专利名称：供热锅炉的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明指涉及供热站中的一个供热锅炉装置，该控制装置有一个用以加热锅炉中的载热介质并使之在该供热站内循环的设备，以及一个用来检测供热锅炉中载热介质温度的设备，并且将信号发送给加热设备，以便当锅炉中的介质低于第一个低温度水平和高于第二个高温度水平时，分别启动和停止对介质加热。
因此，人们希望能改善供热锅炉的效率，使得它能以相当少的能量来满足最高的供热需要，对于使用燃料为燃油的燃油锅炉，更希望如此，以便在高供热需求和低供热需求两种情况下都能获得满意的供热，特别是在后一种情况下，供热锅炉的能力往往被设计得偏大。
实用新型的内容因此，本发明的目的就是要按照上面所介绍的情况来提供一种装置，针对上面所说的令人感到不方便的情况找到一种补救的办法以提高供热锅炉的效率。
上面介绍的这种发明装置就能达到这种目的，它能当载热介质的温度达到第一个低温度水平时延时启动加热设备，而该温度是通过一个检测装置测出的。
因此，本发明通过优化加热循环就有可能提高供热锅炉的效率。本发明装置中的检测设备担当起了保持供热锅炉中载热介质(通常是水)的温度的任务使其几平稳定在所说的第一温度水平和第二温度水平之间，为了简便起见，这个检测设备在下文中就叫做继电器。由于本发明中的这个装置延时启动了加热设备(该启动命令是由继电器发出的)，锅炉中载热介质的温度将稍微下降一些，但这不会对供热站的供热能力产生不利影响，因为在该建筑物循环系统中的介质温度要比锅炉中的介质温度低很多，而与锅炉相配合的截止阀能够补偿锅炉中的介质温度的小小下降。业已发现，在提供同样热能的情况下，与由继电器发出的正常停止时间相比，以一定比例来延长锅炉的停止时间并不要求以同样高的比例来延长加热器的加热时间。换句话说，这意味着，采用本发明的装置可以需要较少的能量，即以较少的燃料来得到和以前同样的供热效果，这意味着供热站的效率提高了。
在加热器使用燃油燃烧器的情况下，由于在单位时间里减少了燃烧器的启动次数，从而也能节约出另一部分的燃料，这是因为在每次启动时，都有少量的油没有来得及燃烧放出热就消失了，而在供热要求很低的情况下，这些少量的油构成了总的燃油消耗的相当大的一部分。
借助该发明装置使加热锅炉的燃烧循环得以延长，从而加热锅炉的温度稍微降低，借此减少能量损失而又不会导致任何腐蚀和过热现象。
该项发明的一个特点体现在，延长装置由第一测量器组成，它被用来测量当水的温度分别达到第一个低温度水平和第二个高温度水平之间的时间，并根据这个时间延时发出启动或停止加热设备的信号。由于有了全新的测量加热炉开关之间的时间的技术，即加热设施开关之间的时间由继电器控制，并利用这项时间测量结果来决定启动加热锅炉的延长时间，根据当时普遍的加热需求而自动调节延长时间，即在热季节自动延长，在冷季节自动缩短，或者在供热需求突然增加时，如需大量热水洗澡、冲淋等等。因此，加热锅炉的最佳延长时间可在任一时刻获得，从而加热时间，即燃油锅炉的燃烧时间在每一时间单位，比如每天均可降低到总体条件允许的低水平。在利用了延长加热循环的同时，最大限度地提高加热锅炉的效益——而不管要求怎样不同。
根据另一首选发明特点，延时设备适用于确定延时时间长短，这一时间长短是用时间装置测定的预定时间比率。选择的延时时间是时间装置测定的时间的80％，即加热锅炉中传热介质的温度从第二高温度水平降到第一低温度水平所用的时间。因此，延时时间长短在温暖季节比在寒冷季节低好几倍。
该项发明的另一个显著特点还表现在，延长装置包括一个可编程的微处理器，用于控制加热设备，以便根据需求改变延时长度，来适应供热锅炉、供热站或有特殊要求的用户提供一定的参数要求。
图1是一个供热站的简图，以及展示该发明特点的示意图。
图2-5是示意图，说明根据
图1由热水继电器测定的加热锅炉中传热介质的温度对照在某些条件下根据本发明表明的本装置功能的时间绘制成图。
此外，一个继电器11用于检测和对水箱3中被燃烧器2加热的水温做出反应。燃烧器被切断后，一旦接近继电器水的温度时，温度降到第一温度水平以下，例如75摄氏度，该继电器向燃烧器方向发出信号，从而启动继电器。然而，根据该发明设计的装置12用以延时燃烧器2启动，延长装置12以串联形式连结在燃烧器2和继电器上11。
该延长装置12包括一个微处理器，第一时间测量器用于测量超出第二温度水平的时间，该温度由继电器确定，在此温度上，继电器向燃烧器方向发出切断信号，接着温度降到所谓的第一温度。该微处理器被编程用来增加在一定的参数下，一般倾向于0.6-1.0，最好是0.8，来倍乘第一时间测量器所测出的时间。一旦接到由继电器11发出的表明第一温度水平已被水箱中的水越过，微处理器开始倒计时，倒计时的时间是由第二时间测量器中的上述参数所来倍乘的时间，在倒计时结束时微处理器经编程向燃烧器2发出启动信号。
因此，供热锅炉停时时间的延长是用这一方法得到的。这一延长的时间长短是通过时间测定确定的，更确切地说，是通过由继电器检测到的超过第二温度水平与低于第一温度水平之间流逝的时间来测定的。这就是说，供热锅炉停时时间的延长使供热站的能源消耗低于供热站的高供热要求。
