用于改进供热系统中供热系统效率的方法及控制器技术方案

一种用于改进供热系统效率的方法与装置。一个电子线路感应来自锅炉能量值传感器（２６）例如一个热动开关或自动调压器的点火信号。该电路阻止锅炉能量值传感器点火燃烧器。与此同时，该电路感应在锅炉（６）的流出口管路（２０）的一个能量值。在点火信号第一次出现时，该电路监视流出口能量值并记录流出口能量值。然后该电路继续监视流出口能量，直至它检测出一个自最初流出口能量值的能量下降。该电路通过点火燃烧器（１０）响应这一能量下降。本发明专利技术自适应地响应当前的热负载、减少启停周期的数目、增加每一燃烧器的运行时间，同时，减少了总运行时间、改善了燃料的消耗、并降低了空气的污染。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于改进供热系统效率的方法与装置，具体地说，涉及利用一台锅炉加热一种流体(例如水或蒸气)以通过一个热交换器把热量传输给一个需要加热的空间的供热系统。1941年12月16日授权于Osterheld的题为“非峰值水供热系统”的美国专利2，266，245。该专利涉及“由时间和水温控制的装置，在水箱水量低于一个预定的水量部分且非峰值期开始时水箱中的水是热的情况下，这种装置可导致供热器在这一时刻开始增能，并在水箱水量的一个预定的水量部分在非峰值期开始时是热的情况下，把供热器的增能延迟非峰值期开始之后的一段可调整的、预定的时间长度。”1978年8月22日授权于keeney的题为“用于加热一个装置的控制设备和过程”的美国专利4，108，375。该专利涉及对“供热媒体温度和装置外部温度”的比较，以及把“供热媒体降低到所需的最低温度。”1983年4月26日授权于Cargill等人的美国专利4，381，075。该专利涉及一个“用于供热系统的基于微处理器的控制器”，用于“把热交换器温度调制为户外温度的一个函数，并针对户内热水的生产提供一个补偿期。”1987年1月20日授权于Robinson的题为“锅炉周期控制器”的美国专利4，637，349，。该专利涉及“当外界温度上升时”，通过减少锅炉流温度“减少周期倾向”。有一个传感器“用于补偿控制系统和开启锅炉，以确保回流水进入锅炉时的温度不会降至一个预定的温度值之下。”1987年1月20日授权于Wildgen的题为“对于给定负载减少锅炉序列数量的锅炉控制”的美国专利4，850，310。该专利声称“为了在时间上减少锅炉序列的数量，可把施用于锅炉以启动一个序列去响应一个供热需求的请求信号作为外界温度和上一个供热周期结束以来所逝时间的一个函数被延迟。1995年11月28日授权于Martensson的题为”一个用于控制供热锅炉的设备“的美国专利5，470，019。该专利声称“测量第二温度水平之上和第一温度水平之下之间的时间，并在锅炉热动开关请求之后，把下一个周期上的供热装置的启动时间延迟一个时间间隔，这一时间间隔是所测时间的一个函数”。该专利还涉及检测龙头水的温度以及在低于预定的龙头水温度时，停止延迟。本专利技术的目的本专利技术旨在无需测量环境温度或测量或依赖所消耗的时间以计算延迟的情况下，减少周期的数量。本专利技术的一个目的在于在当前负载证明应该点火燃烧器之前，不断测量当前负载和阻止燃烧器点火。一个目的在于利用供热媒体的热质量即使在锅炉关闭之后，它也能保留热量。本专利技术对这一保留下来的热量加以利用，结合以之功效更高的燃烧周期，从而节省燃料。对本专利技术的简要描述本专利技术是一个由微处理器控制的设备。当把它适当地连接于一个燃气或燃油的热水或蒸汽锅炉时，将可提供更高的燃料效率(因为在指定时间内，总的燃烧器数量减少)。这直接涉及燃料、能量以及资金的节省。本专利技术的一个附加的好处是由于减少了燃烧周期和锅炉燃烧器的总“开启”时间，从而减少了对电的使用以及降低了维护方面的开销。试验表明通过延长燃烧器的“关停”时间(甚至是在请求“开启”之后)，将导致每“开启”周期的一个较长的“开启”时间，但减少了总的“开启”周期数目。根据实例，如果一个燃烧器周期性地“关闭”了60分钟，然后“开启”12分钟，这将导致在12小时期间内10次的“运行”总次数以及120分钟的总“开启”时间。因此，如果我们使用本专利技术的设备，“关闭”周期时间可以改变到80分钟，“开启”时间可为14分钟。当扩展到12小时的周期时，可获得7．7个运行周期的总数，且总“开启”时间为107．8分钟，这将导致与燃烧器相关的实际燃料和电耗减少11．2％，而且燃烧器的“开启”周期数目也减少了23％。对于热水锅炉应用来说，本专利技术截取和中断由锅炉的内置的热动开关所发送的致动燃烧器的信号。出于安全方面的原因，锅炉的内置的热动开关决没有被本专利技术所取消，它只是被中断。