в том, чтобы регулировать температуру воды путем поддержания температуры водогрейного котла на уровне величины t.r., устанавливаемой или производителем и/или пользователем; конечно, любой диапазон регулирования, который считается приемлемым для пользователя, предотвращает от возможного достижения опасных температур.One of these devices is a control thermostat (hereinafter also referred to as a thermostat). Its task is to regulate the temperature of the water by maintaining the temperature of the boiler at the level of t.r., set either by the manufacturer and / or user; Of course, any control range that is considered acceptable to the user prevents from the possible achievement of hazardous temperatures.

Другое устройство представляет собой термостат для тепловой защиты (далее называемый устройством тепловой защиты). Его задача заключается в том, чтобы обеспечить тепловую защиту путем отключения электроснабжения, предназначенного для электрических сопротивлений, если контролируемая температура достигает промежуточного значения отключения t.i., изменяющегося между значениями температуры, которых можно достигнуть в процессе нормальной работы, и максимальным значением t.s., предусмотренным Правилами безопасности. В основном, это может произойти только тогда, когда вышел из строя регулирующий термостат; например, если оказалась неправильной настройка или если расплавились его электрические контакты, и они не могут больше размыкаться. Однако возможно также, что аномальная ситуация, как, например, отсутствие воды в резервуаре, может привести к неожиданному увеличению температуры, что приводит в действие устройство тепловой защиты, даже если регулирующий термостат находится в полном порядке.Another device is a thermostat for thermal protection (hereinafter referred to as thermal protection device). Its task is to provide thermal protection by turning off the power supply intended for electrical resistances if the controlled temperature reaches an intermediate shutdown value t.i. that varies between the temperature values that can be achieved during normal operation and the maximum value t.s. provided by the Safety Rules. Basically, this can only happen when the control thermostat fails; for example, if the setting turned out to be incorrect or if its electrical contacts melted, and they can no longer open. However, it is also possible that an abnormal situation, such as lack of water in the tank, can lead to an unexpected increase in temperature, which activates the thermal protection device, even if the control thermostat is in perfect order.

Точность регулирующего термостата является чрезвычайно важной, не столько в отношении удобства, а с целью ограничения потребления энергии; в условиях одной и той же средней температуры в водогрейном котле в течение заданного периода, чем более резкими являются изменения фактической температуры из-за неправильного контроля, тем больше потери тепла, как доказано экспериментально. С этой точки зрения является несомненным, что наиболее точными электромеханическими термостатами являются те из них, которые используют шарообразный датчик, за которыми следуют те, которые используют стержневой датчик и затем те, датчик которых изготавливают из бистабильной биметаллической фольги. Электронные термостаты являются наилучшими, когда в них обычно используют NTC (резистор с отрицательным температурным коэффициентом) в качестве датчика, которые не только обеспечивают точное регулирование, которого иначе невозможно достигнуть с помощью электромеханических термостатов, но они также предлагают множество других преимуществ, таких как легкость их контролирования микропроцессором, с помощью которого можно программировать время работы и рабочие температуры, а также другие функции. В то время, как электромеханические термостаты отключают энергоснабжение, предназначенное для электрических сопротивлений путем физического размыкания электрического контакта, электронные термостаты функционируют путем прекращения прохождения электрического тока с помощью полупроводникового устройства TRIAC (симметричного триодного тиристора), которое, в свою очередь, можно устанавливать непосредственно последовательно вдоль цепи электрических сопротивлений, если требуемая сила тока является достаточно низкой, или путем приведения в действие команды на прерывание контактов реле, что, в свою очередь, разъединяет цепь сопротивлений. Тем не менее, правила безопасности не требуют, чтобы регулирующий термостат физически разъединял фазы электрической цепи.The accuracy of the control thermostat is extremely important, not so much in terms of convenience, but in order to limit energy consumption; under the same average temperature in the boiler for a given period, the more drastic are the changes in the actual temperature due to improper control, the greater the heat loss, as experimentally proved. From this point of view, it is undoubted that the most accurate electromechanical thermostats are those that use a spherical sensor, followed by those that use a rod sensor and then those whose sensor is made of bistable bimetal foil. Electronic thermostats are best when they typically use NTC (negative temperature coefficient resistors) as sensors that not only provide precise control that cannot otherwise be achieved with electromechanical thermostats, but they also offer many other benefits, such as their ease of use. microprocessor control, with which you can program the operating time and operating temperature, as well as other functions. While electromechanical thermostats cut off the power supply intended for electrical resistances by physically opening the electrical contact, the electronic thermostats function by stopping the passage of electric current using a TRIAC semiconductor device (symmetric triode thyristor), which, in turn, can be installed directly in series along electrical resistance circuits, if the required current is sufficiently low, or by I command the action of the interrupt relay, which, in turn, releases the resistance circuit. However, safety rules do not require the control thermostat to physically disconnect the phases of the electrical circuit.

