NO164065B

NO164065B - HEAT PROTECTION DEVICE FOR COMBINING BOILERS.

Info

Publication number: NO164065B
Application number: NO850178A
Authority: NO
Inventors: Goeran Nilsson
Original assignee: Enertech Vaerme Ab
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1985-01-16
Publication date: 1990-05-14
Also published as: DE3500854A1; FI850203A0; AT387863B; FI80157C; NO850178L; DK22785A; DK161785B; DK22785D0; FI850203L; NO164065C; ATA4685A; SE8400209L; CH668311A5; DE3500854C2; DK161785C; FI80157B; SE464051B; SE8400209D0

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved overoppvarmingsvern i forbindelse med kombinasjonsvarmekjele, innrettet for dels fast brensel og dels olje og/eller elektrisitet og innrettet til å samvirke med kjelens driftstermostat, og anordnet for ved overtemperatur i kjelen på grunn av feil ved driftstermostaten å bortkoble det matende elektriske nett som er tilkoblet kjelen. The present invention relates to a device for overheating protection in connection with a combination heating boiler, arranged partly for solid fuel and partly for oil and/or electricity and arranged to cooperate with the boiler's operating thermostat, and arranged for in the event of overtemperature in the boiler due to a fault in the operating thermostat to disconnect the feeding electrical networks connected to the boiler.

Som bekjent er et overoppvarmingsverns oppgave å avbryte kjelens oppvarming når feil oppstår på kjelens driftstermostat, som normalt regulerer kjelens temperatur. Ifølge be-stemmelsene får et overoppvarmingsvern ikke lenger tilbakestille seg automatisk når den en gang er løst ut. As you know, the task of an overheating protection device is to interrupt the boiler's heating when a fault occurs on the boiler's operating thermostat, which normally regulates the boiler's temperature. According to the regulations, an overheating protection device may no longer reset itself automatically once it has been triggered.

I en kombinasjonskjele, f.eks. fast brensel og elektrisk oppvarming skal de elektriske elementer ta over oppvarmingen når det faste brenslet er utbrent. Under oppvarmningen med fast brensel, f.eks. ved, er det ofte vanskelig å kontrol-lere kjeletemperaturen. Dette medfører at bryttemperaturen for overoppvarmingsvernet for elektrisk drift vil bli overskredet, hvilket innebærer at overoppvarmingsvernet løses ut, til tross for at det ikke var under elektrisk drift av kjelen som temperaturen ble overskredet. Når det faste bren-selet etterhvert er brent ut og den elektriske driften skal ta over oppvarmingen, er denne således bortkoblet og man får ingen varme. In a combination boiler, e.g. solid fuel and electric heating, the electric elements must take over the heating when the solid fuel has burned out. During the heating with solid fuel, e.g. wood, it is often difficult to control the boiler temperature. This means that the cut-off temperature for the overheating protection for electric operation will be exceeded, which means that the overheating protection is triggered, despite the fact that it was not during electric operation of the boiler that the temperature was exceeded. When the solid fuel is eventually burnt out and the electric operation takes over the heating, this is thus disconnected and you get no heat.

Denne vanskeliggjørende ulempe kan unngås med en anordning ved overoppvarmingsvernet ifølge foreliggende oppfinnelse, som kjennetegnes ved at overoppvarmingsvernet omfatter et spenningsavfølende organ som er innrettet til å detektere et første signal svarende til det brennstoff som kjelen drives med, og et overtemperaturorgan anordnet til å detektere et annet signal svarende til kjelevanntemperaturen, og at overoppvarmingsvernet omfatter et koblingsorgan, innrettet til å frakoble det matende elektriske nett, når såvel et første signal svarende til elektrisitets- eller oljedrift av kjelen samt et annet signal svarende til overtemperatur i kjelen detekteres, idet koblingsorganet låses i denne stilling, slik at det elektriske nett forblir frakoblet inntil såvel et første signal som angir elektrisk drift eller oljedrift såvel som et annet signal som angir normal kjelevann-temperatur blir detektert av det spenningsavfølende organ respektive overtemperaturorganet. This difficult drawback can be avoided with a device for the overheating protection according to the present invention, which is characterized in that the overheating protection comprises a voltage sensing device which is arranged to detect a first signal corresponding to the fuel with which the boiler is operated, and an overtemperature device arranged to detect another signal corresponding to the boiler water temperature, and that the overheating protection comprises a switching device, designed to disconnect the feeding electrical network, when both a first signal corresponding to electricity or oil operation of the boiler as well as a second signal corresponding to overtemperature in the boiler are detected, the switching device being locked in this position, so that the electrical network remains disconnected until both a first signal indicating electrical operation or oil operation as well as a second signal indicating normal boiler water temperature are detected by the voltage sensing device and the overtemperature device respectively.

