SK288288B6 - Termostatický regulátor množstva spaľovacieho vzduchu, najmä na vykurovacie zariadenia na tuhé palivá - Google Patents

Abstract

Termostatický regulátor množstva spaľovacieho vzduchu obsahuje tepelne vodivé puzdro (1), s ktorým je rozoberateľne spojené telo (2) regulátora, v puzdre (1) je usporiadaný termostatický člen (3), ku ktorému je trvalo pritláčaný ovládací driek (4), posuvne uložený v puzdre (1) a vo vnútornom priestore tela (2) regulátora. Do tela (2) regulátora zasahuje radiálne rameno (5) na upevnenie páky (6) s ovládacou retiazkou. Kývavý pohyb tohto ramena (5) je odvodený od posuvného pohybu ovládacieho drieku (4). V termostatickom člene (3) alebo medzi termostatickým členom (3) a puzdrom (1) je usporiadané elektrické výhrevné teliesko (7), prispôsobené na napojenie na ovládacie zariadenie teploty výhrevného telieska (7) v závislosti od požadovanej teploty výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Na prítlak ovládacieho drieku (4) k termostatickému členu (3) je tento driek (4) v puzdre (1) uložený na tlačnej pružine (8) proti prítlaku piestika (9), ktorý dolieha svojím palcom (14) ku skrutkovici ovládacieho gombíka (10) regulátora pripevneného k ovládaciemu drieku (4).

Description

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka usporiadania termostatického regulátora množstva spaľovacieho vzduchu, najmä pre vykurovacie zariadenia na tuhé palivá.

Doterajší stav techniky

Známe termostatické regulátory množstva spaľovacieho vzduchu pre vykurovacie zariadenia na tuhé palivá používajú nádržku s termostatickým členom, nastavovanie teploty výstupnej vody vykurovacieho zariadenia sa u nich vykonáva mechanicky ovládacím gombíkom priamo na regulátore. Odlišujú sa v konštrukčných detailoch, spravidla v systéme nastavovania teploty. Nevýhodou ich používania je nutnosť nastavovania teploty výstupnej vody vykurovacieho zariadenia priamo na vykurovacom zariadení, ktoré je spravidla umiestnené mimo vyhrievaného priestoru, väčšinou v mieste skladovania tuhého paliva, t. j. uhlia alebo dreva. Pre používateľa to predstavuje znížený komfort vykurovania.

Podstata vynálezu

Nevýhody súčasného stavu do značnej miery odstraňuje nové usporiadanie termostatického regulátora množstva spaľovacieho vzduchu, najmä pre vykurovacie zariadenia na tuhé palivá, obsahujúceho tepelne vodivé puzdro, s ktorým je rozoberateľné spojené telo regulátora. V puzdre je usporiadaný termostatický člen, ku ktorému je trvalo pritláčaný ovládací driek, posuvne uložený v puzdre a vnútornom priestore tela regulátora, kde do tela regulátora zasahuje radiálne rameno na upevnenie páky s ovládacou retiazkou a kde kývny pohyb tohto ramena je odvodený od posuvného pohybu ovládacieho drieku. Podstata vynálezu spočíva v tom, že v termostatickom člene alebo medzi termostatickým členom a puzdrom je usporiadané elektrické výhrevné teliesko, uspôsobené na napojenie na ovládacie zariadenie teploty výhrevného telieska v závislosti na požadovanej teplote výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Na prítlak ovládacieho drieku k termostatickému členu môže byť tento driek v puzdre uložený na tlačnej pružine proti pri tlaku piestika, ktorý dolieha svojim palcom ku skrutkovici ovládacieho gombíka regulátora, pripevneného k ovládaciemu drieku.