Биполярное физическое разъединение обоих концов электрической цепи сопротивлений направляется термостатом для тепловой защиты; с другой стороны, никакой особой степени точности не требуется для температуры активирования, так как величины допуска менее чувствительных датчиков аналогичны величинам допуска датчиков с бистабильной биметаллической фольгой, которые способны активироваться при температурах отключения t.i., намного более высоких, чем температура согласно предписанию t.r., но вместе с тем значительно более низких, чем максимальные допустимые температуры t.s. До настоящего времени термостат для тепловой защиты в водогрейных котлах всегда был электромеханического типа с предельно простым механизмом; в основном он представляет собой тип устройства, содержащего хорошо известные бистабильные биметаллические диски в качестве устройства датчик/активатор. Когда достигают установленной температуры, термостат для тепловой защиты необратимо размыкает две (или три) фазы энергоснабжения; возврат контактов в исходное положение возможен в большинстве моделей для возобновления работы водогрейного котла, когда температура перегрева не является результатом нарушений нормальной работы, оказывающих влияние на регулирующий термостат, но устройство для возврата в исходное положение должно быть доступно лишь для техника по обслуживанию, тем самым создавая неудобство в том, что возврат в исходное положение водогрейного котла требует всегда вмешательства отдела по техническому обслуживанию, даже если факт блокирования был абсолютно случайным.The bipolar physical disconnection of both ends of the electrical resistance circuit is guided by a thermostat for thermal protection; on the other hand, no particular degree of accuracy is required for the activation temperature, since the tolerance values of less sensitive sensors are similar to the tolerance values of sensors with bistable bimetal foil, which are able to activate at shut-off temperatures ti, much higher than the temperature according to the prescription tr, but together so much lower than the maximum permissible temperatures ts Until now, the thermostat for thermal protection in boilers has always been an electromechanical type with an extremely simple mechanism; it is basically a type of device containing well-known bistable bimetallic disks as a sensor / activator device. When the set temperature is reached, the thermostat for thermal protection irreversibly opens two (or three) phases of power supply; resetting contacts is possible in most models to resume operation of the boiler when the superheat temperature is not the result of malfunctions that affect the control thermostat, but the reset device should only be accessible to the service technician, thereby creating the inconvenience is that the return to the initial position of the boiler always requires the intervention of the maintenance department, even if the fact of blocking was completely loudly random.

Ради компактности и простоты сборки термостат для электромеханического регулирования и термостат для тепловой защиты помещают часто в один и тот же корпус; но это не означает, что они не являются двумя независимыми устройствами, каждое из которых имеет свой собственный датчик, свой собственный механизм для размыкания электрических контактов и, наконец, свои собственные электрические контакты. В заключение, безопасность требует, чтобы каждый из двух термостатов имел свою собственную «электромеханическую логику».For the sake of compactness and ease of assembly, the thermostat for electromechanical regulation and the thermostat for thermal protection are often placed in the same housing; but this does not mean that they are not two independent devices, each of which has its own sensor, its own mechanism for opening electrical contacts and, finally, its own electrical contacts. In conclusion, safety requires that each of the two thermostats have its own “electromechanical logic”.

Что касается электронных регулирующих термостатов, их использование было ограничено вплоть до настоящего времени до уровня продуктов более высокой категории, в связи с невозможностью исключения затрат на электромеханическое устройство тепловой защиты, которое, среди прочего, обычно крайне трудно поместить в один и тот же корпус с электронным термостатом. В то время, как наиболее широко распространенный тип устройства тепловой защиты является устройством с биметаллической фольгой, его следует помещать как можно ближе к зоне, где температура должна регулироваться, т.е. к зоне, в которой рабочая температура может быть достаточно высокой, чтобы повредить электронное устройство даже в нормальных рабочих условиях.As for electronic control thermostats, their use has been limited until now to the level of products of a higher category, due to the inability to exclude the costs of an electromechanical thermal protection device, which, among other things, is usually extremely difficult to put in the same case with an electronic thermostat. While the most widespread type of thermal protection device is a device with a bimetal foil, it should be placed as close as possible to the area where the temperature should be regulated, i.e. to an area in which the operating temperature may be high enough to damage the electronic device even under normal operating conditions.

