КОТЛОВАЯ ВОДОГРЕЙНАЯ СИСТЕМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЕЕ РАБОТОЙ Российский патент 1997 года по МПК F24H1/08 G05D23/19 

Изобретение относится к котловой водогрейной системе для бытовых нужд с применением в качестве топлива мазута или газа и, в частности, к котловой водогрейной системе, работающей при атмосферном давлении (что далее по тексту названо работой при отсутствии давления), с возможностью автоматической регулировки напора горячей воды при атмосферном давлении.

В котловых водогрейных системах, обеспечивающих циркуляцию горячей воды как для отопления помещений, так и для удовлетворения нужд в горячей воде, вода нагревается в камере подогрева (т.е. в теплообменной камере), расположенной в корпусе котла, с использованием мазута, газа или электрической энергии в качестве источника тепла. Нагретая до высокой температуры вода циркулирует в системе с целью отопления помещений, а также служит для купания и других целей. Данные котловые системы должны иметь устройства добавления воды для восполнения в системе того количества воды, предназначенной для отопления помещений, которое составляет естественные потери воды, вызванные различными причинами во время циркуляции, и компенсационное или уравнительное устройство для уменьшения давления в теплообменной камере, которое увеличивается вследствие увеличения удельного веса воды в системе отопления, вызванного увеличением ее температуры.

Для этого типичные котловые системы содержат бак для добавления воды (так называемый компенсационный бак), расположенный вне кожуха котла и имеющий шаровой, управляемый поплавком клапан, как показано на фиг.7 и 8. Бак для добавления воды соединен с трубой возврата воды для отопления помещений через шаровой управляемый поплавком клапан и трубу для добавления некоторого объема воды, компенсирующего ее естественные потери в системе. Чтобы регулировать давление в котле, предусмотрена также компенсационная труба (т.е. отводная труба), которая одним концом соединена с самой верхней частью линии подачи воды для отопления помещений, а другим концом с баком для добавления воды.

Однако подобная конструкция имеет ограничения в отношении монтажа, так как требует наличия специального места для установки бака для добавления воды на значительной высоте для обеспечения естественного напора воды. Более того, возможно попадание инородных предметов в бак для добавления воды, вызывающих при их осаждении засорение трубы для добавления воды. Частые неполадки в работе управляемого поплавком клапана, который регулирует уровень воды в баке для добавления воды, могут также привести к затоплению камеры котла, неизбежной аварии или поломке системы управления котлом, снабженным электронным оборудованием, точным двигателем и т.д. В типичной котловой системе неудобством в эксплуатации также является то, что образуемый из кислорода, растворенного в воде, воздух в течение нескольких месяцев после установки системы должен периодически выпускаться из котла.

С другой стороны, типичная котловая система содержит систему управления, снабженную устройством автоматического управления работой котловой системы. Однако упрощенных функций, выполняемых устройством управления, недостаточно для обеспечения полного автоматического управления всеми операциями котловой системы, и оно не отвечает требованиям пользователей.

Функции устройства управления обычно выполняются с помощью переключательных операций типа ВКЛ/ВЫКЛ. В ответ на нажатие кнопки "ВКЛ" устройство управления обеспечивает режим отопления помещений котловой системой путем запуска устройства подачи топлива горелки для сжигания топлива, поступающего с устройства подачи топлива и, таким образом, нагревания воды в водяной камере, и запуска циркуляционного насоса Р, обеспечивающего циркуляцию горячей воды в водяной камере через линию циркуляции воды для отопления помещений. В ответ на нажатие кнопки "ВЫКЛ" устройство управления прекращает подачу топлива, выключая таким образом отопление помещений котловой системой.

При использовании подобного устройства управления температуру воздуха в помещении можно регулировать лишь путем повторяющейся ручной коммутации кнопок ВКЛ/ВЫКЛ котла. Результатом этого являются такие недостатки, как неудобство в эксплуатации, неэффективность отопления помещений и потери топлива и электрической энергии.

Более того, в типичной котловой схеме циркуляционный насос Р работает лишь тогда, когда котловая система функционирует в режиме отопления помещений или, другими словами, при функционировании системы отопления котловой системы. Так как отопительная система в летнее время большей частью не работает, узел подшипников, который является приводной частью двигателя циркуляционного насоса, может заржаветь после окончания дождливого сезона. Может также произойти заклинивание колеса двигателя, вызванное накоплением на нем инородных частиц (образуемых в результате тепловой деформации колеса). Если при наступлении осеннего сезона включают систему отопления помещений без прохождения технического обслуживания, то могут возникать неполадки в двигателе. Более того, такой режим работы может привести к возгоранию.

Таким образом, задачей изобретения является создание котловой водогрейной системы, в которой негерметичный по отношению к атмосфере бак для добавления воды расположен в кожухе котла для удобства и безопасности его установки, а так же для автоматического добавления и накапливания воды для отопления помещений.

Техническим результатом является создание котловой водогрейной системы, в которой линия добавления воды в отопительную систему, снабженная электромагнитным клапаном, соединена с линией горячего водоснабжения, а бак для добавления воды содержит датчик для обнаружения низкого уровня воды, при котором осуществляется автоматическое добавление воды в отопительную систему путем открытия и закрытия электромагнитного клапана в соответствии с сигналом датчика.

Кроме того, техническим результатом является создание котловой водогрейной системы, в которой выключатель защиты от перегрева расположен снаружи кожуха котла в доступном месте и которая обеспечивает удобство в эксплуатации, автоматическую подачу воды при ее недостатке в водяной камере и периодический временный запуск циркуляционного насоса в летнее время, когда систему отопления не включают на протяжении длительного времени, чтобы он всегда был готов к нормальной работе.

С одной стороны, в соответствии с настоящим изобретением предложена котловая водогрейная система, которая выполняет функции отопления помещений и обеспечения горячей водой и содержит котел, заключенный в кожух, теплообменную камеру, образованную в котле и имеющую водяную камеру с горячей водой, используемой для отопления помещений, циркуляционный насос для обеспечения циркуляции воды для отопления помещений в циркуляционном контуре, устройство горячего водоснабжения, имеющее линию подвода холодной воды и линию отвода горячей воды, открытый для атмосферного воздуха бак для добавления воды, расположенный в кожухе котла, сообщенный с теплообменной камерой и имеющий средства для автоматического добавления и накапливания воды для отопления помещений, требуемых из-за изменения ее плотности в водяной камере, с уменьшением в ней чрезмерного давления, линию добавления воды, одним концом соединенную с линией подвода холодной воды устройства горячего водоснабжения, а другим концом с баком для добавления воды и имеющую клапан для подачи воды, предназначенный для того, чтобы вода из линии подвода холодной воды поступала в линию добавления воды, когда он открыт, и средства управления открывания этим клапаном, когда уровень воды в баке для добавления воды достигает заранее установленного низкого уровня, имеющие датчик обнаружения этого уровня.

