Система управления отопительного водогрейного котла

Система управления отопительного водогрейного котла относится к области теплоэнергетики и может быть использована для нагрева жидкости в бытовых и промышленных устройствах с газовыми горелками.

Техническим эффектом является создание безопасной и надежной системы управления отопительного водогрейного котла с широкими функциональными возможностями, экономичными методами регулирования тепловой мощности, при полном выполнении требований безопасности к котлам отопительным водогрейным, предусмотренными нормативными документами, за счет системы управления отопительного водогрейного котла, содержащей микропроцессорный модуль управления, высоковольтный трансформатор, датчики, и датчики-реле, при этом, к микропроцессорному модулю управления, подключены: датчики-реле максимального и минимального давления газа, минимального давления воды, датчики температуры топочных газов котла, температуры воды, и запальная горелка, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора, и комбинированного газового клапана; так же, к микропроцессорному модулю управления, своими входами подключены высоковольтный трансформатор, электромагнитный комбинированный газовый клапан, и управляющий блок Modureg, своим выходом подключенный к входу комбинированного газового клапана; рабочая горелка присоединена к микропроцессорному модулю управления через комбинированный газовый клапан. 1 п.н.ф., 1 ил.

Система управления отопительного водогрейного котла относится к области теплоэнергетики и может быть использована для нагрева жидкости в бытовых и промышленных устройствах с газовыми горелками.

Известен «Микропроцессорный комплект автоматики для газовых горелок PSC», Инструкция по эксплуатации, ООО «Актив-ТермоКуб», WWW.TERMOKUB.RU, г.Екатеринбург, 2009, содержащий, микропроцессорный модуль управления, модуль контроля пламени, кросс плату соединительную предохранительную, высоковольтный трансформатор, датчик максимального давления воды, датчики максимального и минимального давления газа, датчик температуры тепловыхлопа, датчик температуры теплоносителя, высоковольтный трансформатор, горелку розжига, основной клапан и клапан розжига, рабочую горелку.

Микропроцессорный комплект предназначен для контроля и управления работой атмосферных газовых горелок с одно и двухступенчатым регулированием мощности в комплекте с модулем контроля пламени PSC033 в автоматическом режиме в составе водогрейных котлов и воздухонагревательных установок, а так же газовых одно/двухступенчатых надувных горелок.

Но данный комплект не позволяет защитить котел при его разгерметизации и не позволяет реализовать экономичный режим работы котла.

Наиболее близким по технической сущности является автоматическая система управления по патенту RU 91413, «Котел отопительный водогрейный» от 11.08.2009, опубликован 10.02.2010, МПК F24H 1/08, содержащий микропроцессорный модуль управления, модуль розжига, кросс-плату, датчик-реле максимального давления газа, датчик-реле минимального давления газа, датчик-реле максимального давления воды, датчик температуры воды на выходе из котла, датчик температуры топочных газов котла, комбинированный газовый клапан с сервоприводом и высоковольтный трансформатор.

Данная автоматическая система управления имеет ограниченные возможности по методам регулирования тепловой мощности, из-за отсутствия системы плавного регулирования мощности котла и не обеспечивает надежность и безопасность конструкции, из-за ее сложности.

Задачей предлагаемого технического решения является создание безопасной и надежной системы управления отопительного водогрейного котла с широкими функциональными возможностями, экономичными методами регулирования тепловой мощности, при полном выполнении требований безопасности к котлам отопительным водогрейным, предусмотренными нормативными документами.

Задача решена за счет системы управления отопительного водогрейного котла, содержащей микропроцессорный модуль управления, высоковольтный трансформатор, датчики, и датчики-реле, при этом, к микропроцессорному модулю управления, подключены: датчики-реле максимального и минимального давления газа, минимального давления воды, датчики температуры топочных газов котла, температуры воды, и запальная горелка, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора, и комбинированного газового клапана; так же, к микропроцессорному модулю управления, своими входами подключены высоковольтный трансформатор, электромагнитный комбинированный газовый клапан, и управляющий блок Modureg, своим выходом подключенный к входу комбинированного газового клапана; рабочая горелка присоединена к микропроцессорному модулю управления через комбинированный газовый клапан.

Подключение непосредственно к микропроцессорному модулю управления, датчиков-реле максимального и минимального давления газа, минимального давления воды, датчиков температуры топочных газов котла, температуры воды, и запальной горелки, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора, и комбинированного газового клапана позволяет оптимизировать соединения блок схемы. и за счет этого повысить надежность работы системы управления.

Подключение к микропроцессорному модулю управления, своими входами высоковольтного трансформатора, электромагнитного комбинированного газового клапана, и управляющего блока Modureg, своим выходом подключенного к входу комбинированного газового клапана позволяет экономить энергоресурсы, за счет оптимизации управления тепловой мощностью котла.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, на котором изображена блок-схема системы управления отопительного водогрейного котла где, микропроцессорный модуль 1 управления, датчик-реле 2 максимального давления газа, датчик-реле 3 минимального давления газа, датчик-реле 4 минимального давления воды, датчик 5 температуры топочных газов котла, датчик 6 температуры воды, высоковольтный трансформатор 7, запальная горелка 8, комбинированный газовый клапан 9, блок управления Modureg 10, рабочая горелка 11.