В документе NL 8501754 А представлено электронное устройство для регулирования тепла и тепловой защиты водонагревателя с тепловым аккумулятором, который находится в блокированном положении не только когда заданную температуру превышают, но даже в случае, когда замечена аномальная работа температурных датчиков. Такое устройство, хотя и представляет собой определенное достижение, все же является устройством, возвращение которого в условия нормальной работы доступно лишь для обслуживающих технических работников.Document NL 8501754 A presents an electronic device for regulating the heat and thermal protection of a water heater with a heat accumulator, which is in a locked position not only when the set temperature is exceeded, but even in case of abnormal operation of temperature sensors. Such a device, although it represents a definite achievement, is still a device, the return of which to the conditions of normal operation is available only to serving technical workers.

Основная цель этого изобретения состоит в том, чтобы определить средство, с помощью которого получают единое контрольное устройство, способное функционировать, как минимум, в качестве регулирующего термостата, и устройства тепловой защиты в электрическом водогрейном котле.The main objective of this invention is to determine the means by which a single control device capable of functioning, at least as a control thermostat, and a thermal protection device in an electric water boiler are obtained.

Другая цель этого изобретения состоит в том, чтобы определить средство, с помощью которого делается возможным, чтобы указанное единое контрольное устройство использовало единую операционную логическую схему, т.е. единое устройство аппаратного обеспечения и единое устройство программного обеспечения, по крайней мере, для контроля функций регулятора тепла и устройства тепловой защиты.Another objective of this invention is to determine the means by which it is possible for said single control device to use a single operational logic, i.e. a single hardware device and a single software device, at least for monitoring the functions of the heat controller and the thermal protection device.

Другая цель этого изобретения состоит в том, чтобы дать возможность пользователю восстанавливать регулярную работу водогрейного котла, когда ее блокирует устройство тепловой защиты вследствие случайных причин, не связанных с выявленными неисправностями.Another objective of this invention is to enable the user to restore the regular operation of the boiler when it is blocked by the thermal protection device due to random reasons not associated with the identified malfunctions.

Другая цель этого изобретения состоит в том, чтобы снабжать указанное единое контрольное устройство дополнительными информационными, программирующими и контрольными функциями, которые не относятся ни к регулированию тепла, ни к тепловой защите.Another objective of this invention is to provide the specified single control device with additional information, programming and monitoring functions that are not related to heat regulation or thermal protection.

Согласно изобретению эти и другие цели достигаются с помощью контрольного устройства, включающего комбинацию подходящих электронных и электромеханических средств, которые функционируют согласно соответствующим способам.According to the invention, these and other objectives are achieved by means of a control device comprising a combination of suitable electronic and electromechanical means that operate according to appropriate methods.

Изобретение будет теперь иллюстрировано согласно ряду предпочтительных, однако неисключительных вариантов осуществления изобретения в последующем описании, а также чертежу и прилагаемой формуле изобретения, которые представляют неотъемлемую часть описания изобретения.The invention will now be illustrated in accordance with a number of preferred, but non-exclusive embodiments of the invention in the following description, as well as in the drawing and the attached claims, which are an integral part of the description of the invention.

Ниже иллюстрируется ряд предпочтительных вариантов осуществления изобретения.A number of preferred embodiments of the invention are illustrated below.

На чертеже единственной иллюстрации, прилагаемой к этому описанию, схематически иллюстрируют электронное и электромеханическое контрольное устройство R согласно изобретению.In the drawing, the only illustration accompanying this description schematically illustrates the electronic and electromechanical control device R according to the invention.

Согласно чертежу R обозначает контрольное устройство, которое, рассматриваемое в целом, обладает функциями регулятора тепла и устройства тепловой защиты; цифрой 1 обозначена электроэнергетическая цепь, снабжающая энергией, через клеммы 2.1, электрические сопротивления 2, которые нагревают воду; цифрой 3 обозначено регулирующее реле, размыкание/замыкание контактов которого контролирует подачу энергии на сопротивления 2 для того, чтобы поддерживать температуру воды на уровне температуры, установленной во время операции регулирования; цифрой 4 обозначены два реле блокировки (или, альтернативно, единое реле с двойным микропереключателем), контакты которых контрольное устройство R размыкает при условии, что оно детектирует любое функциональное нарушение нормальной работы, не совместимое с правилами безопасности; цифрой 5 показаны два возможных плавких предохранителя, которые устанавливают последовательно с указанными реле 4 и которые защищают контакты реле 4 от максимальных токов, которые могут привести к их спеканию.According to the drawing, R denotes a control device, which, as a whole, has the functions of a heat controller and a thermal protection device; the number 1 designates the electric power circuit supplying energy, through terminals 2.1, electrical resistors 2, which heat the water; 3 indicates a control relay, the opening / closing of the contacts of which controls the supply of energy to resistors 2 in order to maintain the water temperature at the level set during the regulation operation; 4 indicates two blocking relays (or, alternatively, a single relay with a double microswitch), the contacts of which the monitoring device R opens, provided that it detects any functional violation of normal operation that is not compatible with safety rules; number 5 shows two possible fuses, which are installed in series with the indicated relays 4 and which protect the contacts of relay 4 from the maximum currents that can lead to their sintering.