С другой стороны, в соответствии с настоящим изобретением предложено устройство управления работой котловой системы, содержащее котел, снабженный горелкой, имеющий двигатель горелки, трансформатором зажигания и топливным насосом, теплообменную камеру, образованную в котле и имеющую водяную камеру с горячей водой используемой для отопления помещений, циркуляционный насос для циркуляции воды в циркуляционном контуре системы отопления помещений, компенсационный бак для добавления воды в водяную камеру и клапан для подачи воды, соединяющий компенсационный бак с внешним источником водоснабжения, при этом указанное устройство управления содержит: средства управления для приема сигналов с периферийного оборудования, распознавания этих сигналов и выдачи сигналов запуска в соответствующие исполнительные органы котловой системы, а именно двигатель горелки, трансформатор зажигания, топливный насос, циркуляционный насос и клапан для подачи воды, регулятор температуры помещений, средства приема сигнала запуска от регулятора температуры помещений и выдачи в соответствии с ним преобразованного сигнала в средства управления, выходные средства для приема выходных сигналов со средств управления и управления в соответствии с ними подачей электрической энергии в указанные исполнительные органы котловой системы, датчик температуры воды для отопления помещений в водяной камере, средства индикации температуры воды для отопления помещений в соответствии с сигналом датчика температуры воды, датчик перегрева воды для отопления помещений, средства обнаружения перегрева для приема сигнала, соответствующего температуре, определенной указанным датчиком перегрева, сравнения температуры воды для отопления помещений с опорным значением и выдачи в средства управления сигнала аварийного выключения для приема сигнала с датчика пламени, указывающего на отсутствие процесса горения в котле, и выдачи в соответствии с ним сигнала аварийного выключения, датчик заранее установленного низкого уровня воды в компенсационном баке, средства обнаружения заранее установленного низкого уровня воды для приема сигнала с датчика низкого уровня воды и выдачи в соответствии с ним сигнала в средства управления при обнаружении недостатка воды, а также выдачи одновременно с ним сигнала подачи воды в указанные выходные средства, датчик количества оставшегося топлива, средства определения количества топлива в соответствии с сигналом датчика количества оставшегося топлива, средства сигнализации для оповещении о ненормальной работе котла и средства предотвращения заклинивания циркуляционного насоса для его временного выключения при работе котловой системы в режиме горячего водоснабжения.

Другие цели изобретения станут более очевидными из последующего описания вариантов его осуществления, сопровождаемого чертежами, где:
На фиг.1 представлено схематичное изображение общей конструкции напольной котловой системы, работающей на мазуте, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; на фиг.2 схематичное изображение котловой системы настенного типа, работающей на газе, в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения; на фиг.3 схематичное изображение устройства автоматической регулировки внутреннего давления в котле в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.4 схематичное изображение устройства автоматического добавления воды для отопления помещений в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.5 соединение устройств, показанных на фиг.3 и 4; на фиг. 6 подключение циркуляционного насоса в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения; на фиг.7 схематичное изображение общей конструкции типичной котловой системы; на фиг.8 схематичное изображение типичного устройства для добавления воды для отопления помещений; на фиг.9 структурная схема устройства управления для котловой системы в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.10 - принципиальная электрическая схема блока управления в устройстве управления в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.11 принципиальная электрическая схема выходного блока и блока аварийного выключения в устройстве управления в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.12 принципиальная электрическая схема блока принудительной подачи воды в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 13 принципиальная электрическая схема блока обнаружения перегрева в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; на фиг. 14 принципиальная электрическая схема блока обнаружения перегрева в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения; на фиг.15 принципиальная электрическая схема блока обнаружения низкого уровня воды в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.16 - принципиальная электрическая схема блока управления циркуляционным насосом в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; на фиг.17 принципиальная электрическая схема блока управления циркуляционным насосом в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 представлена котловая водогрейная система, выполняющая различные функции, такие как отопление помещений, снабжение горячей водой, а также управление ее работой во время сна или отсутствия оператора в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Основными узлами котла являются: теплообменная камера 2, горелка 3, бак 4 для добавления воды, циркуляционный насос 5, устройство 6 горячего водоснабжения, устройство подачи топлива, устройство 7 для добавления воды в систему отопления и устройство 10 управления для автоматического управления работой котла.

Теплообменная камера 2 содержит камеру воспламенения, топочную камеру, водяную камеру 21 (фиг.3) и вытяжную трубу 22.

Устройство 6 горячего водоснабжения содержит змеевик 61 (фиг.4), расположенный в водяной камере 21 теплообменной камеры 2, линию 62 подвода холодной воды и линию 63 отвода горячей воды (фиг.1).

Горелка 3 содержит двигатель 31 горелки, всасывающую трубу 32 для подачи воздуха в зону горения, трансформатор зажигания и распылитель.

В соответствии с настоящим изобретением бак 4 для добавления воды (компенсационный бак) расположен в кожухе 1 котла и помещен в коробку. Как показано на фиг.3, бак 4 в верхней части имеет отверстие 41, через которое он сообщается с атмосферой. Таким образом бак 4 для добавления воды является открытым для атмосферного воздуха. Бак 4 соединен с водяной камерой 21 через компенсационную трубу 42, как показано на фиг.3. Один конец компенсационной трубы 42 глубоко введен внутрь бака 4, а ее другой коней соединен с патрубком 23, установленным в верхней части водяной камере 21. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, компенсационная труба 42 является сифонной трубой. В нижней части бака 4 для добавления воды расположен датчик S4 низкого уровня воды для обнаружения в нем заранее установленного низкого уровня воды. Датчик S4 соединен с устройством 10 управления работой котловой системы в соответствии с настоящим изобретением.

Устройство 7 для добавления воды в систему отопления, как показано на фиг. 1 4, содержит линию 71 добавления воды, один конец которой соединен с линией 62 подвода холодной воды устройства 6 горячего водоснабжения, и клапан 72 для подачи воды, установленный в линии 71 и работающий под управлением устройства 10 управления. Другой конец линии 71 для добавления воды соединен с водяной камерой 21 с помощью патрубка 24. Патрубок 24 содержит датчик S1 температуры (не показан), который контролирует температуру предназначенной для отопления воды в водяной камере 21.

Циркуляционный насос 5 предназначен для принудительной циркуляции очень горячей воды, используемой для отопления помещений, в водяной камере 21 через контур 100 нагрузки, подлежащей нагреву. Циркуляционный насос 5, показанный на фиг.1, установлен на днище котла и находится в линии 101 возврата воды для отопления помещений, соединенной с водяной камерой 21. В данной конструкции остывшая вода по линии 101 поступает в нижнюю часть водяной камеры 21 с помощью циркуляционного насоса 5. В некоторых случаях циркуляционный насос 5 может быть подключен к линии 102 подачи воды для отопления помещений так, как показано на фиг.6.

Устройство 10 управления содержит панель управления, расположенную снаружи кожуха 1 котла. Устройство 10 управления, показанное на фиг.9, содержит, главным образом, блок 12 управления для приема сигналов с периферийного оборудования, распознавания этих сигналов и выдачи управляющих сигналов в соответствующие узлы, такие как горелка, циркуляционный насос и т.д. блок 11 для приема запускающего сигнала с регулятора температуры помещений (не показан) и выдачи в соответствии с ним преобразованного сигнала в блок 12 управления и выходной блок 13 для приема сигналов с блока 12 и управления в соответствии с ним подачей электрической энергии на двигатель 31 горелки и трансформатор зажигания горелки 3, циркуляционный насос 5, электромагнитный топливный насос и клапан для подачи воды. Устройство 10 управления также содержит блок 14 индикации температуры горячей воды, т.е. воды в водяной камере 21, предназначенной для отопления помещений, блок 16 обнаружения перегрева для приема сигнала, соответствующего температуре воды для отопления помещений, с датчика S2 перегрева, сравнения этой температуры с опорным значением и выдачи сигнала аварийного выключения в блок 12 управления, когда в результате сравнения обнаруживается перегрев воды, блок 17 аварийного выключения для приема сигнала об отсутствии процесса горения с датчика S5 пламени, обнаруживающего факел в котле, и выдачи сигнала аварийного выключения в случае отсутствия факела, блок 18 обнаружения низкого уровня воды для приема сигнала с датчика S4 низкого уровня воды и выдачи при обнаружении недостатка воды сигнала в блок 12 управления, а также выдачи одновременно с ним сигнала открытия клапана для подачи воды в выходной блок 13, блок определения количества топлива, имеющий датчик S3 количества топлива для определения количества оставшегося топлива и блок сигнализации для выдачи сигналов тревоги в случае ненормальной работы котла.

