专利名称：利用流量传感器控制供热锅炉的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用流量传感器控制供热锅炉的方法，更具体地说，涉及一种按如下步骤控制供热锅炉的方法在循环水泵运行前，利用利用安装在锅炉内的内循环供水管的出口处的流量传感器检测在供热管中循环的循环水的流量，并预先控制供热区，然后控制器将锅炉对供热区的供热能力调节到最大值，从而根据调节后的最大供热能力进行比例运行。
背景技术：
下将描述常规的冷凝式燃气锅炉。在常规的冷凝式燃气锅炉中，燃烧器安装在锅炉的上部，这样就可点燃与空气混合的燃气，并向下方燃烧。在安装在锅炉下部的用于加热的热交换器中，利用高温燃气加热流体或循环水。加热后的流体或水循环流入卧室、客厅或浴室中，以进行供热运行。
另外，在热水运行时，操作三通阀，以中断向卧室、客厅或浴室提供热水，并将阀转换到相互并联安装的热水热交换器，以将其用作热源。当循环水被送入热交换器并在热交换器中重新聚集时，对用于洗浴的循环水进行加热。
按照控制方法或密封状态，可将按上述方式构成的燃气锅炉分成不同的类型。特别是，空气比例式锅炉测量从外部吸入的空气的压力，然后将与测量的空气压力成一定比例的燃料提供给燃烧器。因此，按与空气压力的比例提供精确的燃料量，这样就提高了燃烧效率，并最大限度地减少了有害气体，从而防止对空气造成污染。
也就是说，由于调节的燃气供应量只随空气压力而变化，因此在不单独地控制气体阀的比例控制部分的情况下，相对一定的空气压力提供一定量的燃气，从而可始终维持恒定的空气-燃料比。因此，精确的比例控制操作不同于开/关控制型或流量比例式操作。
题目为“空气比例式冷凝锅炉”的韩国专利公开号10-2000-26741，申请日为2000年5月15日的韩国专利申请，于2000年8月8日授权给本申请的申请人。
图1是表示常规的空气比例式冷凝锅炉的结构示意图；图2是表示常规的空气比例式冷凝锅炉的方框图。
首先，如图1所示的冷凝式燃气锅炉，利用根据外部的大气温度调节空气压力的空气比例式方法运行，从而可始终提供恒定的空气量。冷凝式燃气锅炉包括一个密封体2，它具有一根用于根据直流(DC)鼓风机10的运行而吸入外部空气的空气吸入管3和一根用于向外部排放燃烧废气的废气排出管20；一个燃烧室4，它具有一个燃烧器12，该燃烧器用于燃烧经第一和第二电动阀46和46′和空气比例阀47提供的燃气与由直流鼓风机10吸入的空气的混合物；一个用于加热循环水的显热交换器14及一个与之成一体的潜热交换器16；一个热水热交换器34，它用于利用通过显热交换器14的热循环水加热供水；一个循环水泵22，它用于将流过循环水过滤器24和空气/水分离器26的循环水提供给潜热交换器16；及一个膨胀水箱48，它用于贮存按照三通阀28和防过压阀32的操作而输入的部分循环水。
另外，空气压力检测器53是为空气-比例而安装的，它安装在吸气腔6内，用于检测由直流鼓风机10吸入的空气的气压。如果空气-比例阀47中的压力识别器51识别出空气压力，则控制器40根据由空压识别器51检测到的空气压力控制锅炉内的燃烧室4，以进行喷射燃气的燃烧模式。另外，控制器40接收温度传感器的信号，并根据温度传感器的信号，利用表示当前的温度是否达到设定温度的数据来计算热容量。控制器40还对直流鼓风机10的转数进行功率-控制，并根据其所需的转数改变空气压力，以调节空气-比例阀47的燃气排出量，并从而调节提供给燃烧器12的燃气供应量。
更详细地说，燃烧器12安装在燃烧室4的上部，它按照直流鼓风机10的运行燃烧燃气与经吸气腔6吸入的空气的混合物。显热交换器14和潜热交换器16依次设置在燃烧器12的下方。在运行过程中，显热交换器14加热循环水，其中燃烧器产生的显热与循环水直接接触。潜热交换器16利用在与废气热接触时产生的潜热加热循环水。
