ГАЗОВЫЙ ИНФРАКРАСНЫЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F24D15/02 F24D19/10 

Изобретение относится к системам отопления и может быть использовано для обогрева промышленных, общественных, животноводческих, спортивных и других крупногабаритных помещений и сооружений.

Существенным отличием предлагаемого типа обогревателей от традиционных систем отопления является то, что в них используется эффект инфракрасного излучения, большая часть теплового потока которого от излучателя направляется отражателем непосредственно к рабочему месту, где в короткое время создаются комфортные условия за счет поглощения инфракрасного излучения предметами, находящимися под отражателем (например, телом человека, оборудованием, телом животного и т.д.), а не за счет передачи теплоты от нагретого во всем объеме воздуха. Инфракрасное излучение воспринимается человеком и животными как "светлое" излучение от солнца.

Известен газовый инфракрасный обогреватель, содержащий трубу, нагреваемую газовой горелкой, размещенный над трубой отражатель, дутьевой вентилятор, подающий воздух в трубу, кран отключения газа. Кроме того, в комплекте обогревателя предусмотрен термостат. В трубе выполнено смотровое окно, закрытое стеклом (см. прилагаемую копию инструкции газового обогревателя "ДХ" - США).

Однако, этот обогреватель неудобен в эксплуатации, т.к. смотровое окно в трубе не может отследить отклонений в процессе включения горелки и в рабочем режиме, а может только контролировать наличие пламени в трубе. Кроме того, в данном обогревателе нельзя определять причины неисправности в случае аварийной ситуации.

Известен газовый инфракрасный обогреватель, содержащий нагреваемую газовой горелкой трубу, размещенный над трубой отражатель, вытяжной вентилятор-дымосос, устройство управления с контрольным узлом. Контрольный узел, связанный с комнатным термостатом, предназначен для:
- проверки работы реле давления газа перед зажиганием;
- подачи сигнала на предварительную продувку камеры горения;
- обеспечения работы в режиме запуска;
- контроля наличия пламени.

Если давление находится в пределах заданного интервала, то контрольный узел дает команду на розжиг горелки. Если зажигания не происходит, то горелка блокируется. Контрольный узел снабжен двумя сигнальными лампочками; красная - срабатывает при включении горелки, во время предварительной продувки камеры горения, при блокировке горелки. Гаснет красная лампочка при появлении пламени. Вторая - зеленая - лампочка включается при обнаружении пламени и постоянно горит при нормальной работе обогревателя (см. "Руководства по монтажу, применению, техническому обслуживанию и эксплуатации газового обогревателя "Инфра", 1997, с. 6).

Недостатком этого обогревателя является невозможность визуального определения причин отклонений в режиме запуска и нормальной работы обогревателя, т.е. при блокировании горелки (когда загорится красная лампочка). Вследствие этого необходимы затраты времени на поиски причин неисправности или при аварийной ситуации.

Задачей изобретения является обеспечение возможности визуального контроля за работой обогревателя как в режиме запуска, так и в режиме нормальной работы, а также для быстрого обнаружения и определения причины неисправности.

Эта задача решается за счет того, что в обогревателе, содержащем нагреваемую горелкой трубу с отражателем, вентилятор и устройство управления с контрольным узлом, согласно изобретению контрольный узел выполнен в виде микроконтроллера, снабженного сигнальным световодом. Светодиод, связанный электрически с соответствующими датчиками систем обогревателя, обеспечивает идентифицирование как штатной, так и аварийной ситуаций этих систем кодированными вспышками-паузами.

Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает получение технического результата - о возникшей неисправности (так же как при штатной ситуации) в любой системе обогревателя соответствующий датчик подает сигнал на светодиод, который сигнализирует определенным кодом (пачки вспышек-пауз).

Приложенными чертежами иллюстрируется предлагаемый газовый инфракрасный обогреватель производственного помещения:
фиг. 1 - общий вид предлагаемого обогревателя;
фиг. 2 - вид по стрелке А (фиг. 1);
фиг. 3 - разрез Б-Б (фиг. 1).

Предлагаемый обогреватель содержит дутьевой вентилятор 1, закрепленный на корпусе 2 горелочного устройства. К корпусу с противоположного от вентилятора торца закреплена система труб, состоящая из пяти последовательно установленных секций 3, 4, 5, 6, 7. По стыкам секций предусмотрено по хомуту 8 с зажимом 9 и крючком 10 для подвешивания. Кроме того, обогреватель снабжен отражателем 11, установленным над трубой 3-7 параллельно ее оси. Отражатель закреплен по длине трубы несколькими планками 12 через хомуты 13 с возможностью поворота относительно оси трубы.

Для управления и контроля за режимом работы обогревателя в корпусе 2 предусмотрен микроконтроллер 14, имеющий в своем составе печатную плату микроЭВМ. Микроконтроллер своими внешними разъемами соединен с контролируемыми датчиками, расположенными в соответствующих органах управления.