Kombinasjonskjelen kan således drives enten med fast brensel som f.eks. koks eller ved, eller med elektrisitetsforbruk-ende drivanordninger, slik som eksempelvis elektriske elementer eller oljebrenner. Kjelen kan således være tilkoblet et enfase- eller et trefasenett. Overoppvarmingsvernet kan eksempelvis i et trefasenett være innkoblet mellom en fase-leder og nullederen. Tilkoblingen av overoppvarmingsvernet kan foretas enten mellom driftstermostat og kjele eller foran driftstermostaten. The combination boiler can thus be operated either with solid fuel such as e.g. coke or wood, or with electricity-consuming drive devices, such as, for example, electric elements or oil burners. The boiler can thus be connected to a single-phase or three-phase network. The overheating protection can, for example, in a three-phase network be connected between a phase conductor and the neutral conductor. The connection of the overheating protection can be made either between the operating thermostat and the boiler or in front of the operating thermostat.

Ved oppvarming med hjelp av ved i en kombinasjonskjele med f.eks. ved og elektrisitet, vil kjelens driftstermostat være brutt om kjelevanntemperaturen overskrider den innstilte verdien, f.eks. 70"C. Noen signalspenning tilføres under denne driftstilstand ikke til overoppvarmingsvernet. Den får dog under oppvarmingen ved hjelp av ved fra sin temperaturgiver et signal om kjeletemperaturen stiger f.eks. over When heating with the help of wood in a combination boiler with e.g. wood and electricity, the boiler's operating thermostat will be broken if the boiler water temperature exceeds the set value, e.g. 70"C. Under this operating condition, no signal voltage is supplied to the overheating protection device. However, it receives a signal during heating with the help of wood from its temperature sensor if the boiler temperature rises, for example, above

80°C. Overoppvarmingsvernet påvirkes dog ikke på grunn av at den ikke samtidig har detektert et spenningssignal som angir at kjelen befinner seg under elektrisk drift. Skulle derimot de elektriske elementer være innkoblet og kjelevanntemperaturen overskrider f.eks. 80° C, får overoppvarmingsvernet 80°C. However, the overheating protection is not affected because it has not simultaneously detected a voltage signal indicating that the boiler is under electrical operation. However, should the electrical elements be switched on and the boiler water temperature exceeds e.g. 80° C, gets the overheating protection

dels et signal fra temperaturgiveren, dels et spenningssignal til sin inngang, hvorved overoppvarmingsvernet løser ut og bryter spenningen til de elektriske elementer. Overoppvarmingsvernet forblir deretter i utløst stilling inntil den tilbakestilles manuelt. partly a signal from the temperature sensor, partly a voltage signal to its input, whereby the overheating protection triggers and breaks the voltage to the electrical elements. The overheat protection then remains in the tripped position until it is manually reset.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i tilknytning til vedlagte tegninger, der fig. 1 viser et eksempel på prinsippet for tilkobling av drift og overoppvarmingsvern til en varmekjele, The invention will be described in more detail in connection with the attached drawings, where fig. 1 shows an example of the principle for connecting operation and overheating protection to a boiler,

fig. 2 viser i blokkskjemaform et eksempel på overoppvarm-ingsvernets oppbygning, og fig. 2 shows in block diagram form an example of the structure of the overheating protection, and

fig. 3 viser et eksempel på et prinsippskjema for et overoppvarmingsvern ifølge fig. 2. fig. 3 shows an example of a schematic diagram for an overheating protection device according to fig. 2.