Контрольное устройство R включает один или два температурных датчика 6, предпочтительно типа NTC или в любом случае типа, который пригоден для передачи температурных сигналов, которые можно интерпретировать с помощью электронных устройств; из двух датчиков 6 один предназначается для контролирования установки температуры согласно предписанию t.r., а другой - для контролирования температуры отключения t.i.; однако согласующийся с требованиями соответствующих предписаний и с местами, в которых указанную температуру согласно предписанию t.r. и температуру отключения t.i. следует или можно детектировать, можно использовать единый датчик 6 как для информации, относящейся к регулированию тепла, так и для тепловой защиты; по крайней мере, второй датчик 6 может оказаться полезным для дополнительных функций, не относящихся к регулированию тепла и тепловой защите, такой как, например, и согласно известным способам, оценка средней температуры и запаса энергии в водогрейном котле, которую можно легко сделать, если известна температура воды в двух различных правильно выбранных зонах.The monitoring device R includes one or two temperature sensors 6, preferably of the NTC type or, in any case, of a type that is suitable for transmitting temperature signals that can be interpreted by electronic devices; of two sensors 6, one is used to control the temperature setting in accordance with the prescription t.r., and the other to control the shutdown temperature t.i .; however, consistent with the requirements of the relevant regulations and with the places where the indicated temperature is in accordance with t.r. and shutdown temperature t.i. should or can be detected, a single sensor 6 can be used both for information related to heat regulation and thermal protection; at least the second sensor 6 may be useful for additional functions not related to heat regulation and thermal protection, such as, for example, according to known methods, an estimate of the average temperature and energy reserve in a boiler, which can be easily done if known water temperature in two different correctly selected zones.

Контрольное устройство R включает также микропроцессор 7, оборудованный специальной программой для выполнения, как минимум, следующих задач:The control device R also includes a microprocessor 7, equipped with a special program to perform at least the following tasks:

- получение и интерпретация сигналов от датчиков 6;- receiving and interpreting signals from sensors 6;

- если не имеется никаких операционных нарушений нормальной работы, отдать команду реле 3 через командный кабель 3.1 регулировать тепловую мощность, которая будет подаваться на воду посредством сопротивлений 2 для поддержания температуры, близкой к значению установленной температуры согласно предписанию t.r.;- if there are no operational malfunctions of normal operation, give a command to relay 3 via command cable 3.1 to regulate the heat power that will be supplied to the water by means of resistors 2 to maintain a temperature close to the set temperature in accordance with the prescription t.r .;

- если имеются операционные нарушения нормальной работы, заставить разомкнуться контакты реле 4 через командный кабель 4.1, чтобы отключить обе фазы энергоснабжения сопротивлений 2.- if there are operational malfunctions of normal operation, make the contacts of relay 4 open through the command cable 4.1 to disconnect both phases of the power supply of the resistances 2.

Среди прочего, операционные нарушения, которые можно идентифицировать с помощью микропроцессора 7, включают не только детектирование температур перегрева, о которых сигнализирует датчик 6, но также неисправность указанных датчиков, являющаяся следствием перерыва в энергоснабжении или короткого замыкания, о которой сигнализируется неопределенным, нулевым или абсурдным показанием их электрического резистора, т.е. вне диапазона возможных значений для неповрежденных датчиков 6.Among other things, operational irregularities that can be identified using microprocessor 7 include not only the detection of superheat temperatures, which are indicated by sensor 6, but also the malfunction of these sensors, which is a result of a power outage or short circuit, which is signaled by an indefinite, zero or absurd by reading their electrical resistor, i.e. out of range of possible values for intact sensors 6.

