AT400756B - Sicherheitseinrichtung zur überwachung eines heizgerätes - Google Patents

Description

AT 400 756 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs.

Bei einer derartigen, aus der DE-OS 30 20 228 bekannten Sicherheitseinrichtung wird nach dem Ansprechen des Abgassensors und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein Wiedereinschaltversuch für den Brenner gestartet, wobei die Zahl der Wiedereinschaltversuche begrenzt ist. Dazu ist eine aufwendige Schaltung mit einem mehrstufigen Binärzähler, mehreren monostabilen Kippstufen und einer bistabilen Kippstufe vorgesehen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der auf vereinfachte Weise einerseits eine Aufrechterhaltung des Betriebes des Gerätes bei Auftreten einer vorübergehenden Störung sichergestellt und andererseits die Gefahr einer übermäßigen beziehungsweise gefährlichen Konzentration von CO und CO2 im Aufstellungsraum eines brennerbeheizten Heizgerätes sicher vermieden ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs erreicht.

Durch diese Maßnahme ergibt sich eine in schaltungstechnischer Hinsicht sehr einfache Lösung.

Dadurch ist sichergestellt, daß es durch vorübergehende Störungen nur zu einem durch die durch die vorgegebene Wartezeit bis zu einem Wiedereinschaltversuch bestimmte Zeit dauernden Ausfall des Gerätes kommt, der vom Benutzer kaum bemerkt wird. Dabei werden die Wiedereinschaltversuche während einer Wärmeanforderung gezählt. Innerhalb einer Wärmeanforderung ist nur eine bestimmte Anzahl von Wiedereinschaltversuchen möglich, so daß bei Vorliegen einer echten Störung der Betrieb des Brenners sicher unterbrochen wird.

Schaltet zum Beispiel ein Gas-Wasserheizer wegen des Ansprechens eines Abgassensors ab, so bleibt die Wärmeanforderung bestehen. War dieses Ansprechen des Abgassensors die Folge einer kurzzeitigen Störung der Abgasführung, so geht das Gerät nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit wieder in Betrieb, bis die Wärmeanforderung beendet ist.

Liegt dagegen eine dauerhafte Störung der Abgasführung vor, so wird es nicht zu einer Beendigung der Wärmeanforderung kommen, und das Gerät wird immer wieder über den Abgassensor abgeschaltet.

Bei einer Ausführung gemäß Anspruch 2 kann sehr einfach sichergestellt werden, daß es zu einer verriegelnden Abschaltung des Brenners kommt, falls innerhalb einer vorbestimmten Zeit eine bestimmten Anzahl von Abschaltungen des Brenners aufgrund eines Ansprechens des Abgassensors aufgetreten sind.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung naher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Umlaufwasserheizer,

Fig. 2 eine Schaltung einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Schaltung.

Bei einem Umlaufwasserheizer 25 ist ein Wärmetauscher 1 von einem Brenner 2 beaufschlagt, der über eine Gasleitung 3, in der ein Magnetventil 4 angeordnet ist, mit Brenngas versorgbar ist. Oberhalb des Wärmetauschers 1 ist eine übliche Strömungssicherung 5 angeordnet, die zu einem Abgasrohr 6 führt.

In einer Vorlaufleitung 7, die vom Wärmetauscher 1 zu einem Heizkörper 11 führt, ist ein Temperaturfühler 8 angeordnet, der über eine Meßleitung 9 mit einer Auswerteschaltung 10 verbunden ist.

In der Rücklaufleitung 13, die von den Heizkörpern 11 zum Wärmetauscher 1 zurückführt, ist eine Pumpe 12 angeordnet, die für den Umlauf des Heizwassers sorgt.

Im Bereich des Brenners 2 ist eine Überwachungselektrode 14 angeordnet, die über eine Meßleitung 15 ebenfalls mit der Auswerteschaltung 10 verbunden ist, die ihrerseits die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 über eine Leitung 17 ansteuert.

Oberhalb des Wärmetauschers 1 sind Temperaturfühler 19 und 22 angeordnet, die über Meßleitungen 20 beziehungsweise 23 mit einer Abgassensorschaltung 21 verbunden sind, die über eine Ausgangsleitung 24 mit einer elektronischen Auswerteschaltung 10 verbunden ist. Die Abgassensorschaltung 21 wertet die Signale zweier Temperaturfühler 19, 22 nach einem bekannten Algorithmus aus und liefert ein dem Vorhandensein eines Abgassignales entsprechendes Signal an die Auswerteschaltung 10.

Die Fig. 2 zeigt eine Schaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.

Dabei ist die Abgassensorschaltung 21 mit dem einen Eingang eines ODER-Gatters 30 und einem Differenzierer 31 verbunden, wobei dem letzteren ein Inverter 32 nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit einem ODER-Gatter 33 verbunden ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines weiteren Inverters 34 verbunden ist, dessen Eingang mit einem dem Wärmebedarf entsprechenden Signal eines nicht dargestellten Vorlauftemperaturreglers verbunden ist.