Elektrické výhrevné teliesko môže byť pripojené k regulačnému zariadeniu, vybranému zo skupiny, zahrňujúcej izbový termostat, ručne ovládaný zdroj napätia na plynulé nastavenie veľkosti poklesu teploty výstupnej vody alebo vzduchu z kotla pri vypnutí izbového termostatu, a ručne ovládaný zdroj napätia na manuálne ovládanie výstupnej teploty vody alebo vzduchu z kotla. Alternatívne môže byť elektrické výhrevné teliesko pripojené k elektronickému regulátoru s plynulou alebo skokovou reguláciou výstupného napätia. Výhodou je zvýšenie komfortu používateľa vykurovacieho systému na tuhé palivá, ktorý môže množstvo spaľovacieho vzduchu, a tým teplotu výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia, ovládať priamo z vykurovaného priestoru. Rovnako podstatné je, že termostatickým regulátorom podľa predloženého vynálezu možno riadiť priamo výkon vykurovacieho zariadenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na bližšie vysvetlenie sú príklady uskutočnenia tohto vynálezu vyobrazené na pripojených výkresoch a následne podrobne opísané. Na obrázku 1 je v čiastočnom reze zobrazené konštrukčné usporiadanie termostatického regulátora množstva spaľovacieho vzduchu, v puzdre ktorého je termostatický člen, ku ktorému je pritláčaný ovládací driek, posuvne uložený v puzdre a vnútornom priestore tela regulátora. Do tela regulátora zasahuje radiálne rameno na upevnenie páky s ovládacou retiazkou, kde kývny pohyb tohto ramena je odvodený od posuvného pohybu ovládacieho drieku. Medzi termostatickým členom a puzdrom je usporiadané elektrické výhrevné teliesko, uspôsobené na napojenie na ovládacie zariadenie teploty výhrevného telieska v závislosti na požadovanej teplote výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Na obrázku 2a, 2b a 2c je schematicky vyobrazených niekoľko príkladov rôznych ovládacích zariadení teploty výhrevného telieska v závislosti na požadovanej teplote výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Termostatický regulátor množstva spaľovacieho vzduchu pre vykurovacie zariadenia na tuhé palivá, napríklad kotly, krbové vložky, prípadne aj kachle, obsahuje tepelne vodivé puzdro j_ z mosadze, medi, plastu a podobne, ktoré tvorí nádržku regulátora, do ktorej je naskrutkované telo 2 regulátora, napríklad z mosadze alebo plastu.

V puzdre 1 je vložený termostatický člen 3, ktorý je pod trvalým prítlakom tlačnej pružiny 8, ktorej protiľahlý koniec sa opiera cez tanierik 12 o výstupky 13 v tele 2 regulátora. Pružina 8 pritláča k termostatickému členu 3 cez vymedzovaciu a teflónovú podložku ovládací driek 4, ku ktorému je na jeho opačnom konci priskrutkovaný plastový ovládací, resp. nastavovací gombík W. Na vnútornej strane tohto gombíka W, privrátenej k otvorenému koncu tela 2 regulátora, je vytvorená skrutkovica, ku ktorej dolieha palec 14 tvarovaného piestika 9, voľne uložený v tele 2 regulátora. Na opačnej strane piestika 9 sú v ňom vytvorené operné výstupky 15 pre styk s vidlicou radiálneho ramena 5, kývne usporiadanú v príchytoch 16 tela 2 regulátora. Telesom vidlice radiálneho ramena 5 prechádza páka 6, na voľnom konci ktorej je zavesená ovládacia retiazka, ktorá je spojená s klapkou prívodného vzduchu do vykurovacieho zariadenia. Kývny pohyb tohto ramena 5 je odvodený od posuvného pohybu ovládacieho drieku 4. Medzi termostatickým členom 3 a puzdrom j_, prípadne priamo v termostatickom člene 3, je usporiadané elektrické výhrevné teliesko 7, uspôsobené na napojenie na ovládacie zariadenie teploty výhrevného telieska 7 v závislosti na požadovanej teplote výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Výhrevné teliesko 7 môže byť umiestnené medzi čelom termostatického člena 3 a dnom nádobky, resp. puzdra 1 (môže byť k čelu prilepené), prípadne môže priliehať k valcovej obvodovej ploche termostatického člena 3 alebo môže byť vstavané priamo v termostatickom člene.

Nádobka, resp. puzdro X regulátora je zaskrutkovaná do telesa vykurovacieho zariadenia, a to v oblasti výstupu teplej vody z kotla alebo krbovej vložky, prípadne výstupu teplého vzduchu z kachlí. Teplota vody ovplyvňuje termostatický člen 3, ktorý v závislosti na nej vysúva ovládací driek 4. Posuvný pohyb tohto drieku 4 sa prenáša cez nastavovací gombík 10 a piestik 9 na vidlicu radiálneho ramena 5 a ďalej na páku 6 s retiazkou, ktorá otvára alebo priviera prívod spaľovacieho vzduchu do vykurovacieho zariadenia. Otáčaním nastavovacieho gombíka 10 možno prednastaviť vzájomnú polohu piestika 9 a drieku 4, a tak ovplyvniť teplotu, na ktorú je teplota výstupnej vody z výhrevného zariadenia regulovaná. Umiestnením elektrického výhrevného telieska 7 na termostatický člen 3 je možné zvýšiť teplotu termostatického člena 3 oproti teplote výstupnej vody z vykurovacieho zariadenia, a tým zmeniť nastavenie veľkosti teploty, na ktorú regulátor udržuje teplotu výstupnej vody z vykurovacieho zariadenia. Pritom zostáva zachované mechanické nastavovanie teploty gombíkom 10 a regulátor môže ľungovať ako bežný aktuálny regulátor, čo je dôležité napríklad pri výpadku elektrického prúdu, poruche elektrického zariadenia alebo termostatu. Privedením elektrického napätia do regulátora sa len znižuje mechanicky nastavená teplota, a to o hodnotu priamoúmernú privedenému napätiu, resp. výhrevnému výkonu elektrického výhrevného telieska 7.