Контрольное устройство R включает также схему 8 аппаратного обеспечения, функционирующую как супервизор, (которую обычно называют и которая хорошо известна как "схема безопасности" системы (system "watch-dog")); эта схема контролирует правильное функционирование микропроцессора 7 и она размыкает контакты реле 4 с помощью управляющих схем 4.2, если детектируется ненормальная работа микропроцессора 7 или других основных или вспомогательных устройств, включая контрольное устройство R. Что касается указанной схемы безопасности 8, которая функционирует согласно известным техническим приемам и способам, ее не следует упоминать далее как схему, которая может полностью осуществлять контроль за любой функцией в пределах границ, предусмотренных современным состоянием данной области техники.The monitoring device R also includes a hardware circuit 8 that functions as a supervisor (which is commonly referred to as well known as the "security circuit" of the system (system "watch-dog")); this circuit monitors the proper functioning of the microprocessor 7 and it opens the contacts of the relay 4 using control circuits 4.2 if abnormal operation of the microprocessor 7 or other main or auxiliary devices, including the control device R, is detected. As for the indicated safety circuit 8, which operates according to known techniques and methods, it should not be mentioned further as a scheme that can fully exercise control over any function within the boundaries provided by modern state of the art.

Следует помнить, что современные технологии для производства электронного оборудования, предусматривающие возможную избыточность логических схем и способов управления с помощью схем аппаратного обеспечения, которые функционируют как схемы безопасности, по крайней мере, в отношении правильного выполнения основных функций, позволяют получать предельно надежные устройства, которым можно доверять функции безопасности, как это признается и допускается соответствующими регулятивными органами.It should be remembered that modern technologies for the production of electronic equipment, providing for the possible redundancy of logic circuits and control methods using hardware circuits that function as safety circuits, at least with respect to the correct performance of the basic functions, allow you to obtain extremely reliable devices that can Trust security functions, as recognized and permitted by the relevant regulatory authorities.

Если одно из реле 4 размыкает контакты в результате выявленных нарушений нормальной работы, автоматическое замыкание с помощью контрольного устройства не может произойти немедленно после того, как нарушение устранили: лишь управляемое вручную устройство 9 для возврата в исходное положение может отдать команду для их замыкания. Однако указанную команду возврата в исходное положение система безопасности принимает лишь тогда, когда микропроцессор 7 установит, что нарушения нормальной работы, вызвавшего размыкание контактов реле 4, больше не существует. Другими словами, если, например, возникло случайное повышение температуры, команда возврата в исходное положение и последующее замыкание контактов реле 4 принимается, но лишь тогда, когда температура возвращается к нормальному уровню; напротив, если, например, нарушение заключается в необратимом повреждении датчика, возможность восстановить нормальные условия отсутствует и, следовательно, микропроцессор 7 будет продолжать отклонять команду возврата в исходное положение. Как известно, электромеханические устройства тепловой защиты также предусматривают с приспособлением для выполнения команды возврата в исходное положение для того, чтобы вернуть термостат в исходное положение, как только будет устранено нарушение нормальной работы; это приспособление включает пусковую кнопку, которая, при ее нажатии, оказывает воздействие непосредственно на электрические контакты путем их замыкания; нажатие на пусковую кнопку, однако может привести к замыканию указанных контактов, даже если нарушение все еще имеет место. По этой причине указанную пусковую кнопку помещают в месте, которое не может быть доступным для пользователя и которое защищено крышкой, которую можно открыть специальным инструментом, с тем, чтобы лишь квалифицированный техник по ремонту мог привести ее в действие. Напротив, как сказано выше, согласно этому изобретению, так как отвергается команда возврата в исходное положение и она не оказывает никакого действия, если нарушение нормальной работы все еще имеет место, пользователь может, тем не менее, получить доступ к приспособлению для выполнения команды, получая при этом преимущество, что нет нужды обращаться в отдел по техническому обслуживанию для приведения в исходное состояние водогрейного котла, когда нет какой-либо неисправности, но имеется лишь временное и устранимое нарушение нормальной работы.If one of the relays 4 opens the contacts as a result of detected abnormalities of operation, automatic closure with the control device cannot occur immediately after the violation has been eliminated: only the manually controlled device 9 can issue a command to close them to return to its original position. However, the security system accepts the specified reset command only when the microprocessor 7 determines that the disturbance in the normal operation that caused the contacts of relay 4 to open no longer exists. In other words, if, for example, an accidental increase in temperature occurs, the reset command and the subsequent closing of the contacts of relay 4 are accepted, but only when the temperature returns to normal; on the contrary, if, for example, the violation consists in irreversible damage to the sensor, there is no possibility to restore normal conditions and, therefore, the microprocessor 7 will continue to reject the reset command. As is known, electromechanical thermal protection devices are also provided with a device for executing a reset command in order to return the thermostat to its original position as soon as a malfunction is eliminated; this device includes a start button, which, when pressed, directly affects the electrical contacts by closing them; pressing the start button, however, can lead to the closure of these contacts, even if a violation still occurs. For this reason, the specified start button is placed in a place that cannot be accessed by the user and which is protected by a cover that can be opened with a special tool so that only a qualified repair technician can activate it. On the contrary, as mentioned above, according to this invention, since the reset command is rejected and it does not have any effect if a malfunction still occurs, the user can, however, access the device for executing the command, receiving the advantage is that there is no need to contact the maintenance department to restore the boiler to its initial state when there is no malfunction, but there is only a temporary and eliminated violation of normal Started.