På fig. 1 vises hvorledes et trefasenett 1 er tilkoblet en kombinasjonsvarmekjele 2 for bl.a. elektrisk drift. Istedet for det elektriske aggregatet kan en oljebrenner være tilkoblet nettet. Til. nettet er på kjent måte innkoblet dels en driftstermostat med sin temperaturgiver 3 og sine kontakter 4, dels et overoppvarmingsvern 5 som via en kontaktor 6 med kontakter 7 kan koble inn og ut det elektriske nettet. Til kontaktoren er tilkoblet en overoppvarmingsverngiver 9, således anordnet at når den innstilte maksimumstemperaturen overskrides, skal kontaktoren koble bort nettet. In fig. 1 shows how a three-phase network 1 is connected to a combination heating boiler 2 for i.a. electrical operation. Instead of the electric unit, an oil burner can be connected to the mains. To. the network is connected in a known manner partly to an operating thermostat with its temperature transmitter 3 and its contacts 4, partly to an overheating protection device 5 which via a contactor 6 with contacts 7 can switch the electrical network on and off. An overheating protection device 9 is connected to the contactor, so arranged that when the set maximum temperature is exceeded, the contactor must disconnect the mains.

Overoppvarmingsvernet 5 er således utformet at den påvirkes kun når elektrisitet mates til kjelen. Overoppvarmingsvernet påvirkes således ikke når kjelen oppvarmes med fast brensel. Nar kjelen mates med elektrisitet for olje- eller elektrisk drift, får overoppvarmingsvernet et signal om dette fra en særskilt anordning 10. Denne kan f.eks. utgjøres av en kontakt plassert på kjelens trekkluke, idet kontakten påvirkes når trekkluken er blitt stengt, dvs. når oppvarmingen med fast brensel er opphørt. Andre løsninger for å tilveiebringe et signal til overoppvarmingsvernet om at det elektriske nettet er tilkoblet, er som nevnt tenkbare. The overheating protection 5 is designed in such a way that it is only affected when electricity is fed to the boiler. The overheating protection is thus not affected when the boiler is heated with solid fuel. When the boiler is fed with electricity for oil or electric operation, the overheating protection receives a signal about this from a special device 10. This can e.g. consists of a contact placed on the boiler's draft door, as the contact is affected when the draft door has been closed, i.e. when heating with solid fuel has ceased. As mentioned, other solutions for providing a signal to the overheating protection that the electrical network is connected are conceivable.

På fig. 2 vises i blokkskjemaform et eksempel på oppbyg-ningen av et overoppvarmingsvern 5 som arbeider ifølge det angitte prinsippet. Inngangen C er tilkoblet den nevnte kontakten 10 og inngangen B er tilkoblet nettets nulleder. Overoppvarmingsvernet 5 omfatter en spenningsdetektor 11, som også utgjør en forsyningskrets for øvrige organ i overoppvarmingsvernet . Overoppvarmingsverngiveren 9 er via inngangen T tilkoblet en overtemperaturdetektor 15, som er anordnet til når overtemperatur detekteres, via en vippekrets 14 å påvirke en utgangskrets 13. Denne krets omfatter en kontakt 16 i kretsen til kontaktoren 6, som således ved overtemperatur kobler bort nettet fra det elektriske aggregatet eller oljebrenneren. I overoppvarmingsvernet inngår også en krets 12 som er anordnet til å tilbakestille vippe-kretsen 14 og utgangskretsen 13 i utgangsstillingen når spenning på ny finnes på inngangen C. In fig. 2 shows in block diagram form an example of the construction of an overheating protection device 5 which works according to the stated principle. Input C is connected to the aforementioned contact 10 and input B is connected to the network's neutral conductor. The overheating protection 5 comprises a voltage detector 11, which also constitutes a supply circuit for other organs in the overheating protection. The overheating protector 9 is connected via the input T to an overtemperature detector 15, which is arranged to, when overtemperature is detected, via a flip-flop circuit 14 affect an output circuit 13. This circuit comprises a contact 16 in the circuit of the contactor 6, which thus disconnects the mains from the the electrical unit or the oil burner. The overheating protection also includes a circuit 12 which is arranged to reset the flip-flop circuit 14 and the output circuit 13 in the initial position when voltage is found again at the input C.