В соответствии с настоящим изобретением устройство управления также содержит схему 15 предотвращения заклинивания, которая предназначена для того, чтобы не допустить заклинивания циркуляционного насоса 5. Данная схема входит в состав блока 12 управления и содержит схему 15A распознавания и схему 15В управления циркуляционным насосом, соединенную со схемой 15A распознавания через диод D42, как показано на фиг.16. Схема 15A распознавания соединена с датчиком S1 температуры и содержит два последовательно соединенных компаратора Q1 и Q2. Неинвертирующий вход (+) компаратора Q1 соединен с датчиком S1 температуры, а его инвертирующий вход (-) соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R81 и R82, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Сигнал с выхода компаратора Q2 поступает обратно на его инвертирующий вход. Схема 15В управления циркуляционным насосом содержит компаратор Q3, входы которого подключены к источнику VCC напряжения, схему заряда, состоящую из заземленного резистора R86 и конденсатора C21, и другой компаратор Q4. Неинвертирующий вход (+) компаратора Q3 соединен с шунтирующим резистором R84, а его инвертирующий вход (-) соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R90 и R92, подключенными между источником VCC питания и землей. Выход компаратора Q3 соединен с конденсатором С21 и далее с резисторами R85, R86 и диодом D43. Выход компаратора Q3 через диод D43 соединен с неинвертирующим входом (+) компаратора Q4 и заземлен через резистор R88. Инвертирующий вход (-) компаратора Q4 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R91 и R87, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Выход компаратора Q4 через диод D44 и резистор R89 соединен с выводом CP схемы запуска циркуляционного насоса выходного блока 13. Диод D42 включен между точкой соединения выхода компаратора Q2 и его инвертирующего входа (-) и точкой соединения резистора R84, подключенного к источнику VCC напряжения, и неинвертирующего (+) входа компаратора Q3.

Как показано на фиг. 10, блок 12 управления устройством 10 управления соединен на входе с декодером IC1, входящим в состав блока 11 приема сигналов регулятора температуры помещений, и содержит схему 15 предотвращения заклинивания, которая подключена к выходу "b" сигнала водоснабжения декодера IC1. Основными элементами блока 12 управления являются четыре компаратора IC4, IC5, IC, IC7 и два инвертора IC2 и IC3. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC4 через диод D1 и резисторы R3 и R10 соединен с выходом "а" сигнала отопления помещений с декодера IC1. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC5 через диод D1, резисторы R3, R7, и R12 соединен с выходом "а" сигнала отопления помещений с декодера IC1. Инвертирующий вход (-) компаратора IC4 через резистор R11 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R5 и R8, подключенными между источником VCC напряжения и землей, а также с датчиком S1 температуры и схемой 15 предотвращения заклинивания. Точно так же инвертирующий вход (-) компаратора IC5 через резистор R13 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R5 и R8, подключенными между источником VCC напряжения и землей, а также с датчиком S1 и схемой 15 предотвращения заклинивания. Выход компаратора IC4 через резистор R20 и диод D7 соединен с блоком 16 обнаружения перегрева и выходным блоком 13. Выход компаратора IC4 через резистор R20 также соединен с коллектором транзистора TR3, база которого через резистор R21 соединена с блоком 18 обнаружения низкого уровня воды. Эмиттер транзистора TR3 соединен с землей, а его база через диоды D2, D4 и резистор R21 с выходом "b" сигнала водоснабжения декодера IC1. С другой стороны, выход компаратора IC5 через резисторы R23 и R30 соединен с инвертирующим входом (-) компаратора IC7. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC6 через резистор R27 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R25 и R31, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Точно также неинвертирующий вход (+) компаратора IC7 через резистор R29 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R25 и R31, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Инвертирующий вход (-) компаратора IC6 соединен с выходом компаратора IC7, а его выход соединен с блоком 17 аварийного выключения. Инвертирующий вход компаратора IC7 через резисторы R23 и R30 соединен с выходом компаратора IC5. Выход компаратора IC7 через резистор R32 соединен с выходным блоком 13. Вход инвертора IC2 соединен с выходом "b" декодера IC1, а выход инвертора IC2 соединен через резистор R4 с базой транзистора TR2. Коллектор транзистора TR2 соединен с выходом "с" декодера IC1. Вход инвертора IC3 соединен с выходом "с" декодера IC1, а выход инвертора IC3 соединен через резистор R18 с базой транзистора TR4. Коллектор транзистора TR4 соединен с регулятором VR1 температуры, а его эмиттер с землей. Один из выводов регулятора VR1 температуры через резисторы R6, R7, R14 и R15 соединен с источником VCC напряжения, а его другой вывод с землей. База транзистора TR5 также соединена с выходами "с" и "d" декодера IС1, а его эмиттер с землей.

Выходной блок 13, показанный на фиг.11, содержит схему BMD1 запуска двигателя горелки, схему ITD2 запуска трансформатора зажигания, схему EPD3 запуска топливного насоса, схему CPD4 запуска циркуляционного насоса и схему AWD5 управления клапаном для подачи воды. Вход ВМ схемы BMD1 запуска двигателя горелки соединен с инвертирующим входом (-) компаратора IC6 блока 12 управления и выходом компаратора IC7. Схема BMD1 запуска двигателя горелки также имеет транзистор TR9, база которого соединена со входом BM, и реле RY1, которое соединено с коллектором транзистора TR9. Вход IT схемы ITD2 запуска трансформатора зажигания и вход EP схемы EPD3 запуска топливного насоса соединены с таймером IC10 схемы 19 таймера. C[tvf ITD2 запуска трансформатора зажигания имеет транзистор TR10, база которого соединена со входом IT, и реле RY2, которое соединено с коллектором транзистора TR10. Точно так же схема EPD3 запуска топливного насоса имеет транзистор ТR11, база которого соединена с входом ЕР, и реле RY3, которое соединено с коллектором транзистора TR11. Вход СР схемы CPD4 запуска циркуляционного насоса соединен с входом компаратора IC4 блока 12 управления, выходом компаратора Q4 схемы 15 предотвращения заклинивания и кнопкой MWB принудительной подачи воды. Схема CPD4 запуска циркуляционного насоса также имеет транзистор TR12, база которого соединена с входом СР, и реле RY4, которое соединено с коллектором транзистора TR12. С другой стороны, схема AWD5 управления клапаном для подачи воды имеет вход AW, который соединен с выходом компаратора IC18 блока 18 обнаружения низкого уровня воды. Схема AWD5 управления клапаном для подачи воды также имеет транзистор TR13, база которого соединена с входным контактом AW, и реле RY5, которое соединено с коллектором транзистора TR13.

Кнопка MWB принудительной подачи воды является одним из элементов схемы принудительной подачи воды, которая объединена с устройством 10 управления в соответствии с настоящим изобретением. Кроме кнопки MWB схема принудительной подачи воды имеет два светодиода LED3 и LED4, показанные на фиг.12. Один из выводов кнопки MWB через резистор R66 подключен к источнику VCC напряжения, а другой вывод через диод D29 к входу СР схемы CPD4 запуска циркуляционного насоса и через резистор R65 к светодиоду LED3. Кнопка MWB через диод D30 также соединена с входом AW схемы AWD5 управления клапаном для подачи воды и через резистор R67 со светодиодом LED4.

Блок 16 обнаружения перегрева, показанный на фиг.13, содержит два компаратора IC16 и IC17, соединенных последовательно, а также датчик S2 перегрева. Инвертирующий вход (-) компаратора IC16 соединен с датчиком S2 перегрева, а его неинвертирующий вход (+) соединен с отводом делителя напряжения, образованными резисторами R69 и R70, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC17 через диод D31 и резистор R71 соединен с выходом компаратора IC16. Инвертирующий вход (-) компаратора IC17 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R73 и R75, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Между входами компаратора IC17 включен конденсатор С10. Выход компаратора IC17 через диоды D35 и D39 соединен с инвертирующим входом (-) компаратора IC7 и коллектором транзистора TR5 блока 12 управления. К точке соединения резистора R71 и конденсатора С10 через диод D32 подключен переключатель или кнопка RSW возврата к работе. Кнопка RSW расположена на панели управления устройства 10 управления, которая установлена на внешней стороне лицевой дверцы кожуха 1 котла.