通过潜热交换器16的废气通过废气管20排放到外部，而在热交换时产生的冷凝水收集在废气罩18中，然后再排放到外部。按照循环水泵22的运行，循环水在依次通过潜热交换器16和显热交换器14时被加热。利用热敏电阻52检测加热后的循环水的温度，然后将检测到的温度传送给控制器40。
用于使循环水循环流量的循环水泵22设置在锅炉的左下部。当循环水泵22运行时，已完成对室内供热的循环水经管路L1被送到循环水过滤器24。循环水过滤器24去除循环水中所含的杂质。将循环水输送到位于循环水过滤器上方的空气/水分离器26。空气/水分离器26将循环水中的空气经上空气口排放掉。
用于防止循环水压力升得过高的防过压阀32安装在循环水过滤器24和空气/水分离器26之间，该阀将部分循环水输送到膨胀水箱48，从而调节了压力。通过循环水泵22的运行，将通过空气/水分离器24的循环水经管路L2输送到潜热交换器16，然后在通过显热交换器14时对其进行加热，再经管路L3将其排放。按照三通阀28的操作，通过管路L3的循环水被输送到室内。
利用循环水的热产生热水的热交换器设置在锅炉的中下部。按照热水流量开关36的操作，通过管路L6输入的冷水在通过热水热交换器34的过程中被加热，然后通过管路L7排放。本发明的热水热交换器34具有并行式结构，并设定较小的偏差范围，因此与现有技术相比能控制到非常小的区域。这样就扩大了锅炉的工作区，从而最大限度地减少了有害废气。
燃烧供给装置安装在锅炉的右下部。根据第一和第二电动阀46和46′和从控制器40传送的直流鼓风机10的输出信号对直流鼓风机10的转数进行功率控制。同时，根据可改变燃气排放量的空气-比例阀47的操作，将通过管路L8输入的燃气经管路L9提供给位于燃烧室4上方的喷嘴8。这里，燃气供应量按照空气-比例阀47的操作而改变。因此，燃气供应量的补充要取决于外部空气的变化。利用通过点火变压器42和点火杆传递的火花对按这种方法提供的燃气进行点燃和燃烧。上述燃烧过程由控制器40控制，该控制器40通过接收由用户操纵的室内温度调节器38的输入信号进行控制。
下面将参照图2描述空气-比例式冷凝锅炉的运行过程。
控制器40接收各种输入信号，如由热敏电阻52检测的循环水温度、用户所需的室内温度和用户选择的运行时间，并根据最佳的空气-燃烧比及各种输入信号计算燃料的量。然后控制器40将信号传送给功率控制的鼓风机10，以根据计算出的燃料供给量进行功率控制，并因而按照空气压力的变化对供给燃烧器12的燃料量进行最优控制。除了DC鼓风机10外，控制器40还将信号分别传送到第一和第二电动阀46和46′及点火变压器42，从而能使锅炉正常运行。
如上所述，利用空气压力的空气-比例式锅炉计算出热量，然后对鼓风机10的转数进行功率控制，从而根据所需的转数改变空气压力。因此，按照空气压力的改变调节空气-比例阀47的燃气排放量，从而可调节将要提供给燃烧器12的燃气供应量。
换句话说，在现有技术中，在供热区广泛安装了较大热容量的锅炉，以便控制供热运行，使该运行与该供热区相适应。由于用户的爱好及当前季节的原因，他们不会开启所有的锅炉供热管道阀，所以锅炉的供热能力比实际供热区所需的供热能力大。因此，由于过度的供热能力，锅炉不是比例控制的，这样就造成燃料的浪费。