På fig. 3 vises eksempel på den prinsipielle oppbygning av de enheter som inngår i overoppvarmingsvernet. Til inngangen C er tilkoblet spenningsdetektoren 11, fra hvilken altså spenningsmatning til øvrige enheter skjer. Enheten 11 inneholder en likeretterbro og en filterkobling med en zener-diode. Utgangen på denne krets 11 er tilkoblet utgangskretsen 13 som bl.a. inneholder et relé 17 i serie med en tran-sistor 18. Reléet påvirker kontakten 16, som styrer kontaktoren 6. Transistoren 18 er tilkoblet utgangen på en hukom-melsesvippe 14, f.eks. av typen MC 14013. Vippen har en inngang R tilkoblet en operasjonsforsterkerkobling, f.eks. av typen LM 324. Operasjonsforsterkeren tilføres spenning dels fra en spenningsdeler 20, dels fra inngangskretsen 11 via en motstandskrets som også inneholder en kalibreringsmotstand 19 og temperaturgiver 9, som i dette tilfellet utgjøres av en termistor. Hukommelsesvippen 14 har sin andre inngang S tilkoblet en automatisk tilbakestillingskrets 12, som også er tilkoblet utgangen på kretsen 11. Kretsen 12 omfatter en RC-krets 21 i serie med en motstand 22 parallellkoblet med en diode. In fig. 3 shows an example of the basic structure of the units included in the overheating protection. The voltage detector 11 is connected to the input C, from which the voltage supply to other units takes place. The unit 11 contains a rectifier bridge and a filter coupling with a zener diode. The output of this circuit 11 is connected to the output circuit 13 which i.a. contains a relay 17 in series with a transistor 18. The relay affects the contact 16, which controls the contactor 6. The transistor 18 is connected to the output of a memory flip-flop 14, e.g. of type MC 14013. The flip-flop has an input R connected to an operational amplifier circuit, e.g. of the type LM 324. The operational amplifier is supplied with voltage partly from a voltage divider 20, partly from the input circuit 11 via a resistance circuit which also contains a calibration resistor 19 and temperature sensor 9, which in this case is made up of a thermistor. The memory flip-flop 14 has its second input S connected to an automatic reset circuit 12, which is also connected to the output of the circuit 11. The circuit 12 comprises an RC circuit 21 in series with a resistor 22 connected in parallel with a diode.

Etterat nettspenning via inngangen C er tilført kretsen 11, tilføres spenning også til kretsene 12, 13 og 15. I kretsen 12 oppnås da over motstanden 22 en spenning, som også oppnås over inngangen S på hukommelsesvippen 14, hvorved en slik puls oppnås på utgangen Q at transistoren 18 blir ledende og reléet 17 drar, hvorved kontakten 16 sluttes. Kontakten slutter derved strømmen til kjelens elektriske aggregat eller oljebrenner og forblir i denne stilling så lenge ikke noen overtemperatur detekteres. After mains voltage via the input C has been supplied to the circuit 11, voltage is also supplied to the circuits 12, 13 and 15. In the circuit 12, a voltage is then obtained across the resistor 22, which is also obtained across the input S of the memory flip-flop 14, whereby such a pulse is obtained at the output Q that the transistor 18 becomes conductive and the relay 17 pulls, whereby the contact 16 is closed. The contact thereby cuts off the current to the boiler's electrical unit or oil burner and remains in this position as long as no overtemperature is detected.

Dersom termistoren 9 avføler en temperatur som ligger over den maksimalt tillatte, endres resistensen i kretsen til operasjonsforsterkerne, hvorved disse påvirkes på en slik måte at en spenning påføres inngangen R på hukommelsesvippen 14. Vippen omstilles derved slik at transistoren 18 ikke lenger blir ledende, idet reléet 17 vil falle, hvorved strømmen til kontaktoren 6 brytes. Kontaktoren bryter så gjennom sine kontakter 7 tilførsel til det elektriske aggregatet eller oljebrenneren. Når spenning på ny finnes på inngangen C i kretsen 11 etter manuell påvirkning av et manøverorgan, oppnås en spenningspuls på inngangen S i hukommelsesvippen 14. Transistoren 18 blir derved på ny ledende og reléet 17 drar. Herved sluttes strømmen til kontaktoren 6 som i sin tur slutter strømmen til det elektriske aggregatet eller oljebrenneren, hvoretter kjelen går normalt ved hjelp av driftstermostaten 4 inntil en ny overtemperatur detekteres. Termistoren 9 som avføler kjelevanntemperaturen kan være således utformet, at ved feil i termistoren eller i dens tilkoblingskrets, påvirkes overtemperaturorganet 15 og også utgangskretsen 13, hvorved kontaktoren bevirker bort-kobling av det elektriske nettet fra kjelen. If the thermistor 9 senses a temperature that is above the maximum permitted, the resistance in the circuit of the operational amplifiers changes, whereby these are affected in such a way that a voltage is applied to the input R of the memory flip-flop 14. The flip-flop is thereby reset so that the transistor 18 no longer becomes conductive, as the relay 17 will drop, whereby the current to the contactor 6 is broken. The contactor then breaks the supply to the electrical unit or the oil burner through its contacts 7. When voltage is found again at the input C in the circuit 11 after manual action of a maneuvering device, a voltage pulse is obtained at the input S in the memory flip-flop 14. The transistor 18 thereby becomes conductive again and the relay 17 trips. This cuts off the current to the contactor 6, which in turn cuts off the current to the electrical unit or the oil burner, after which the boiler runs normally with the help of the operating thermostat 4 until a new overtemperature is detected. The thermistor 9 which senses the boiler water temperature can be designed in such a way that, in the event of a fault in the thermistor or in its connection circuit, the overtemperature device 15 and also the output circuit 13 are affected, whereby the contactor causes disconnection of the electrical network from the boiler.