Блок 17 аварийного выключения, показанный на фиг.11, содержит два инвертора IC13 и IC14, соединенных последовательно, компаратор IC15 и датчик S5 пламени. Вход инвертора IC13 через резистор R38 подключен к источнику VCC напряжения. К точке соединения резистора R38 и входа инвертора IC13 через диод D14 подключен датчик S5 пламени. Выход инвертора IC14 через резистор R46 соединен с базой транзистора TR6. Выход инвертора IC14 соединен также со входом инвертора IC12, который является одним из элементов схемы 19 таймера. Выход инвертора IC14 через диод D20 и резисторы R50 и R51 также соединен с базой транзистора TR7. Эмиттер транзистора TR6 соединен с таймером IC10. К транзистору TR7 последовательно подключен транзистор TR8. База транзистора TR8 через резистор R49 и диод D19 соединена с выходом таймера IC10. Коллектор транзистора TR8 соединен с инвертирующим входом (-) компаратора IC15, а его база через резистор R53 с землей. Инвертирующий вход (-) компаратора IC15 соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R54 и R58, подключенными между источником VCC напряжения и землей. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC15 соединен через резистор R56 с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R55 и R59, включенными между источником VCC напряжения и землей. Выход компаратора IC15 соединен через резистор R65 со светодиодом LED2, а также с инвертирующим входом (-) компаратора IC7 блока 12 управления. Вход компаратора IC15 также соединен с блоком сигнализации. К точке соединения резистора R56 с неинвертирующим входом (+) компаратора IC15 через резистор R60 и диод D22 подключен переключатель или кнопка RSW ручного возврата к работе. Кнопка RSW через диод D12 также соединена с блоком 12 управления. Блок 17 аварийного выключения также содержит диод D28, один вывод которого соединен с выходом компаратора IC6 блока 12 управления. Другим выводом диод D28 подключен к таймеру IC10.

Блок 18 обнаружения низкого уровня воды, показанный на фиг.15, содержит компаратор IC18 и датчик S4 низкого уровня воды. Датчик S4 через мостовую выпрямительную схему BD и резистор R71 соединен с инвертирующим входом (-) компаратора IC18. Неинвертирующий вход (+) компаратора IC18 подключен к источнику VCC напряжения. Выход компаратора IC18 через диод D37 соединен с резистором R21 блока 12 управления, через диод D38 соединен с входом AW схемы AWD5 управления клапаном для подачи воды, а также с инвертирующим входом (-) компаратора IC7 блока 12 управления и блоком сигнализации через диод D38.

Указанное выше устройство управления работает следующим образом.

При нажатии кнопки регулятора температуры помещений, расположенного в комнате или зале, вырабатывается сигнал отопления помещений, который поступает в устройство 10 управления, а именно в блок 11 приема сигналов регулятора, входящий в устройство 10 управления. Декодер IC1 блока 11 преобразует сигнал отопления помещений в импульс напряжения, который затем подается в блок 12 управления, который идентифицирует этот импульс по его форме.

Импульс напряжения поступает с выхода "а" сигнала отопления помещения декодера IC1 через диод D1 и резисторы R3 и R10 на неинвертирующий вход (+) компаратора IC4. Компаратор IC4 соответственно вырабатывает сигнал высокого уровня, который через резистор R20 и диод D7 поступает на вход СР схемы СРD4 запуска циркуляционного насоса выходного блока 13. В схеме CPD4 запуска циркуляционного насоса сигнал, поступающий на базу транзистора TR12, открывает этот транзистор, возбуждая реле RY4. При срабатывании реле RY4 происходит подача питания переменного тока на циркуляционный насос 5, расположенный в кожухе 1 котла, и запуск этого насоса. Сигнал с выхода "а" сигнала отопления помещений декодера IC1 через резисторы R7 и R12 также поступает на неинвертирующий вход (+) компаратора IC5. Инвертирующий вход (-) компаратора IC5 через резисторы R5 и R13 подключен к источнику VCC напряжения, когда датчик S1 температуры находится в состоянии "выключено". Так как уровень напряжения на инвертирующем входе (-) компаратора IC5 выше, чем на неинвертирующем (+), на выходе компаратора IC5 вырабатывается сигнал низкого уровня, который через резисторы R23 и R30 поступает на инвертирующий вход (-) компаратора IC7, с выхода которого снимается сигнал высокого уровня. В это время датчик S1 температуры находится в состоянии "выключено". Этот сигнал высокого уровня с выхода компаратора IC7 поступает на вход ВМ схемы BMD1забуска двигателя горелки выходного блока 13. В схеме BMD1 сигнал, поступающий на базу транзистора TR9, открывает этот транзистор, возбуждая реле RY1. При срабатывании реле RY1 происходит запуск двигателя 31 горелки 3. При запуске двигателя 31 горелки в распылитель через всасывающую трубу 32 поступает воздух. В это время компаратор IC6 вырабатывает сигнал высокого уровня, который через диод D28 блока 17 аварийного выключения поступает в таймер IC10 схемы 19 таймера. Реагируя на сигнал с выхода компаратора IC6, таймер IC10 вырабатывает сигнал, поступающий на вход ЕР схемы EPD3 запуска топливного насоса выходного блока 13. В схеме ЕРD3 сигнал, поступающий на базу транзистора TR11, открывает этот транзистор, возбуждая реле RY3. При срабатывании реле RY3 происходит запуск насоса электромагнитного типа, который является устройством подачи топлива, и подача этого топлива в горелку 3. По истечении заданного времени таймер IC10 вырабатывает сигнал, поступающий на вход IT схемы ITD2 запуска трансформатора зажигания. В схеме ITD2 сигнал, поступающий на базу транзистора TR10, открывает этот транзистор, возбуждая реле RY2. При срабатывании реле RY2 на трансформатор зажигания подается напряжение, происходит зажигание и, в результате этого, горение топлива. В процессе горения топлива вода в водяной камере 21 нагревается, осуществляя, таким образом, отопление помещений. В результате принудительной работы циркуляционного насоса 5 горячая вода в водяной камере 21, предназначенная для отопления помещений, постоянно циркулирует в контуре системы отопления, состоящем из линии 102 подачи воды для отопления помещений, линии 100 нагрузки, проходящей в отапливаемых помещениях, и линии 101 возврата воды для отопления помещений.

Если температура воды для отопления помещений в водяной камере 21 превышает значение, установленное регулятором VR1 температуры (фиг.10) во время работы системы отопления, то понижается сопротивление терморезистора, используемого в качестве датчика S1 температуры, вызывая протекание тока от источника VCC на землю по цепи резистор R5 датчик S1 температуры. В результате этого сигнал низкого уровня поступает на инвертирующий вход (-) компаратора IC5, а с выхода компаратора IC5 снимается сигнал высокого уровня. При поступлении сигнала высокого уровня с выхода компаратора IC5 через резисторы R23 и R30 компаратор IC7 вырабатывает сигнал низкого уровня в схему BMD1 запуска двигателя горелки, который закрывает транзистор TR9, вызывая выключение реле RY1, предназначенного для запуска двигателя горелки. В это время, реагируя на сигнал высокого уровня с выхода компаратора IC6, таймер IC10 вырабатывает сигнал низкого уровня в схему EPD3 запуска топливного насоса. Соответственно закрывается транзистор TR11, вызывая выключение реле RY3, предназначенного для запуска электромагнитного топливного насоса. В результате этого дальнейшего повышения температуры воды в системе отопления не происходит. Если температура воды в системе отопления станет ниже заранее установленного значения, то снова произойдет включение горелки и топливного насоса для повышения температуры воды в системе отопления. Таким образом, можно поддерживать требуемую температуру воды в системе отопления путем повторения вышеупомянутых операций.