Na obrázku 2a sú vývody elektrického výhrevného telieska 7 regulátora pripojené k ovládaciemu zariadeniu 11, tvorenému elektronickým regulátorom s plynulou alebo skokovou reguláciou výstupného napätia. Tieto elektronické regulátory sú komerčne bežné dostupné, používajú sa obvykle s výstupom 0 až 10 voltov, a sú buď izbové (t. j. udržujú nastavenú teplotu v miestnosti), alebo ekvitermické (berú do úvahy vonkajšiu teplotu a k nej vypočítavajú a riadia teplotu vody do vykurovacieho systému a túto teplotu ešte môžu korigovať s ohľadom na izbovú teplotu). Ich plynulý alebo skokový výstupný signál priamo riadi výstupnú teplotu a tým výkon vykurovacieho zariadenia (kotla, krbovej vložky, kachlí) na tuhé palivá.

Na obrázku 2b sú vývody elektrického výhrevného telieska 7 regulátora pripojené k ovládaciemu zariadeniu 11, tvorenému ručne ovládaným zdrojom napätia na plynulé nastavenie veľkosti poklesu teploty výstupnej vody alebo vzduchu z kotla pri vypnutí izbového termostatu, prípadne ručne ovládaným zdrojom napätia na manuálne ovládanie výstupnej teploty vody alebo vzduchu z kotla, používateľ má k dispozícii plynulé nastavovanie napätia do regulátora, riadený zdroj napätia alebo delič napätia s potenciometrom na nastavenie výstupného napätia, ktorým sám reguluje teplotu výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Je to veľmi jednoduché a plynulé riadenie teploty, nemá ale väzbu na izbovú teplotu vykurovaného priestoru. Pre používateľa je to obdobné ako pri mechanickom konvenčnom regulátore, kde nastavuje teplotu priamo na regulátore, v tomto prípade si však môže ovládanie umiestiť priamo do izby a nemusí kvôli zmene nastavenia teploty chodiť do pivnice ku kotlu.

Na obrázku 2c sú vývody elektrického výhrevného telieska 7 regulátora pripojené k ovládaciemu zariadeniu 11, tvorenému štandardným izbovým termostatom, je to riešenie kompromisné v súvislosti s obstarávacími nákladmi a komfortom. Napätie je tu vedené zo zdroja napätia (napríklad regulovateľného zdroja napätia) cez izbový termostat do regulátora. Pokiaľ je teplota v izbe nižšia než je nastavená na izbovom termostate, sú jeho kontakty rozopnuté a kotol vykuruje na teplotu, nastavenú na mechanickom nastavovacom gombíku 10 priamo na regulátore. Po dosiahnutí nastavenej izbovej teploty izbový termostat zopne kontakt a na regulátor je privedené napätie (do elektrického výhrevného telieska 7), ktoré zníži nastavenú teplotu výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia. Tým sa zníži výkon vykurovacieho zariadenia a teplota vody do radiátorov, teplota v miestnosti vykurovaného priestoru sa zníži, následne izbový termostat rozopne kontakt a celý proces sa opakuje. V tomto prípade používateľ alebo servisný technik pri uvedení systému do prevádzky zvolí vhodné napätie zdroja, ktoré určuje pokles teploty (zdroj napätia môže byť dodávaný už nastavený z výroby) a následne systém ľunguje len podľa nastavenia izbového termostatu. Tak napríklad napätie zdroja sa nastaví na 7 voltov, čo spôsobí pokles z nastavených 70 °C na regulátore množstva spaľovacieho vzduchu na 55 °C po privedení napätia na regulátor (do elektrického výhrevného telieska 7).