Однако контрольное устройство R можно также конструировать таким образом, чтобы оно было способно учитывать и запоминать количество команд возврата в исходное положение, которые оно приняло, и ограничивать максимально возможное количество возвратов в исходное положение до установленной величины, после которых оно отвергает любые другие команды. Следовательно, даже временное и устранимое нарушение нормальной работы может потребовать вмешательства отдела по техническому обслуживанию, если оно возникает слишком часто, показывая этим, что существует повторяющаяся проблема, которая требует идентификации и решения.However, the control device R can also be designed in such a way that it is able to take into account and memorize the number of reset commands that it has received, and limit the maximum possible number of returns to the initial position to a set value, after which it rejects any other commands. Therefore, even a temporary and recoverable malfunction may require the intervention of the maintenance department if it occurs too often, indicating that there is a recurring problem that needs to be identified and resolved.

По этой причине также в контрольном устройстве R может присутствовать энергонезависимое запоминающее устройство 10, такое как EEPROM, т.е. запоминающее устройство, которое не удаляется, если отсутствует питание, и которое сохраняет с соответствующим кодом все детектированные аномалии и/или определенное количество принятых возвратов в исходное положение; указанное запоминающее устройство 10 может также сохранять данные, которые не относятся к регулированию тепла и тепловой защите, но которые, тем не менее, являются полезными при выполнении вышеупомянутых вспомогательных функций.For this reason, a non-volatile storage device 10, such as an EEPROM, i.e. a storage device that is not removed if there is no power, and which stores with the appropriate code all detected anomalies and / or a certain number of received returns to the starting position; said storage device 10 may also store data that is not related to heat regulation and thermal protection, but which, nevertheless, are useful in performing the aforementioned auxiliary functions.

В заключение, можно также оборудовать дисплей 11, который предоставляет пользователю информацию, касающуюся состояния водогрейного котла как в отношении функций регулирования тепла и тепловой защиты, так и в отношении дополнительных функций.In conclusion, it is also possible to equip the display 11, which provides the user with information regarding the state of the boiler both in relation to the functions of regulating heat and thermal protection, as well as in relation to additional functions.

Другое отличие, касающееся не только средства, но также и способа или, скорее, операционной логической схемы, по сравнению с существующими в настоящее время устройствами электромеханического регулирования тепла и тепловой защиты, состоит, как установлено выше, в том, что последние имеют всегда два независимых устройства, даже когда они помещены в один и тот же корпус; иными словами, каждое из них следует своей собственной механической логической схеме. Вместо этого контрольное устройство R имеет единую «электронную логическую схему», даже если она является избыточной по соображениям безопасности, и она включает как компонент программного обеспечения, так и компонент аппаратного обеспечения, включая схему безопасности 8. Указанная «электронная логическая схема» не состоит из специфических деталей, предназначенных для регулирования тепла, тепловой защиты и дополнительных функций. Независимо от того, имеется ли большее количество, чем один, датчиков 6 температуры, с целью соответствия предписанию или для измерения температуры в нескольких точках, их сигналы принимаются единым устройством, которое выполняет различные функции в зависимости от обстоятельств: пока уровни температуры являются нормальными, «электронная логическая схема» контрольного устройства R контролирует работу регулирующего реле 3, или, другими словами, она выполняет процедуру регулирования тепла; как только температура отключения t.i. окажется превышенной или если имеются другие нарушения нормальной работы, то же самое контрольное устройство R размыкает контакты обоих реле 4 блокировки, а именно оно начинает процедуру тепловой защиты путем блокирования водогрейного котла; тем временем, «электронная логическая схема» контрольного устройства R может также выполнять другие второстепенные информационные или программирующие функции и т.д.Another difference, concerning not only the means, but also the method or, rather, the operational logic circuit, as compared to the currently existing devices for electromechanical regulation of heat and thermal protection, consists, as stated above, in that the latter always have two independent devices, even when they are placed in the same enclosure; in other words, each of them follows its own mechanical logical scheme. Instead, the monitoring device R has a single “electronic logic circuit”, even if it is redundant for security reasons, and it includes both a software component and a hardware component, including a security circuit 8. Said “electronic logic circuit” does not consist of specific parts for heat regulation, thermal protection and additional functions. Regardless of whether there are more than one temperature sensor 6 in order to comply with the regulation or to measure temperature at several points, their signals are received by a single device that performs various functions depending on the circumstances: as long as the temperature levels are normal, " electronic logic circuit "of the control device R monitors the operation of the control relay 3, or, in other words, it performs the heat control procedure; as soon as the shutdown temperature t.i. will be exceeded or if there are other malfunctions of normal operation, the same control device R opens the contacts of both interlock relays 4, namely it starts the thermal protection procedure by blocking the boiler; in the meantime, the “electronic logic circuitry” of the control device R may also perform other secondary informational or programming functions, etc.