В режиме отопления помещений поддерживается уровень воды в водяной камере, необходимый для ее циркуляции в системе отопления. Кроме того, должно поддерживаться определенное внутреннее давление в водяной камере 21, которое может увеличиваться в результате перегрева в теплообменной камере 2. В связи с этим в настоящем изобретении предусмотрен бак 4 для добавления воды, который расположен в кожухе 1 котла и соединен с водяной камерой 21 через компенсационную трубу 42 и линию 71 для добавления воды, входящую в состав устройства 7 для добавления воды в систему отопления, соединенного с водяной камерой 21 (обычно бак для добавления воды, предназначенный для этой цели, расположен вне котла).

Если во время нагревания воды для отопления помещений ее давление (т.е. плотность воды) в водяной камере 21 увеличивается, то прирост давления воды, или иными словами, его избыток сбрасывается путем слива воды в бак 4, который открыт для атмосферного воздуха и расположен в кожухе 1 котла, через патрубок 23 регулировки внутреннего давления, расположенный в верхней части водяной камеры 21, и компенсационную трубу 42, соединяющую патрубок 23 с баком 4 для добавления воды. Таким образом, внутреннее давление в водяной камере 21 регулируется автоматически и поддерживается на определенном уровне. Если плотность воды уменьшается в связи с уменьшением водяного давления, вызванным уменьшением ее температуры в котле, то тот объем воды, который был слит в бак 4 при увеличении давления в водяной камере 21, подается обратно из бака 4 в водяную камеру 21 через компенсационную трубу 42. Таким образом, добавления воды извне не требуется. Пузырьки воздуха, которые появляются в результате выполнения вышеупомянутых операций, также автоматически удаляются в атмосферу через отверстие 41 в баке 4 для добавления воды. Таким образом, неудобство в периодическом выпускании воздуха, что встречается в известных котлах, устранено естественным образом, а операции накапливания и добавления воды выполняются автоматически при атмосферном давлении.

С другой стороны, если количество воды для отопления помещений в водяной камере 21 уменьшится в результате ее испарения или утечки, то это количество восполнится из бака 4. Если при добавлении воды в водяную камеру 21 ее уровень в баке 4 станет ниже заранее установленного уровня, то это обнаружит датчик S4 низкого уровня воды, который с помощью устройства 10 управления открывает клапан 72, расположенный в линии 71 добавления воды. Таким образом, вода из линии 62 подвода холодной воды поступает в водяную камеру 21 через клапан 72, чтобы вновь заполнить водяную камеру водой до необходимого уровня. Добавление воды продолжается до тех пор, пока уровень воды в водяной камере 21 не достигнет заранее установленной отметки, которая выше заранее установленного низкого уровня. Таким образом, когда уровень воды в водяной камере 21 достигает заранее установленной отметки, клапан 72 для подачи воды закрывается, завершая тем самым операцию добавления воды в систему отопления. В то же время, когда датчик S4 обнаруживает понижение уровня воды до низкого уровня, операция нагревания воды в котле автоматически прекращается. Таким образом, вышеуказанная операция добавления воды выполняется тогда, когда котел выключен.

Далее будет описана работа схем управления при добавлении воды в систему отопления в соответствии с настоящим изобретением.

При обнаружении датчиком S4 низкого уровня воды недостатка воды в системе отопления напряжение через мостовую выпрямительную схему BD в компаратор IC18 блока 18 определения низкого уровня воды, показанного на фиг.15, не подается. В результате этого инвертирующий вход (-) компаратора IC18 имеет низкий уровень, а с его выхода снимается сигнал высокого уровня. Этот сигнал высокого уровня через диод D37 поступает на резистор R21 блока 12 и открывает транзистор TR3. Когда транзистор TR3 открыт, выход компаратора IC4 соединен с землей. В результате этого подача напряжения в схему CPD4 запуска циркуляционного насоса выходного блока 13 прекращается, и происходит остановка циркуляционного насоса 5. В это же время сигнал высокого уровня с выхода компаратора IC18 через диод D38 поступает в блок сигнализации, и в регуляторе температуры помещений индицируется сигнал тревоги. Сигнал с выхода компаратора IC18 через диод D38 и диод D39 блока 16 обнаружения перегрева также поступает на инвертирующий вход (-) компаратора IC7, с выхода которого снимается сигнал низкого уровня. В результате этого прекращается работа горелки 3 и топливного насоса, входящего в состав устройства подачи топлива. Сигнал с выхода компаратора IC18 через диод D36 также поступает на вход AW схемы AWD5 управления клапаном для подачи воды выходного устройства 13. В схеме AWD5 сигнал, поступающий на базу транзистора TR13, открывает его, вызывая срабатывание реле RY5, которое открывает клапан 72 для подачи воды в водяную камеру 21.

Если вода в водяной камере 21 достигает заранее установленной отметки, которая выше заранее установленного низкого уровня, то датчик S4 низкого уровня воды обеспечивает подачу напряжения через мостовую выпрямительную схему BD в компаратор IC18, и с его выхода снимается сигнал низкого уровня. Поэтому сигнал тревоги исчезает, и котел готов к нормальной работе.

Из предыдущего описания ясно, что система обнаружения низкого уровня воды в соответствии с настоящим изобретением позволяет при обнаружении нехватки воды пополнять водяную камеру водой автоматически, без каких-либо вызывающих затруднение манипуляций, что является удобным в обращении.

С другой стороны, когда температура воды для отопления помещений чрезмерно повышается и достигает опасного уровня из-за работы котла при высокой температуре в течение длительного времени или из-за потребления горячей воды в течение длительного времени, блок 16 обнаружения перегрева посылает сигнал аварийного выключения в блок 12 управления для остановки работы котла.

Далее этот процесс описан со ссылкой на схему блока 16 обнаружения перегрева, показанную на фиг.13.

Если при работе котла возникает его перегрев, то он обнаруживается датчиком S2 перегрева, который находится в теплообменной камере 2 и объединен с датчиком S1 температуры. В связи с этим компаратор IC16, инвертирующий вход (-) которого соединен с датчиком S2, вырабатывает сигнал низкого уровня, который через диод D31, резистор R71 и конденсатор С10 поступает на неинвертирующий вход (+) компаратора IC17. Поэтому с выхода компаратора IC17 снимается сигнал высокого уровня, который является сигналом аварийного выключения. Этот сигнал с выхода компаратора IC17 через диоды D35 и D39 поступает на инвертирующий вход (-) компаратора IC7 блока 12 управления, с выхода которого снимается сигнал низкого уровня. Так как в этом случае компаратор IC7 не может выдать сигнал высокого уровня, работа котла прекращается, и выполняется, таким образом, его аварийное выключение из-за перегрева. Сигнал с выхода компаратора IC17 через диод D35 поступает также в блок сигнализации, который выдает сигнал тревоги, информирующий оператора о перегреве котла.

В виде альтернативы, блок 16 обнаружения перегрева может содержать один компаратор IC17, как показано на фиг.14. В этом случае можно получить простую и недорогую, но менее чувствительную схему.

Возврат к нормальной работе устройства 10 управления после остановки котла, вызванной перегревом, может осуществляться просто нажатием кнопки RSW возврата к работе (фиг.13), которая находится на панели управления 10 устройства управления, укрепленной на внешней стороне передней дверцы кожуха 1 котла. Такое расположение кнопки RSW в устройстве 10 управления может быть реализовано при использовании в качестве датчика S2 терморезистора и объединении блока 16 обнаружения перегрева с устройством 10 управления.

Далее будет описана операция возврата к работе со ссылкой на фиг.13.