锅炉热动开关仍负责锅炉的最高温度的设置。本专利技术通过在锅炉热动开关“请求供热”的瞬间，取出一个温度读数(通过本专利技术的尽可能靠近锅炉与／或户内热水供热盘管的排出口的传感器)，确定允许接通电路和其后对锅炉的燃烧器的启动的最佳时机，并存储这些读数。通过相同的传感器(一或多个)，把这些所存储的读数与相继的温度读数进行比较。当各温度读数(当与其相应的存储值进行比较时)之间的所希望的差量(可由用户加以调节)被超过时，电路将得以接通。温度传感器还执行监视供热媒体温度与／或户内水温度的任务，并将在达到一个用户可调节的绝对最小值时，取消对“温度差”的测定(并接通燃烧器电路)。就系统的灵活性而言，温度传感器(一个或多个)可被替代，或与一个依赖于压力的开关或热动开关或任何其它的装置(当所达到所希望的最小温度时，这些装置把传感器信号的引线电气地短路)并行运行。传感器的数目是由具体的安装所决定的，并依赖于应用(即，仅供热、供热和户内热水生成、或仅户内热水生成)。对于蒸汽锅炉应用来说，本专利技术截取和中断由锅炉的内置的自动调压器与／或户内热水热动开关所发送的致动燃烧器的信号。为了安全起见，锅炉的内置的自动调压器／热动开关决没有被本专利技术所取消，它只是被中断。锅炉自动调压器仍负责锅炉的最大压力设置且户内热水热动开关负责最大水温度的设置。本专利技术通过在锅炉自动调压器或热水热动开关“请求供热”的瞬间，取出一个压力／温度读数(通过本专利技术的尽可能靠近锅炉与／或户内热水供热盘管的排出口的传感器)，确定允许接通电路和其后对锅炉燃烧器的启动的最佳时机，并把存储这些读数。通过相同的传感器(一或多个)，把这些所存储的读数与相继的温度读数进行比较。当各压力或温度读数(当与其相应的存储值进行比较时)之间的所希望的差量(可由用户加以调节)被超过时，电路将得以接通。本专利技术的传感器还执行监视供热媒体温度与／或户内水温度的任务，并将在达到一个用户可调节的绝对最小值时，取消对“压力／温度差”的测定(并接通燃烧器电路)。就系统的灵活性而言，压力／温度传感器(一个或多个)可被替代，或与一个依赖于压力的开关、热动开关或任何其它的装置(当所达到所希望的最小温度达到时，这些装置把传感器信号的引线电气地短路)并行运行。传感器的数目是由具体的安装所决定的，并依赖于应用(即，仅供热、供热和户内)。对附图的简要说明附图说明图1是一张系统图，说明了安装在一个供热系统中的本专利技术装置。图2是一张电路图，说明了安装在一个锅炉燃烧器电路中的本专利技术装置。图3是本专利技术的控制电路的一张电路图。图4是关于各种系统温度的一组图(不使用和使用本专利技术的操作)。对附图的详细描述如图1所示，总地用数字2表示的一个供热系统被设计用于加热一个空间4。这一系统包括一个锅炉6。燃烧器8对锅炉6进行点火，以加热锅炉。所述锅炉被常规地使用，无论锅炉实际上是用于烧开水(例如在蒸汽加热应用中)，还是仅仅对水进行加热(例如在压力热水加热应用中)。来自燃烧器8的火焰10加热锅炉6的内墙14或热交换管(未在图中示出)，锅炉6包括流体的热传输媒体16，例如水或蒸汽，并通过一个传送流体的热传输媒体16的流出口管路17把热量提交给热交换器，例如散热器18。热交换器或散热器18通常位于远离锅炉的空间4中。散热器18把热量传输给空间4。户本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进一个供热系统中供热系统效率的方法，这一供热系统拥有： 一个锅炉； 一个用于加热锅炉的燃烧器； 一个远离锅炉的热交换器，用于把热量传输给一个需要加热的空间； 一个流体热传输媒体，用于把来自锅炉的热量提交给热交换器； 一个流出口管路，把流体的热传输媒体传送给上述的热交换器；以及 一个在锅炉中的能量值传感器，用于： 感应一个低能量，在这一能量上锅炉要求更多的热量； 在上述的低能量点火上述的燃烧器； 感应一个最大能量；以及 在最大能量之上终止点火。 上述的方法包括： 感应来自锅炉能量值传感器的一个点火信号；以及 阻止锅炉能量值传感器点火燃烧器；与此同时， 感应在锅炉处的流出口管路的一个能量值； 监视流出口能量值； 记录在第一次点火信号出现时的流出口能量值；然后 检测一个预定的流出口能量值的变化，该变化是点火信号第一次出现时从流出口能量值的一个能量下降；以及 通过点火燃烧器响应这一变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克哈默，
申请(专利权)人：因特利达因公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]