Преимущество заключается очевидно в том, что контрольное устройство R предусматривает расширение второстепенных функций, которые полезны для программирования и других целей лишь при незначительных дополнительных затратах.The advantage is obviously that the monitoring device R provides for the expansion of secondary functions that are useful for programming and other purposes only at a small additional cost.

Для контрольного устройства R возможны другие варианты, и ниже приводятся несколько ограниченных примеров.Other options are possible for the control device R, and a few limited examples are given below.

Реле блокировки 4 могут быть или нормально замыкаемого типа или нормально размыкаемого типа, так как оба эти типа можно нормально размыкать или держать разомкнутыми с помощью контрольного устройства R в случае аномальных условий.The interlock relay 4 can be either a normally closed type or a normally open type, since both of these types can be normally opened or kept open with the help of the monitoring device R in case of abnormal conditions.

Устройство 3 отключения, как в случае существующих в настоящее время электронных регулирующих термостатов, может иметь TRIAC вместо реле.The tripping device 3, as in the case of the currently existing electronic control thermostats, may have TRIAC instead of a relay.

Когда устройство предусматривают с реле, которые могут выполнять количество циклов большее, чем количество, предусмотренное в течение срока службы водогрейного котла (например, 300000 циклов при существующем в настоящее время положении в данной области), регулирующее реле 3 можно исключить, а для выполнения его функции можно установить одно или оба реле 4 блокировки. В указанном случае, безопасность, обеспечиваемую контрольным устройством R, можно дополнительно повышать путем добавления одной или большего количества следующих функций или устройств;When the device is provided with relays that can perform the number of cycles greater than the number provided during the life of the boiler (for example, 300,000 cycles in the current situation in this area), the control relay 3 can be excluded, and to perform its function You can install one or both relays 4 interlocks. In this case, the security provided by the monitoring device R can be further enhanced by adding one or more of the following functions or devices;

- можно включить вышеупомянутые плавкие предохранители 5;- you can turn on the above fuses 5;

- в способе регулирования тепла можно и достаточно давать команду периодически на размыкание контактов лишь одного из двух реле 4 с тем, чтобы износ их контактов происходил равномерно и чтобы возможность 2×300000 циклов размыкания-замыкания электрических сопротивлений 2 была гарантирована для целей регулирования тепла;- in the method of regulating heat, it is possible and sufficient to give a command periodically to open the contacts of only one of the two relays 4 so that the wear of their contacts occurs evenly and that the possibility of 2 × 300,000 cycles of opening-closing of electrical resistances 2 is guaranteed for the purpose of regulating heat;

- как только количество циклов достигнет предусмотренного максимального значения, контрольное устройство R можно блокировать окончательно путем размыкания контактов реле 4;- as soon as the number of cycles reaches the specified maximum value, the control device R can be completely blocked by opening the contacts of relay 4;

- неисправность при размыкании контакта одного из реле 4 можно детектировать контрольным устройством R различными способами с помощью электрических или термических сигналов (например, путем детектирования того, что было падение напряжения на концах электрических сопротивлений 2, или что, несмотря на команду разомкнуть, температура продолжает возрастать) с последующим немедленным и необратимым в первоначальное положение размыканием другого реле 4.- a failure when opening the contact of one of the relay 4 can be detected by the control device R in various ways using electrical or thermal signals (for example, by detecting that there was a voltage drop at the ends of electrical resistances 2, or that, despite the open command, the temperature continues to increase ) followed by an immediate and irreversible initial position by opening another relay 4.

Что касается реле 4, при условии, что соответствующие предписания этому не противоречат, их можно заменить на TRIAC.As for relay 4, provided that the relevant requirements do not contradict this, they can be replaced by TRIAC.

В заключение, следует указать на то, что в результате модификаций, все вышеизложенное относится к двухфазному току и что все вышеизложенное можно, следовательно, применять также к трехфазным системам с электрическими сопротивлениями, соединенными по схеме треугольника или звезды.In conclusion, it should be pointed out that, as a result of the modifications, all of the foregoing relates to a two-phase current and that all of the foregoing can therefore also be applied to three-phase systems with electrical resistances connected in the form of a triangle or star.