该装置包括一个传感器13，用来检查供热站的热水温度，当后者温度降到低于既定水平比如45摄氏度，低于第一温度水平时，向延时装置12发出信号，停止延时并启动燃烧器2。如果继电器计算的时间很长，而且延长装置确定的时间较长的话，锅炉也许会供给一个足够的热量，但一会儿后，就会大量提高热水供应，以便冲洗或洗澡等等。
参照图2-5，根据该发明设计的装置的功能所得到的结果可以借助一个没有延长装置的设施来加以说明和比较。这通过图2来显示，在该延时不存在时，为何由继电器11测定的温度T会在时间T内有所不同。这就是为何有延长装置的锅炉可通过编程后的装置得到由延长装置12的微处理器矫正的扩增参数。这意味着锅炉2每单位时间的启动次数和每次启动运转加热器。一段时间后它会再一次关闭继电器检测锅炉热水温度同温T时，一接近继电器就启动。T在这个例子中是75摄氏度，第二温度是80度。但也有其他的继电器设置方式，比如70度和75度也是可能的。由继电器11监控的水箱3的温度T由图3显示，图3是为相对与图2一样的供热需求条件的时间而设计的，但它的延时被延长了80％，由继电器检测第二温度之间的时间，直到第一温度检测，所以sub1停时比sub0停时要长1.8倍。在此例中意味着水箱中水温在锅炉重新启动时可以有时间降的更低些，从而锅炉加热到第二温度的时间就要更长。但这较长的运转时间并不一定与锅炉停时的延长时间成比例，而是证明要短的多。实验显示在图2设计的每次10分钟的运转，4小时之内8次启动的功能与图3中每次运行12.4分钟，4小时内5次启动的功能相当。由于燃油锅炉具有持续燃烧的能力，其总的燃烧时间直接与燃料消耗成比例的特点，因此等于减少了(80-62)/80＝22％的燃料消耗。此外还额外节约了油料，因为每次启动，相当数量的油都损耗了而没有发出有益的热量。从图3看出继电器中热水的温度在既定的停时中降低的很慢，这是因为继电器被安装在锅炉上远离燃烧器的地方，一般在锅炉上方，继电器将在从锅炉放热水后切断燃烧器后检测温度的降低，但这种降低比锅炉内的水温将降得慢的多，所以继电器“上当了”，在温度T.sub.o时启动燃烧器，尽管它还未达到既定的平均温度。然而，后来热量逐渐地从底部的水箱区传到继电器部位，这时温度从缓降变成骤降。因此，就可以尽可能向上面提到的延长停时，而不会使锅炉水箱内的水温降到继电器确定的Tsub0以下太多。
图4显示当供热站供热需求升高时会发生什么。第二次停时(14)在此表内显示该装置的热量需求相当高时的状况，停时
图15显示高需求之前后，热量需求降低的状况。图4显示的期间实际并不连续发生，尽管这是可能的。
从图4看出，用于测量第一温度和第二温度之间时差的ΔT延长装置是如何根据当时的热量需求，达到拖延燃烧炉2的启动的，即在两极温度之间，对一个长的ΔT进行较长的延时，对一个在既定温差间较短的停时延时较短时间。
图5显示该装置在既定温差之间长期的停顿之后，以及通过此装置在一次延时刚开始时，又立即命令更长的延时，供热站的热水供应大量增加时，是如何应对情况的。假设锅炉水的第一温度作为微处理器开始延长时间的倒计时的结果，已在时间Tsub1达到，并预定达到时间TSub2。但是，作为在Tsub1和Tsub2之间的较长时间间隔以及大量热水排放的结果，传感器13将在Tsub3检查热水温度已降至45摄氏度，此时它向延时装置发信号停止延时，并立即启动燃烧器。如果没有传感器1，很可能锅炉将在下次燃烧周期前由于连接的不便而排出所有热水。
微处理器是专门设计用来储存有关燃烧器的燃烧次数、既定的第一、第二温度之间断开时间和存储器中延时的数据，所以很可能仅仅为了比较而言，为供热站分别测试延时装置开关的功能。它也有利于研究由微处理器储存的停时和燃烧次数的信息，从而决定第一、第二温度间停时的最优延长比例，并将此比例编程进入微处理器。也有可能随季节改变此比例，在一种情况下，特别适合将此比例略微提高一点，即在热季节继电器被定在较低的温度上时。
当然该发明无论如何不局限于上面描述的首选体现，但是对熟练掌握这门技术的人来说，进行改进的若干可能性是显而易见的，而不会背离该发明的基本思路。
“适用于检测锅炉中的传热介质温度的设备”这一专利权定义应从其最广的意义上加以解释，这就是说还拟包括加热锅炉与换热器相连接以及继电器与这一换热器相连接的情况。
还可以对微处理器进行编程，从而使停时时间的延迟不直接与二级和一级温度之间的停时成比例，但把这一停时列入计算机和确定停时延迟的特殊数学公式，虽然已经证明很起作用，会产生直接比例。
此外，一级和二级时间测定设备可以用同一个时钟。至于其他方面，时间测定设备不必表明时间，例如对普通计时器来说就是如此，但是它们可以是受时间影响的任何设备，并能够取得时间延迟，而不受超过和不超过继电器温度档次检测之间的时间影响。