Система управления отопительного водогрейного котла выполнена следующим образом.

К микропроцессорному модулю управления 1, своими выходами подключены: датчик-реле 2 максимального давления газа, датчик-реле 3 минимального давления газа, датчик-реле 4 минимального давления воды, датчик 5 температуры топочных газов котла, датчик 6 температуры воды, и оснащенная искровым электродом розжига и электродом контроля пламени, запальная горелка 8, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора 7, и комбинированного газового клапана 9, оснащенного двумя последовательно установленными электромагнитными клапанами и сервоприводом.

К микропроцессорному модулю управления 1, своими входами подключены высоковольтный, трансформатор 7, генерирующий высокое напряжение для воспламенения газовоздушной смеси; электромагнитный комбинированный газовый клапан 9, выполняющий контроль и регулирование подачи топлива к запальной горелке 8 и рабочей горелке 11 котла.

Блок Modureg 10, своим входом подключен к микропроцессорному модулю управления 1, а выходом к входу газового клапана 9, для реализации режима модулирования тепловой мощности, рабочей горелки 11.

Рабочая горелка 11 присоединена к микропроцессорному модулю управления 1 через комбинированный газовый клапан 9.

Система управления отопительного водогрейного котла работает следующим образом.

При включении питания, в течение 15 сек. микропроцессорный модуль управления 1 работает в режиме самотестирования, проводит опрос датчиков, с выходов которых на микропроцессорный модуль поступают сигналы о состоянии системы автоматического управления горелочным устройством.

При исправности элементов системы, от микропроцессорнного модуля управления 1 сигнал поступает на вход электромагнитного комбинированного газового клапана 9, для открытия его первого, по ходу газа клапана, и на вход высоковольтного трансформатора 7, с выхода которого напряжение подается на вход запальной горелки 8, на ее искровой электрод розжига.

При наличии стабильного пламени в запальной горелке 8, с ее выхода, с электрода контроля пламени, сигнал поступает в микропроцессорный модуль, по подаваемому сигналу которого на вход комбинированного газового клапана 9, открывается его второй по ходу газа, электромагнитный клапан, который открывает доступ газа к рабочей горелке 11.

При поступлении с выходов датчиков в процессе работы котла, сигналов о выходе значений параметров за пределы заданных, определенных стандартами и нормативными документами для используемого типа котла, микропроцессорный модуль управления 1 предотвращает аварийную ситуацию, путем формирования и выдачи соответствующих сигналов, при этом:

- датчик-реле 2 максимального давления газа и датчик-реле 3 минимального давления газа выполняют аварийное отключение котла, при повышении или понижении давления газа за основным запорным органом более, чем на 30%, относительно номинального значения по п.4.2.6 «ГОСТ 21204-97. Горелки газовые промышленные. Общие технические требования»;

- датчик-реле 4 минимального давления воды выполняет аварийное отключение котла при понижении давления воды ниже минимально допустимого значения 0,15 МПа по п.10.5 «ГОСТ 30735-2001 Котлы отопительные водогрейные теплопроизводительностью от 0,1 до 4,0 МВт. Общие технические условия»;

- датчик 6 температуры воды на выходе из котла выполняет контроль текущего значения температуры воды в котле и подачу сигнала в микропроцессор на отключение котла при повышении температуры воды в котле выше максимального допустимого значения 105°С.

- датчик 5 температуры топочных газов котла подает сигнал в микропроцессор для отключения котла при повышении температуры топочных газов выше максимально допустимого значения.

Техническим эффектом является создание безопасной и надежной системы управления отопительного водогрейного котла с широкими функциональными возможностями, экономичными методами регулирования тепловой мощности, при полном выполнении требований безопасности к котлам отопительным водогрейным, предусмотренными нормативными документами, за счет системы управления отопительного водогрейного котла, содержащей микропроцессорный модуль управления, высоковольтный трансформатор, датчики, и датчики-реле, при этом, к микропроцессорному модулю управления, подключены: датчики-реле максимального и минимального давления газа, минимального давления воды, датчики температуры топочных газов котла, температуры воды, и запальная горелка, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора, и комбинированного газового клапана; так же, к микропроцессорному модулю управления, своими входами подключены высоковольтный трансформатор, электромагнитный комбинированный газовый клапан, и управляющий блок Modureg, своим выходом подключенный к входу комбинированного газового клапана; рабочая горелка присоединена к микропроцессорному модулю управления через комбинированный газовый клапан.

Система управления отопительного водогрейного котла, содержащая микропроцессорный модуль управления, высоковольтный трансформатор, датчики и датчики-реле, отличающаяся тем, что к микропроцессорному модулю управления, подключены: датчики-реле максимального и минимального давления газа, минимального давления воды, датчики температуры топочных газов котла, температуры воды и запальная горелка, вход которой соединен с выходами высоковольтного трансформатора и комбинированного газового клапана; также к микропроцессорному модулю управления, своими входами подключены высоковольтный трансформатор, электромагнитный комбинированный газовый клапан и управляющий блок Modureg, своим выходом подключенный к входу комбинированного газового клапана; рабочая горелка присоединена к микропроцессорному модулю управления через комбинированный газовый клапан.