Ved hjelp av den i den foregående beskrevne anordning har man tilveiebragt et overoppvarmingsvern med hvis hjelp de innledningsvis nevnte ulemper unngås. Overoppvarmingsvernet er selvfølgelig ikke begrenset til den utførelsesform som er tidligere beskrevet, idet variasjoner i ulike henseender selvfølgelig er tenkbare. Således kan fremgangsmåten med å tilkoble overoppvarmingsvernet til et elektrisk nett og kjele variere. Videre kan utformningen av overoppvarmings-vernets inngående kretser variere. Således kan f.eks. over-temperaturkretsen utformes på annen måte. Videre kan utgangskretsen, istedet for som i det viste tilfellet med en separat kontaktor, omfatte et relé som kobler inn og ut det elektriske nettet. With the aid of the previously described device, an overheating protection has been provided with the help of which the drawbacks mentioned at the outset are avoided. The overheating protection is of course not limited to the embodiment described earlier, as variations in various respects are of course conceivable. Thus, the procedure for connecting the overheating protection to an electrical network and boiler can vary. Furthermore, the design of the overheating protection's input circuits can vary. Thus, e.g. the over-temperature circuit is designed in a different way. Furthermore, the output circuit, instead of a separate contactor as in the case shown, may comprise a relay which switches the electrical network on and off.

Claims

1. Device for overheating protection in connection with a combination heating boiler, arranged for partly solid fuel and partly oil and/or electricity and arranged to cooperate with the boiler's operating thermostat, and arranged to disconnect the feeding electrical network in the event of overtemperature in the boiler due to a fault with the operating thermostat which is connected to the boiler, characterized in that the overheating protection comprises a voltage sensing device (11) which is arranged to detect a first signal corresponding to the fuel with which the boiler is operated, and an overtemperature device (15) arranged to detect a second signal corresponding to the boiler water temperature , and that the overheating protection comprises a switching device (13, 16) designed to disconnect the feeding electrical network, when both a first signal corresponding to electricity or oil operation of the boiler as well as a second signal corresponding to overtemperature in the boiler is detected, the switching device (13) locked in this position, so that the electrical network remains e.g connected until both a first signal indicating electrical operation or oil operation as well as a second signal indicating normal boiler water temperature are detected by the voltage sensing device (11) and the overtemperature device (15).

2. Device as specified in claim 1, characterized in that the first signal corresponding to the type of fuel with which the boiler is operated is made up of a voltage that is fed to the combination heating boiler by electric operation or oil operation, or the supply voltage to the operating thermostat.

3. Device as specified in claim 1, characterized in that the first signal corresponding to the type of fuel with which the boiler is operated is made up of a separately supplied voltage in the case of electric operation or oil operation.

4. Device as set forth in claim 1, characterized in that the coupling device (13, 16) comprises a relay which is arranged to disconnect and connect the electric supply network to the boiler.

5. Device as set forth in claim 1, characterized in that the coupling member (13, 16) is connected to a separate contactor (6), which is arranged to disconnect and connect the electric supply network to the boiler.

6. Device as stated in claim 1, characterized in that the overtemperature sensing device (15) is connected to a thermistor (9) arranged to sense the boiler water temperature, the overtemperature device (15) being arranged to trigger the overheating protection also in the event of a fault in the thermistor or in its connecting circuit.

7. Device as specified in claim 1, characterized by a reset device connected to the voltage sensing device (11), the coupling device (13, 16) and the overtemperature device (15) and arranged to, after the overheating protection has disconnected the electrical network and voltage signal again with the help of a manual maneuvering device, the voltage sensing device (11) is supplied and normal boiler water temperature is detected in the overtemperature device (15), to influence the switching device (13, 16) so that it switches on the electrical network to the boiler.