На данном микроконтроллере предусмотрены следующие разъемы:
- для подключения к сетевому напряжению;
- для подключения датчика наличия пламени;
- для подключения датчика давления газа (два датчика - высокое и низкое давление);
- для подключения датчика давления воздуха (низкое);
- для подключения датчика загазованности помещения:
Микроконтроллер снабжен одним сверхмощным светодиодом, предназначенным для идентификации состояния отопителя и причин аварийного останова.

В корпусе 2 горелочного устройства, кроме микроконтроллера 14, размещен датчик 15 пламени зондовый, зонды-датчики контроля давления воздуха и газа, электророзжиг, а также штепсельные разъемы электрожгутов микроконтроллера. На корпусе 2 предусмотрен штуцер 16 подвода газа к горелочному устройству.

Работает предлагаемый обогреватель следующим образом.

Его размещают под навесом или в помещениях, исключающих прямое воздействие атмосферных осадков и солнечного излучения. Обогреватель подвешивается к потолку помещения через крючки 10.

Нагрев трубы с последующей теплоотдачей осуществляется за счет сжигания газа, который подается в горелочное устройство. Температура теплоотдающей трубы 3-7 не превышает 450^oC.

Газовоздушная смесь, поступающая в горелочное устройство, воспламеняется искрой от блока электророзжига и после срабатывания датчика 15 пламени режим работы находится под контролем микроконтроллера 14. Продукты сгорания, проходя по трубе 3-7, быстро нагревают ее, и наружная поверхность трубы становится источником инфракрасного излучения. Отражатель 11, установленный вблизи трубы, перераспределяет тепло в нужном направлении.

Работа в режиме, а также запуск и выключение обогревателя осуществляется с помощью микроконтроллера 14.

При нормальном запуске светодиод микроконтроллера 14 излучает равномерную импульсную последовательность: 1 с - вспышка, 1 с - пауза. Через 2-3 с электродвигатель вентилятора должен набрать обороты и датчик давления воздуха должен замкнуть свои контакты. Если в течение 10 с датчик давления воздуха не сработал, что говорит о неисправности или электродвигателя вентилятора или датчика давления воздуха, запуск отопителя прекращается. Светодиод выдает импульсную комбинацию, идентифицируя эту неисправность: вспышка 0,2 с - пауза 5 с. При неисправности других датчиков или при нахождении параметров не в норме светодиод излучает следующие импульсные комбинации:
.. .. .. давление газа низкое
... ... ... давление газа высокое
.... .... .... нет пламени
..... ..... ..... загазованность помещения,
где ". " - вспышка длительностью 0,2 с, пауза между вспышками 0,5 с, пауза между пачками 5 с.

После срабатывания датчика давления воздуха начинается отсчет 30 с операции продувки, включения зажигания и открытия клапанов подачи газа.

При выходе какого-либо параметра за пределы нормы центральный процессор микроконтроллера начинает отработку циклограммы останова. При восстановлении параметра происходит автоматический перезапуск с тайм-аутом 2 мин. Таким образом, микроконтроллер обеспечивает самостоятельно автоматическое управление обогревателя как в штатной, так и в аварийной ситуациях.

В системе отопления крупногабаритных строений можно использовать несколько обогревателей. Достижение комфортных условий на рабочих местах осуществляется включением отдельных обогревателей. Для этой цели может быть применен пульт дистанционного управления, который автоматически включает/выключает требуемое количество обогревателей из числа задействованных.

Положительный эффект предлагаемого обогревателя сохраняется при использовании его в системе газовых воздухонагревателей смесительного типа.

Таким образом, предлагаемый обогреватель, у которого контрольный узел выполнен в виде микроконтроллера, снабженного сигнальным светодиодом, электрически связанным с соответствующими датчиками, позволяет визуально следить за работой обогревателя как в режиме запуска, так и в режиме нормальной штатной работы, а также определять причины возможных неисправностей при минимальных временных затратах.

Устройство может быть использовано для обогрева промышленных, общественных, животноводческих, спортивных и других крупногабаритных помещений и сооружений. Обогреватель содержит нагреваемую горелкой трубу с отражателем, вентилятор, устройство управления с контрольным узлом. Контрольный узел устройства управления обогревателя выполнен в виде микроконтроллера, снабженного сигнальным светодиодом. Светодиод электрически связан с соответствующими датчиками систем обогревателя и обеспечивает идентифицирование как штатной, так и аварийной ситуаций кодированными вспышками-паузами. Техническим результатом является обеспечение визуального контроля за работой обогревателя как в штатной, так и в аварийной ситуации. 3 ил.

Газовый инфракрасный обогреватель, содержащий нагреваемую горелкой трубу с отражателем, вентилятор, устройство управления с контрольным узлом, отличающийся тем, что контрольный узел выполнен в виде микроконтроллера, снабженного сигнальным светодиодом, идентифицирующим как штатную, так и аварийную ситуации систем обогревателя кодированными вспышками-паузами, при этом светодиод электрически связан с соответствующими датчиками этих систем.