另外，在锅炉不运行的情况下，当由于循环水泵工作故障，循环水处于不循环状态，这时锅炉易处于过热状态。此外，由于循环水不循环及锅炉的不断开启和关闭，所以造成燃料的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种利用流量传感器控制供热锅炉的方法，该方法在循环水泵运行前，利用安装在锅炉内的内循环供水管的出口处的流量传感器检测在供热管中循环的循环水的流量，并预先控制供热区，然后控制器将锅炉对供热区的供热能力调节到最大值，从而根据调节后的最大供热能力进行比例运行。
为了实现本发明的上述目的，提供一种利用流量传感器控制供热锅炉的方法，以相对于循环水的流量调节各房间的热量，该供热锅炉的控制方法包括如下步骤利用安装在锅炉中的内循环供水管出口的流量传感器检测在供热管内循环的循环水流量，从而控制供热区；将由循环水流量控制的供热区与控制器内设定的锅炉供热能力相比较，并判断前者是否等于后者；根据锅炉的供热能力，将循环水流量转换成最大/最小热容量值；利用转换后的最大/最小热容量值对锅炉进行比例控制。
下面将描述本发明的利用流量传感器的供热锅炉控制方法的作用。
使锅炉中的循环水泵运行。然后，流量传感器检测循环水的流量，从而预先检测供热区。控制器将检测到的循环水流量在其内转换成所需要的热容量，并根据基于转换后的热容量值的比例公式计算循环水的比例控制温度，以达到控制用于供热目的的锅炉。
在参照附图详细地描述了本发明的优选实施例后，本发明的上述目的和其它优点将变得更加明显。其中图1是常规的空气比例式冷凝锅炉的结构示意图；图2是常规的空气比例式冷凝锅炉的方框图；图3用于解释本发明的利用流量传感器的供热锅炉控制方法的方框图；图4和图5是用于解释本发明的利用流量传感器的供热锅炉控制方法的流程图。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的一个优选实施例。另外，该实施例不是对本发明的技术范围的限制，而只是举例说明。与现有技术中相同的部件采用相同的附图标记。
图3用于解释本发明的利用流量传感器的供热锅炉控制方法的方框图。
如图3所示，本发明的供热锅炉包括一个用于通过吸气管道3吸入空气的鼓风机1；一个室内温度调节器38，它通过用户操纵一系列燃烧过程；一个点火变压器42，它用于产生的火花，以点燃所供燃料；一个循环水泵22，它用于使循环水循环流量；流量传感器50，它安装在循环水供应管内，用于测量循环水的流量；及控制器40，它将由流量传感器50检测的循环水流量与锅炉的供热能力比较，并判断前者是否等于后者，从而对锅炉进行与锅炉的供热能力相适当的比例控制。
因此，当锅炉启动，控制器40利用安装在循环水供应管内的流量传感器50检测在锅炉内循环的循环水流量，然后将循环水的流量与锅炉的供热能力相比较，以判断前者是否等于后者。
这里，在锅炉内循环的循环水的流量由流量传感器50检测。这样就可对用户需要进行供热的区域进行控制。因此，在锅炉运行期间，为了使锅炉适应实际上用户加热的供热区域，控制器自动地控制锅炉的供热能力。
另外，控制器40将流量传感器50检测的循环水流量转换成适应锅炉供热能力的最大/最小热容量，然后为了使锅炉适应供热区域，将锅炉的供热能力调节到最大热容量，然后在比例控制下运行用于供热目的的锅炉。接着，控制器40起动循环水泵22和鼓风机1，以便提供点火所必需的风量。然后接通点火变压器42，并在一定时间内维持点火所必需的风量。这样，第一和第二电动阀46和46′开启，以提供与当前供风量相适应的燃料。如果燃料已点燃，则在点火变压器42断开的状态下运行用于供热目的的锅炉。因此，由于锅炉的运行只提供与实际供热区域相匹配的热容量，所以可防止由于热容量过大而浪费燃料。另外，可防止锅炉比所必需的更为频繁的起动和停机及过热，从而可稳定地运行。
图4是用于解释本发明的利用流量传感器的供热锅炉控制方法的流程图。