Vykurovacie zariadenia na tuhé palivá nie je možné úplne vypnúť, ako je to napríklad pri plynovom alebo elektrickom kotle. Kotol na tuhé palivá má mechanicky nastavený určitý minimálny výkon, ktorý bude udržovať bez ohľadu na regulátor množstva spaľovacieho vzduchu (spravidla je tu skrutka, ktorá udržuje minimálne otvorené dvierka, ktoré sú retiazkou ovládané regulátorom množstva spaľovacieho vzduchu, resp. ťahu). Z hľadiska účinnosti kotla je lepšie, keď sa teplota mení len málo, preto sa napätie nastavuje na mieste podľa konkrétneho vykurovacieho systému. Všetky regulácie v danom prípade fungujú obrátene ako obyčajne ako pre chladenie. Privedením napätia do elektrického výhrevného telieska 7 sa výkon kotla a teplota znižujú. Niektoré kotly pracujú v zapojení s termostatickým alebo pohonom riadeným ventilom, ktorý udržuje konštantnú teplotu spiatočky do kotla alebo výstupnú teplotu z kotla, aby sa zabránilo kondenzácii v kotle pri nízkych teplotách. Rovnako môže byť teplota do vykurovacieho systému riadená reguláciou, ktorá ovláda zmiešavací ventil a riadi teplotu do vykurovacieho systému, napríklad pre podlahové vykurovanie. Vo všetkých týchto prípadoch možno termostatický regulátor s elektrickým ovládaním podľa tohto technického riešenia výhodne použiť. Môže ho ovládať priamo použitá regulácia alebo môže pracovať napríklad s termostatickým trojcestným ventilom, ktorý riadi spätnú vodu do kotla. Ten ju udržuje napríklad na 60 °C, pri plnom výkone kotla je teplota na výstupe z kotla napríklad 80 °C (podľa výkonu obehového čerpadla). Ak regulátor zníži teplotu na 70 °C, bude výkon kotla polovičný. Pokiaľ by sa na regulátore znížila teplota napríklad na 60 °C, bude zachovaná výstupná teplota kotla podľa nastaveného mechanického minima, ak to bude 40 % maximálneho výkonu, bude výstupná teplota udržovaná na 68 °C. Kotol teda bude stále pracovať pri teplote spiatočky 60 °C, ktorá je dôležitá na zamedzenie nežiaducej kondenzácie. Jeho výstupná teplota bude pritom regulovaná medzi 68 °C a 80 °C, a tým aj jeho výkon v rozmedzí od 40 do 100 %. To je podstatná zmena, pretože je tu zrejmé, že sa riadi priamo výkon kotla. Bez termostatického trojcestného ventilu možno nastavovať teploty v rovnakom rozmedzí (68 °C až 80 °C), výkon kotla sa však nemusí meniť v rovnakom rozsahu. Pretože nie je udržovaná konštantná teplota spiatočky, pri znížení výstupnej teploty z kotla poklesne aj vratná voda späť do kotla, a tým bude rozdiel teploty na kotle vyšší než pri použití termostatického ventilu na spiatočke, kotol teda bude pracovať na vyšší výkon. V kombinácii s udržovaním spiatočky na konštantnej hodnote sa pri zmenách výstupnej teploty mení presne aj výkon.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Termostatický regulátor množstva spaľovacieho vzduchu, najmä pre vykurovacie zariadenia na tuhé palivá, obsahujúci tepelne vodivé puzdro (1), s ktorým je rozoberateľné spojené telo (2) regulátora, v puzdre (1) je usporiadaný termostatický člen (3), ku ktorému je trvalo pritláčaný ovládací driek (4), posuvne uložený v puzdre (1) a vnútornom priestore tela (2) regulátora, kde do tela (2) regulátora zasahuje radiálne rameno (5) na upevnenie páky (6) s ovládacou retiazkou, a kde kývny pohyb tohto ramena (5) je odvodený od posuvného pohybu ovládacieho drieku (4), vyznačujúci sa tým, že v termostatickom člene (3), prípadne medzi termostatickým členom (3) a puzdrom (1), je usporiadané elektrické výhrevné teliesko (7), prispôsobené na napojenie na ovládacie zariadenie teploty výhrevného telieska (7) v závislosti na požadovanej teplote výstupnej vody alebo vzduchu vykurovacieho zariadenia.
2. 2. Termostatický regulátor podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že na prítlak ovládacieho drieku (4) k termostatickému členu (3) je tento driek (4) v puzdre (1) uložený na tlakovej pružine (8) proti prítlaku piestika (9), ktorý dolieha svojím palcom (14) ku skrutkovici ovládacieho gombíka (10) regulátora, pripevneného k ovládaciemu drieku (4).
3. 3. Termostatický regulátor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že elektrické výhrevné teliesko (7) je pripojené k ovládaciemu zariadeniu (11), vybranému zo skupiny, zahŕňajúcej izbový termostat, ručne ovládaný zdroj napätia na plynulé nastavenie veľkosti poklesu teploty výstupnej vody alebo vzduchu z kotla pri vypnutí izbového termostatu, a manuálne ovládanie výstupnej teploty vody alebo vzduchu z kotla.
4. 4. Termostatický regulátor podľa niektorého z nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že elektrické výhrevné teliesko (7) je pripojené k ovládaciemu zariadeniu (11), tvorenému elektronickým regulátorom s plynulou alebo skokovou reguláciou výstupného napätia.