Claims

1. A control device for performing the functions of regulating heat and thermal protection in electric hot water boilers, including at least one sensor for measuring the temperature of the water in the tank;

an electric power circuit supplying energy through the terminals to electrical resistances for heating the water in the tank;

means for monitoring the control relay, the opening / closing of the contacts of which controls the supply of energy to the resistors in order to maintain the water temperature at the temperature level according to the prescription (t.r.) set during the regulation operation;

means for stopping, in case of operational anomalies, the process of regulating heat by opening the microswitches of the interlock relay to turn off the power to both of the indicated terminals of the indicated electrical resistances; wherein said blocking relays consist of either two relays with a single microswitch, or of a single relay with a double microswitch, and the indicated operational anomalies consist in

when the water in the tank reaches the shutdown temperature (t.i.) higher than the temperature as prescribed (t.r.), but at the same time lower than the safe temperature (t.s.),

and / or abnormal functioning of one or more of these sensors;

a manually operated device for returning to the initial position, which returns to the initial position the heat control procedure if it is stopped due to the indicated operational anomalies;

an electronic logic circuit for controlling at least said heat control and thermal protection means,

characterized in that

the specified manually controlled device to return to its original position may be available to the user,

Moreover, it is able to return to the initial position the heat control procedure only if the indicated operational anomalies have ended.

2. The control device according to claim 1, characterized in that the manually controlled device for returning to its original position is able to return the heat control procedure only within the specified maximum number of returns to its original position.

3. The control device according to claim 1 or 2, characterized in that said electronic logic circuit is represented, at least in part, in the form of software instructions stored in a microprocessor.

4. The control device according to claim 1 or 2, characterized in that it includes read-only memory, such as an EEPROM, into which at least information related to operational disturbances of normal operation can be placed.

5. The control device according to claim 1 or 2, characterized in that said interlock relays consist of two interlock relays with a single micro switch,

said control relay corresponds to one of the two indicated lock relays,

said interlock relay, which is also intended for controlling heat, is of a type capable of performing a number of cycles equal to at least the number of cycles provided for the service life of the boilers.

6. The control device according to claim 1 or 2, characterized in that

the specified interlock relays consist of two interlock relays with a single microswitch,

said control relays correspond in turn to one of the two indicated relay relays,

These interlock relays are of the type capable of performing the number of cycles equal to at least half the number of cycles provided for the service life of the boilers.

7. The control device according to claim 5, characterized in that the same control device can take into account the specified number of cycles by storing them in the specified read-only memory and can be programmed to open the contacts of the two relays in such a way that the user cannot return it to its original position as soon as the set number of cycles is reached.

8. The control device according to claim 5, characterized in that the control device can detect a malfunction in order to open the contacts of the indicated interlock relay, which is also used to regulate heat, and can be installed in such a way as to actuate the subsequent immediate non-return The initial position is the opening of the contacts of the other of the two interlock relays.

9. The control device according to claim 1 or 2, characterized in that it further includes a hardware logic circuitry that performs the functions of a security circuit, while

it is capable of detecting, in accordance with the prior art, one or more anomalies in the functioning of said microprocessor and other system components, and

equipped with means for stopping, in case of operational anomalies, the heat regulation procedure by opening the microswitches of the interlock relay.

10. A method of monitoring the functions of regulating heat and heat protection in electric hot water boilers, including

regulation of heat of water in the specified tank to maintain its temperature close to the temperature set in accordance with the regulation (t.r.),

thermal protection from heating the water of the specified tank to a temperature greater than the shutdown temperature (t.i), which, in turn, is lower than the maximum safe temperature (t.s.),

and if an operational anomaly of the temperature sensor is detected, manually resetting the heat control procedure, characterized in that said resetting manually the heat control procedure is also possible for the user, but only when the anomalies are excluded.

11. The control method according to claim 10, characterized in that said manually resetting the heat control procedure is possible only a certain number of times.

12. The control method according to claim 10, characterized in that the wear of the microswitches used for the heat control procedure is controlled by counting the number of activations of these microswitches, and as soon as the set number of activations is exceeded, the thermal protection is activated, and the manual reset to starting position of the heat regulation procedure.

13. The control method according to claim 10, characterized in that when one of the two blocking relays is used to control the heat and in the case when the specified blocking relay does not respond to the opening command, the other blocking relay immediately opens, and the manual reset to starting position of the heat regulation procedure.

14. The control method according to claim 10, characterized in that the correctness of the operations carried out by the control system is controlled, and the boiler is turned off if these operations are considered incorrect.