При нажатии кнопки RSW возврата к работе напряжение высокого уровня с выхода компаратора IC16 замыкается на землю через диод D31, резистор R71 и диод D32. В связи с этим на неинвертирующий вход (+) компаратора IC17 подается сигнал высокого уровня, а с его выхода снимается сигнал низкого уровня. В результате этого сигнал тревоги, индицируемый в блоке сигнализации, снимается. В это же время прекращается выдача сигнала высокого уровня на инвертирующий вход (-) компаратора IC17 блока 12 управления. В этом состоянии могут быть возобновлены режим отопления помещений и нормальная работа котла путем подачи сигнала высокого уровня с выхода компаратора IC7.

Поскольку в соответствии с настоящим изобретением кнопка RSW возврата к работе, связанная с блоком 17 аварийного выключения, соединена с блоком 16 обнаружения перегрева, как было показано выше, то с ее помощью повторный пуск котла может быть выполнен без необходимости открывания передней дверцы кожуха котла, что является удобным в эксплуатации. С такой необходимостью приходится сталкиваться в известных котлах. Надо заметить, что нажатием кнопки RSW достигается лишь возврат котла к состоянию готовности к повторному пуску.

При нормальной работе котла топливо с помощью топливного насоса впрыскивается в горелку 3, и обычно достигается его горение. Однако если горения топлива не происходит, то оно из-за непрерывной подачи скапливается в топливной камере, что является нежелательным. Чтобы избежать этого явления, необходимо устройство аварийного выключения. Для этой цели в настоящем изобретении предусмотрен блок 17 аварийного выключения, в состав которого входит датчик S5 пламени, расположенный вблизи горелки 3.

Далее будет описана работа блока 17 аварийного выключения, показанного на фиг.11.

Если во время работы топливного насоса пламя (а именно свет от горения) отсутствует, и это определяется датчиком S5 пламени, то на входе инвертора IC13 устанавливается сигнал высокого уровня, а с выхода инвертора IC14, соединенного последовательно с инвертором IC13, также снимается сигнал высокого уровня. Данный сигнал высокого уровня с выхода инвертора IC14 через резистор R50, диод D20 и резистор R51 поступает на базу транзистора TR7 и открывает его. Одновременно с этим напряжение, прикладываемое к инвертирующему входу (-) компаратора IC15, подается на коллектор транзистора TR8, эмиттер которого соединен с коллектором транзистора TR7. В результате этого на инвертирующем входе (-) компаратора IC15 устанавливается сигнал низкого уровня, а с его выхода, таким образом, снимается сигнал высокого уровня, и загорается светодиод LED2, сигнализирующий о неправильной работе котла. Сигнал с выхода компаратора IC15 также поступает в блок сигнализации для выдачи сигнала тревоги, указывающего на ненормальное состояние котла. В это же время сигнал с выхода компаратора IC15 поступает на инвертирующий (-) вход компаратора IC7 блока 12 управления, с выхода которого снимается сигнал низкого уровня. Таким образом прекращается работа горелки 3. Сигнал низкого уровня с выхода таймера IC10 поступает в схему EPD3 запуска топливного насоса. Поэтому транзистор TR11 закрывается, что вызывает переключение реле RY3, управляющего электромагнитным топливным насосом, в состояние ВЫКЛ. Таким образом процесс подачи топлива прекращается.

В этом состоянии при нажатии кнопки RSW возврата к работе напряжение, приложенное к неинвертирующему входу (+) компаратора IC15, замыкается через кнопку RSW на землю. В результате этого с выхода компаратора IC15 снимается сигнал низкого уровня, светодиод LED2 гаснет, а блок сигнализации отключается.

Так как кнопка RSW2 подключена к блоку 12 управления через диод D12, при нажатии через нее протекает ток с блока 12 управления на землю, вызывая отключение горелки. Таким образом, безопасность обеспечивается даже во время выполнения устройством управления операции возврата к нормальной работе.

Как уже было сказано, устройство управления в соответствии с настоящим изобретением выполняет также функцию принудительного водоснабжения. Выполнение этой функции устройством 10 управления описано ниже со ссылкой на фиг. 12.

При нажатии кнопки MWB принудительного водоснабжения для подачи воды в водяную камеру 21 напряжение VCC источника прикладывается ко входу СР схемы CPD4 запуска циркуляционного насоса через диод D29 и ко входу AW схемы AWD5 управления подачей воды через диод D30. В схеме CPD4 запуска циркуляционного насоса сигнал, поступающий на базу транзистора TR12, открывает его, возбуждая реле RY4. При срабатывании реле RY4 осуществляется запуск циркуляционного насоса 5. В схеме AWD5 управления подачей воды сигнал, поступающий на базу транзистора TR13, открывает его, возбуждая реле RY5. При срабатывании реле RY5 открывается клапан 72 для подачи воды, и вода через него поступает в водяную камеру 21. Напряжение VCC источника через резисторы R65 и R67 подается на оба светодиода LED3 и LED4 соответственно, которые загораются, свидетельствуя о работе циркуляционного насоса 5 и одновременно о поступлении воды через клапан 72. Как было сказано выше, в соответствии с настоящим изобретением схема 15 предназначена для предотвращения возможного заклинивания циркуляционного насоса 5. Например, при выборе режима водоснабжения с помощью регулятора температуры помещений соответствующий сигнал, а именно сигнал водоснабжения, через блок 11 приема сигналов регулятора температуры поступает в блок 12 управления, и с его выхода активный сигнал для запуска системы водоснабжения поступает в выходной блок 13. В связи с этим активизируются схема BMD1 запуска двигателя горелки, схема ITD2 запуска трансформатора зажигания и схема EPD3 запуска топливного насоса. Таким образом, вода в водяной камере 21 нагревается до температуры порядка 85-90 градусов Цельсия, чтобы температура горячей воды в системе водоснабжения была порядка 40-60 градусов. В обычных котловых системах, в которых и горелка, и циркуляционный насос постоянно работают в режиме отопления помещений, циркуляционный насос не предназначен для работы в режиме водоснабжения ( хотя циркуляционный насос обычно расположен в линии возврата воды, он может быть также расположен в линии подачи воды для отопления помещений так, как в варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.6). В результате в летнее время циркуляционный насос не работает в течение нескольких месяцев. Однако работа системы водоснабжения осуществляется даже в летнее время, чтобы избежать случаев заклинивания циркуляционного насоса 5.

Далее будет описана операция предотвращения заклинивания со ссылкой на фиг.16.

Когда сигнал водоснабжения из регулятора температуры помещений поступает в блок 11 приема сигналов регулятора температуры помещений и далее в блок 12 управления (фиг.9), т.е. когда схема 15 предотвращения заклинивания распознает этот сигнал, напряжение VCC источника через диод D42 и резистор R84 подается на неинвертирующий вход (+) компаратора Q3, с выхода которого снимается сигнал высокого уровня. Данный сигнал высокого уровня с выхода компаратора Q3 через схему заряда, содержащую конденсатор С21 и диод D43, поступает на неинвертирующий вход (+) компаратора Q4, с выхода которого снимается сигнал высокого уровня, поступающий через диод D44 и резистор R89 в схему CPD4 запуска циркуляционного насоса для запуска этой схемы. В этом случае время работы циркуляционного насоса 5 определяется постоянной времени RC схемы заряда и составляет примерно 30-40 с.

С другой стороны, схема 15 предотвращения заклинивания выполнена так, что когда температура воды в водяной камере 21 высока, она временно запрещает работу циркуляционного насоса 5, даже если принят сигнал водоснабжения с блока 11 приема сигналов регулятора температуры помещений.