如图4所示，锅炉起动后，利用安装在锅炉的内循环供水管的出口内的流量传感器检测在循环水供应管内循环的循环水的流量(S10)。因此，利用流量传感器检测循环水的流量可预先控制被加热区域。
然后，控制器将检测到的循环水流量与在控制器内设定的锅炉供热能力相比较，并判断前者是否等于后者。控制器再根据锅炉的热容量将循环水流量转换成最大/最小热容量值(S30)。然后，控制器将供热区域调节到锅炉的最大供热容能力，从而按照由调节后的最大/最小热容量决定的比例公式进行供热运行(S40)。
如图5所示，当利用控制器内的供热运行操作循环水泵时，如锅炉内的循环水泵发生故障，则利用流量传感器检测循环水的流量(S50)。因此，控制器能很快识别出循环水泵的故障(S60)，并因此中断燃料向锅炉的供应，从而使供热运行稳定，并在室内温度调节器上指示出传送来的故障状态(S70)。
如果采用如上所述的利用流量传感器的供热锅炉控制方法，则在循环水泵出现故障时不利用流量传感器检测循环水的流量。因此，控制器能很快识别循环水泵的故障，并马上中断向锅炉提供燃料，从而使供热运行稳定。
如上所述，本发明的供热锅炉控制方法在循环水泵运行前，利用安装在锅炉的内循环供应管的出口内的流量传感器检测循环水的流量，并预先控制供热区域，然后控制器将供热区域调节到最大供热能力，从而根据调节后的最大供热能力进行比例运行。因此，这种供热锅炉的控制方法可防止由于过度加热造成的过热和由于过大的热容量而造成的燃料浪费。
另外，在锅炉内的循环水泵出现故障时，流量传感器可不检测流量。因此，控制器可判断出循环水泵的故障，从而可安全地中断锅炉运行，以防止锅炉过热。
本发明不限于上述实施例，显然，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神及权利要求限定的范围的情况下，可进行许多改进和变换。
权利要求
1.一种利用流量传感器控制供热锅炉的方法，用于相对于循环水的流量调节各房间的热量，该供热锅炉控制方法包括如下步骤利用安装在锅炉中的内循环供水管出口的流量传感器检测在供热管内循环的循环水流量，从而控制供热区；由循环水流量控制的供热区与控制器内设定的锅炉供热能力相比较，并判断前者是否等于后者；根据在控制器内利用循环水的流量判断锅炉的供热能力，将循环水流量转换成最大/最小热容量值；在控制器内与供热区相适应地调节用于锅炉热容量的最大/最小热容量值，并利用由调节后的最大/最小热容量值所决定的比例公式对锅炉进行比例控制。
2.一种用于供热运行，并在锅炉内的循环水泵运行期间，当循环水泵出现故障的情况下，在锅炉的主控制器内利用流量传感器对供热锅炉进行控制方法，该供热锅炉的控制方法包括如下步骤当流量传感器不能检测流量时，在控制器内判断循环水泵是否出现故障；及在循环水泵出现故障时，在控制器内指示该循环水泵出现故障并将工作异常的信号发送室内温度调节器。
全文摘要
本发明提供一种利用流量传感器控制供热锅炉的方法。该供热锅炉的控制方法是在循环水泵运行前，利用安装在锅炉的内循环水供应管的出口内的流量传感器检测在供热管内循环的循环水流量，并提前控制供热区域，然后使控制器将供热区域调节到锅炉的最大供热能力，从而根据调节后的最大供热能力进行比例运行。因此，该供热锅炉的控制方法能稳定和精确地控制供热温度。所以这种供热锅炉的控制方法能节省燃料的费用。
文档编号F23N5/18GK1536273SQ03110128
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月11日 优先权日2003年4月11日
发明者姜信求, 姜秉熙 申请人:株式会社庆东Boiler