权利要求1.一种供热锅炉的控制装置，所述的锅炉包括加热设备，用来加热载热的介质；循环设备，用来循环回路中的载热介质，其特征在于，还包括如下设备温度测量设备，输入端与循环设备连接，输出端与延时设备连接，用于检测载热介质的温度是否达到第一低温度水平或第二高温度水平，从而产生启动或停止延时设备的信号；延时设备，其输入端与温度测量设备连接，其输出端与加热设备连接，其包括时间测量器，与温度测量设备连接，用来测量启动和停止之间的时间的时间信号；微处理器，其为可编程的微处理器，用来求出作为时间信号参数的延时时间信号，并且产生一个作为延时时间信号的参数的启动信号，当介质达到第一个低温度水平时的延时启动加热设备。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备是在温度检测设备和加热设备之间串联的，并且是从检测设备那里接收到表明何时达到载热的介质的第一个低温度水平的信号，并把该启动信号传送给加热设备以延迟加热设备的启动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的时间测量器是用来启动测量时间以便响应载热介质达到第二个低温度水平，并且当载热的介质达到第一个温度水平时用来终止时间测量。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备包括第一时间测量器，测量一个时间信号，该时间信号代表了载热的介质温度达到第二个高温度水平和第一个低温度水平之间的时间；以及一个与温度检测设备相连的第二时间测量器，用来当介质温度低于第一个温度水平时启动时间测量。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备是用来求出延时时间信号，作为由第一个时间测量器测出的时间信号的预先决定的比例值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备是用来延迟加热设备的启动，所用的延时时间信号为由第一个时间测量器测出的时间信号的70％-90％。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备有一个用来把第一个时间测量器测出的时间与预先确定的参数相乘的设备，而第二时间测量器是用倒计时方式计算通过倍乘而得到的时间。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备是由一个比较设备所构成，该比较设备用来将通过第二时间测量器测出的时间和通过第一时间测量器测出的时间加以比较，以便当由第二时间测量器测出的时间大体上等于由第一时间测量器测出的时间的一个预先决定的比例时，产生一个启动信号未启动加热设备。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备是由一个微处理器构成，它是可编程的，并被用来控制加热设备。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于该装置中的微处理器包括一个输入设备，它用来接收代表决定该延时时间信号比例的输入信号。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置包括一个用来检测供热站中阀门里的热水的温度的设备，并且，当阀门中的热水温度达到预先设定的、且低于所说的第一个温度水平时，还用来启动加热设备。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在该装置中，加热设备还包括一个燃烧器，该装置与该燃烧器相连接。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置中的延时设备用来通过一个大体等于由时间测量器测得的时间信号的60％-100％的延时时间信号来延时启动加热设备。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该装置还包括一个测试设备，它被用来测试多个延时时间信号中的一个或几个，并找出那个是最佳延时启动加热设备的时间长短的延时时间信号。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于在该装置中微处理器包括一个存储设备，用来存储多个比例信号，其中每一个都代表了一个不同的百分比，而该微处理器被用来产生多个延时时间信号，这些延时时间信号是这些比例信号的参数。
16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于在该装置中测试设备包括一个接通和断开延时设备的装置，以便分别用延时器和不用延时器的状态来操作锅炉。
专利摘要供热锅炉的控制装置供热站中供热锅炉的一个控制装置(1)，该控制装置有一个用以加热锅炉中载热介质并使之在该供热站内循环设备(2)和用来检测供热锅炉中载热介质温度的设备(11)，并且将信号发送给加热设备(2)，以便当载热介质的温度低于第一个低温度水平和高于第二个高温度水平时，分别启动和停止对供热锅炉(1)中的介质加热。该装置还有一个设备(12)，用来当介质达到第一个低温度水平时，延迟加热设备(2)的启动，而这一温度由设备(11)来加以检测。
文档编号F24H9/20GK2536961SQ01270728
公开日2003年2月19日 申请日期2001年11月21日 优先权日2001年11月21日
发明者戈兰·马滕森 申请人:先达能源有限公司A.J.先达能源有限公司分公司