Таким образом, если температура воды, определяемая датчиком S1 температуры (фиг.10), выше 40 градусов Цельсия, на неинвертирующем входе (+) компаратора Q1 схемы 15A считывания устанавливается сигнал низкого уровня, и с его выхода снимается сигнал низкого уровня. Следовательно, с выхода компаратора Q2, соединенного последовательно с компаратором Q1 также снимается сигнал низкого уровня. В результате этого напряжение VCC источника подается на диод D42 так, что на неинвертирующем входе (+) компаратора Q3 схемы 15В управления циркуляционным насосом устанавливается сигнал низкого уровня, на его инвертирующем входе (-) сигнал высокого уровня, а с его выхода снимается сигнал низкого уровня. Таким образом, циркуляционный насос 5 отключается так же, как показано выше.

В виде альтернативы схема 15 предотвращения заклинивания может быть реализована в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на фиг.17.

В этом случае схема предотвращения заклинивания содержит схему A распознавания, вход которой соединен с блоком 11 приема сигналов регулятора температуры помещений, а ее выход со схемой D таймера, в которую входит таймер МС, и со схемой В управления циркуляционным насосом, в которую входят инвертор Q13, транзистор TR21 и диод SD1, и генераторную схему С, которая соединена с таймером МС схемы D таймера и имеет два инвертора Q14 и Q15 и три резистора R101, R102, и R103. Схема A распознавания содержит компаратор Q11 и инвертор Q12. Инвертирующий вход (-) компаратора Q11 через резистор R100 соединен с датчиком S1 температуры, а его неинвертирующий вход (+) соединен с отводом делителя напряжения, образованного резисторами R108 и R109, подключенными между источником напряжения 12В и землей. Выход компаратора Q11 через диод SD2 соединен с шестым входом таймера МС. Вход инвертора Q12 соединен с блоком 11 приема сигналов регулятора температуры помещений для распознавания сигнала водоснабжения. Выход инвертора Q12 через диод SD3 соединен с шестым входом таймера МС. Вход инвертора Q13 схемы В управления циркуляционным насосом соединен с третьим выходом таймера МС, а его выход через диод SD1 соединен с коллектором транзистора TR21. Выход инвертора Q13 и резистор R111 соединен также с блоком 12 управления. Эмиттер транзистора TR21 подключен к земле, а его база к диоду SD2 схемы A распознавания через резистор R106. Выход инвертора Q14 генераторной схемы С через резистор R101 соединен со входом таймера МС. Вход инвертора Q15 соединенного последовательно с инвертором Q14, через диод SD4 соединен с десятым выходом таймера МС. Резистор R102 подключен между выходом инвертора Q14 и точкой соединения диода SD4 и резистора R103. При применении такой схемы циркуляционный насос 5 может функционировать временно во время работы системы водоснабжения, поддерживая таким образом состояние работоспособности. Схема предотвращения заклинивания, выполненная в соответствии с данным вариантом осуществления может срабатывать не только при распознавании сигнала водоснабжения, но также при распознавании внешнего сигнала.

Далее будет описана работа схемы предотвращения заклинивания, выполненной в соответствии с вышеуказанным вариантом осуществления.

При нажатии кнопки водоснабжения в составе регулятора температуры помещений сигнал водоснабжения с блока 11 приема сигналов этого регулятора поступает в инвертор Q12 схемы A распознавания, с выхода которого снимается сигнал низкого уровня. В это время датчик S1 считывает температуру воды в водяной камере 21, и если она не превышает 40 градусов Цельсия, то на инвертирующем входе (-) компаратора Q11 устанавливается сигнал высокого уровня, а с его выхода снимается сигнал низкого уровня, который поступает на шестой вход таймера МС, при этом таймер МС запускается, и с его третьего выхода в течение заранее установленного времени снимается сигнал низкого уровня. Реагируя на поступление с таймера МС сигнала низкого уровня, инвертор Q3 схемы В управления циркуляционным насосом вырабатывает сигнал высокого уровня, который поступает в блок 12 управления. Таким образом, циркуляционный насос 5 запускается на несколько десятков секунд.

В это же время с десятого выхода таймера МС снимается сигнал высокого уровня, от которого запускается генераторная схема С для запуска таймера.

По истечении установленного времени операции счета таймером МС, в течение которого на его третьем выходе поддерживается низкий уровень сигнала, уровень сигнала на третьем выходе становится высоким. В результате этого с выхода инвертора Q3 схемы В управления циркуляционным насосом снимается сигнал низкого уровня, который выключает циркуляционный насос 5. Точно так же, как и в упомянутом выше варианте, показанном на фиг.16, если температура воды в водяной камере 21 выше 40 градусов Цельсия, то на инвертирующем входе компаратора Q11 устанавливается сигнал низкого уровня, а с его выхода снимается сигнал высокого уровня. В ответ на поступление этого сигнала, таймер МС и, вследствие этого, циркуляционный насос 5 останавливаются.

При поступлении в схему В управления циркуляционным насосом сигнала высокого уровня с выхода компаратора Q11 открывается транзистор TR21, который служит для шунтирования сигнала управления циркуляционным насосом, поступающего с таймера МС.

Из предыдущего описания очевидно, что настоящее изобретение обеспечивает работающий при атмосферном давлении водогрейный котел, содержащий бак для добавления воды, расположенный в кожухе котла и выполняющий функцию компенсационного водяного бака, что позволяет осуществлять равномерную циркуляцию воды в системе отопления при атмосферном давлении. В соответствии с настоящим изобретением функции накапливания воды и добавление ее в систему отопления выполняются автоматически без подачи ее извне, и поэтому содержание кислорода, растворенного в воде для отопления помещений, становится минимальным (так как при нагревании воды кислород испаряется и образует пузырьки воздуха, которые попадают в атмосферу через бак для добавления воды). Таким образом, становится возможным сохранить потери тепла, устранить неудобство, вызванное необходимостью периодического удаления воздуха, и избежать коррозии. Если при работе котла обнаруживается нехватка воды в системе отопления, то в соответствии с настоящим изобретением ее добавление осуществляется открытием клапана для подачи воды, которое происходит при определении датчиком низкого уровня воды. Так как бак для добавления воды, выполняющий функцию регулирования водяного давления, расположен в кожухе котла, общий размер котла может быть небольшим. Кроме того, есть возможность упростить операции по установке котла и подключению труб, избежать загрязнения воды для отопления помещений и повысить безопасность его работы. В соответствии с настоящим изобретением в составе устройства управления также предусмотрена кнопка ручного возврата к работе. При наличии этой кнопки выполняются функции сброса состояния останова котла, вызванного перегревом, или принудительного водоснабжения. Таким образом, есть возможность создания надежного котла, имеющего усовершенствования в области безопасности и сервиса. В соответствии с настоящим изобретением датчики температуры для определения перегрева и температуры воды в системе отопления состоят из терморезисторов и могут быть объединены в один датчик. Поэтому достигается преимущество в выполнении функций определения перегрева и температуры воды для отопления помещений с помощью одного датчика. В соответствии с настоящим изобретением операция возврата к работе для сброса состояния останова котла, вызванного перегревом, выполняется в устройстве управления, что является удобным в обращении. Если во время работы котла воды оказывается недостаточно, настоящее изобретение позволяет обнаружить это, остановить котел и одновременно восполнить недостаток воды, повышая, таким образом, эффективность работы котла. Устройство управления также содержит схему предотвращения заклинивания циркуляционного насоса, которая позволяет периодически включать насос при каждой операции горячего водоснабжения. Такая периодическая работа циркуляционного насоса позволяет предотвратить заклинивание его крыльчатки и вызванных им последствий, а также продлить срок службы циркуляционного насоса. В частности, предусмотрена схема безопасности, которая запрещает работу котла во время выполнения операции возврата к работе, т.е. снятия состояния останова котла. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает котел, усовершенствованный с точки зрения безопасности и удобства в эксплуатации.

Хотя в данном описании в пояснительных целях представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалисты должны понимать, что возможны различные модификации, дополнения и замены без отступления от сущности и объема изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретенияя

Использование: в котловой водогрейной системе для отопления помещений. Сущность изобретения: бак для добавления воды, открытый для атмосферного воздуха, расположен в кожухе котла, линия добавления воды в систему отопления соединена с линией подачи горячей воды и снабжена электромагнитным клапаном, в баке для добавления воды расположен датчик, реагирующий на низкий уровень воды и обеспечивающий автоматическое добавление воды для отопления помещений путем открывания и закрывания электромагнитного клапана в соответствии с сигналом этого датчика; для автоматической подачи воды в водяную камеру при ее недостатке предусмотрена схема обнаружения перегрева, снабженная переключателем защиты от перегрева, расположенным снаружи кожуха котла. Котловая система также содержит схему предотвращения заклинивания циркуляционного насоса, обеспечивающую его периодический запуск на короткое время в летние месяцы, когда система отопления помещений не работает продолжительное время, для того, чтобы циркуляционный насос был всегда готов к нормальной работе. 2 с.и 15 з.п ф-лы, 17 ил.

1. Котловая водогрейная система, содержащая котел, заключенный в кожух, теплообменную камеру, расположенную внутри кожуха котла и имеющую водяную камеру с горячей водой, используемой для отопления помещений, циркуляционный насос для циркуляции этой воды в циркуляционном контуре, включающем линию подачи воды для отопления помещений и линию возврата воды для отопления помещений, с осуществлением функций отопления помещений и горячего водоснабжения путем принудительной циркуляции, бак для добавления воды и устройство горячего водоснабжения, имеющее линию подвода холодной воды, отличающаяся тем, что бак для добавления воды выполнен открытым для атмосферного воздуха и расположен в кожухе котла ниже уровня воды в водяной камере при работе котла и имеет средства автоматического выполнения операций добавления воды для отопления помещений в водяную камеру и накапливания воды для отопления помещений из водяной камеры в системе, а линия подвода холодной воды имеет ответвление на линию добавления воды, соединенную с водяной камерой и имеющую клапан для подачи воды, предназначенный для пропускания при его открывании воды из линии подвода холодной воды через линию добавления воды, при этом система дополнительно содержит средства управления для открывания указанного клапана, когда уровень воды в баке для добавления воды понижается до заранее установленного низкого уровня, имеющие датчик низкого уровня воды для обнаружения достижения заранее установленного низкого уровня воды, указывающего на недостаток воды для отопления помещений в системе и, вследствие этого, автоматического добавления воды извне в указанную камеру. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанные средства автоматического выполнения операций добавления и накапливания воды для отопления помещений содержат компенсационную трубу, соединяющую бак для добавления воды с теплообменной камерой и снабженную патрубком для регулировки внутреннего давления в водяной камере так, что давление воды для отопления помещений, изменяющееся в зависимости от изменения плотности этой воды, вызванного изменением ее температуры в водяной камере, регулируется автоматически. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что циркуляционный насос расположен внутри кожуха котла. 4. Система по п.1 или 3, отличающаяся тем, что циркуляционный насос подключен к линии возврата воды для отопления помещений. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанный бак для добавления воды расположен внутри кожуха котла. 6. Система по п.1 или 3, отличающаяся тем, что циркуляционный насос подключен к линии подачи воды для отопления помещений. 7. Устройство для управления работой котловой системы, содержащей котел, снабженный горелкой, имеющей двигатель горелки, трансформатор зажигания и топливный насос, теплообменную камеру, образованную в котле и имеющую водяную камеру с горячей водой, используемой для отопления помещений, циркуляционный насос для циркуляции воды для отопления помещений в циркуляционном контуре, компенсационный бак для добавления воды в указанную водяную камеру и клапан для подачи воды, соединяющий указанный компенсационный бак с внешним источником водоснабжения, отличающееся тем, что оно содержит средства управления для приема сигналов с периферийного оборудования, распознавания этих сигналов и выдачи управляющих сигналов в соответствующие исполнительные органы системы, а именно двигатель горелки, трансформатор зажигания, топливный двигатель, циркуляционный насос и клапан для подачи воды, регулятор температуры помещений, средства приема сигнала запуска от регулятора температуры помещений и выдачи в соответствии с ним преобразованного сигнала в средства управления, составной датчик температуры, расположенный в теплообменной камере и имеющей первую часть для определения температуры воды для отопления помещений в водяной камере, и вторую часть для обнаружения перегрева этой воды, средства индикации температуры для приема сигнала с указанного датчика температуры и индикации в соответствии с ним температуры воды для отопления помещений, средства обнаружения перегрева, содержащие первый компаратор, соединенный с второй частью составного датчика температуры, для сравнения температуры, определяемой второй частью датчика, с опорной температурой и выработки сигнала перегрева, и второй компаратор, соединенный с указанным первым компаратором, для выдачи сигнала аварийного выключения в средства управления при приеме с первого компаратора сигнала перегрева, средства обнаружения низкого уровня воды для приема сигнала с известного датчика низкого уровня воды, находящегося в указанном компенсационном баке, выдачи сигнала низкого уровня воды средствам управления при обнаружении недостатка воды в соответствии с принятым сигналом и одновременной выдачи сигнала подачи воды в клапан для подачи воды, датчик количества оставшегося топлива, средства определения количества топлива по сигналу с датчика количества оставшегося топлива и средства предотвращения заклинивания циркуляционного насоса для его временного включения во время работы котловой системы в режиме горячего водоснабжения. 8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средства обнаружения перегрева содержат один компаратор, соединенный с указанным датчиком перегрева, для сравнения определяемой им температуры с опорной температурой и выдачи в случае обнаружения перегрева сигнала аварийного выключения в средства управления. 9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства возврата к работе для снятия состояния останова работы котла, вызванного сигналом аварийного выключения, поступающим со средств обнаружения перегрева. 10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что средства возврата к работе содержат ручную кнопку, установленную с возможностью наружного доступа, для шунтирования сигнала аварийного выключения, поступающего со средств обнаружения перегрева в средства управления. 11. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства шунтирования сигнала запуска двигателя горелки, который поступает со средств управления в выходные средства во время осуществления указанными средствами возврата к работе операции снятия состояния останова котла для предотвращения работы котловой системы. 12. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средства выработки сигнала принудительного запуска и его выдачи в выходные средства для принудительного запуска циркуляционного насоса и управления клапаном для подачи воды. 13. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанные средства предотвращения заклинивания содержат схему распознавания режима водоснабжения для приема сигнала подачи воды со средств обнаружения низкого уровня воды и выдачи сигнала распознавания режима водоснабжения схему управления циркуляционным насосом для приема сигнала распознавания режима водоснабжения со схемы распознавания режима водоснабжения и выдачи сигнала запуска циркуляционного насоса в выходные средства и схему заряда для выдачи сигнала запуска циркуляционного насоса со схемы управления циркуляционным насосом в течение заранее заданного временного интервала. 14. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанные средства предотвращения заклинивания содержат схему распознавания режима водоснабжения для приема сигнала подачи воды со средств обнаружения низкого уровня воды и выдачи сигнала распознавания режима водоснабжения, схему управления циркуляционным насосом для приема сигнала распознавания режима водоснабжения со схемы распознавания режима водоснабжения и выдачи сигнала запуска циркуляционного насоса в выходные средства, схему таймера для выдачи сигнала запуска циркуляционного насоса со схемы управления циркуляционным насосом в течение заранее заданного временного интервала и генераторную схему для запуска таймера. 15. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что средства предотвращения заклинивания дополнительно содержат схему обнаружения заранее установленной температуры воды для отопления помещений и предотвращения выдачи сигнала запуска циркуляционного насоса со схемы управления циркуляционным насосом при обнаружении этой температуры. 16. Устройство по п.12 или 13, отличающееся тем, что указанный заранее заданный временной интервал равен 30 40 с. 17. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанная схема заряда содержит конденсатор и резистор, определяющие заранее заданную постоянную времени RC, соответствующую заранее заданному временному интервалу.