Der zweite Eingang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Ausgang Qx eines Decoders 35 verbunden, der mit den Ausgängen eines Zählers 36 verbunden ist. 2 ΑΤ 400 756 Β

Der Ausgang des ODER-Gatters 30 ist mit dem Steuereingang eines Oszillators 37 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang eines weiteren UND-Gatters 38 verbunden ist, dessen negierter weiterer Eingang mit dem Ausgang Qx+n+i des Decoders 35 verbunden ist.

Der Ausgang dieses UND-Gatters 38 ist mit dem Zähleingang des Zählers 36 verbunden.

Die Ausgänge Qx+N+1 und Q„ des Decoders 35 sind weiter mit den Eingängen eines ODER-Gatters 39 mit invertierendem Ausgang verbunden, dessen Ausgang auf die Magnetspule 18 des Magnetventiles 4 wirkt. Weiter ist der Ausgang des ODER-Gatters 39 mit einem Eingang eines UND-Gatters 40 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters 33 verbunden ist.

Im Normalbetrieb ist zu Beginn einer Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt. Damit sind alle Ausgänge dieses Zählers 36 auf Null, und die Ausgänge des Decoders 35 sind ebenfalls auf Null, so daß der Ausgang des einen invertierenden Ausgang aufweisenden ODER-Gatters 39 "1" ist und folglich das Signal zur Freigabe des Brenners 2 an die restliche Steuerung und damit an das Magnetventil 4 des Brenners 2 anliegt.

Bei einem Abgasaustritt liefert die Abgassensorschaltung 21, sobald die Temperaturfühler 19 und 20 einen Abgasaustritt melden, ein Signal ”1”. Damit liefert auch der Ausgang des ODER-Gatters 30 ein "1”-Signal an den Steuereingang des Oszillators 37, der daraufhin anschwingt. Da der Ausgang Qx+N+1 noch ein ”0”-Signal liefert, wird das Oszillatorsignal von dem UND-Gatter 38 auf den Takteingang des Zählers 36 geschaltet, der jetzt die Schwingungen des Oszillators zählt.

Der Decoder 35 wertet den Stand der Zählerausgänge aus.

Endet nun der Abgasaustritt bevor der Decoderausgang Qx auf den Wert "1" gegangen ist, das heißt vor Ablauf der Abschaltverzögerungszeit, so bewirkt der Wechsel des Ausganges der Abgassensorschaltung 21 von "1" auf ”0” über den Differenzierer 31, den Inverter 32, das ODER-Gatter 33 und das UND-Gatter 40 einen kurzzeitigen Impuls am Rücksetzeingang des Zählers 36 und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.

Ebenso bewirkt das Ende der Wärmeanforderung über die Gatter 34, 33 und 40 ein "1 "-Signal am Rücksetzeingang und damit ein Rücksetzen des Zählers 36.

Dauert der Abgasaustritt über die Dauer der Abschaltverzögerungszeit an, so wird der Ausgang Qx des Decoders 35 "1”. Dies bewirkt zum einen, daß der Ausgang des NOR-Gatters 39 "0" wird und damit das Brennerfreigabesignal abgeschaltet wird, zum anderen, daß das Ausgangssignal des ODER-Gatters 30 unabhängig vom Ausgangssignal der Abgassensorschaltung 21 "1" wird, so daß der Oszillator 37 schwingt, bis der Decoder-Ausgang Qx wieder "0” wird. Dann wird der Ausgang des NOR-Gatters 39 wieder ”1" und damit der Brenner 2 wieder freigegeben.

Bei weiterem Abgasaustritt wiederholt sich der Vorgang. Der Brenner 2 kann n-mal wieder in Betrieb gehen. Wenn jedoch der Decoder-Ausgang Qx+n+i "1" geworden ist, bewirkt er über den invertierenden Eingang des UND-Gatters 38, daß der Takteingang des Zählers 36 dauernd auf "0" bleibt und der Zähler 36 damit angehalten wird.

Da der Ausgang Qx+N+1 über das NOR-Gatter 39 gleichzeitig die Brennerfreigabe beendet, wird der Brenner 2 verriegelnd abgeschaltet. Dies erfolgt über das UND-Gatter 40, dessen Ausgang wegen des ”0"-Signales vom NOR-Gatter 39 ebenfalls "0" wird. Damit wird verhindert, daß von der Abgassensorschaltung 21 oder durch Beendigung der Wärmeanforderung der Zähler 36 zurückgesetzt werden kann.

Die Auswerteschaltung 10 kann daher nur durch Abschalten der Betriebsspannung, wodurch der Zähler 36 zurückgesetzt wird, und abermaliges Einschalten der Betriebsspannung wieder in Betrieb genommen werden.

Die Ausführungsform der Auswerteschaltung 10 nach der Fig. 3 unterscheidet sich von jener nach der Fig. 2 dadurch, daß das UND-Glied 38 mit seinem negierenden Eingang mit einem weiteren Decoder 47 verbunden ist, der mit einem weiteren Zähler 46 verbunden ist. Der Rücksetzeingang dieses Zählers 46 ist mit dem Ausgang eines weiteren UND-Gatters 49 verbunden, dessen negierender Eingang mit dem Ausgang des Decoders 47 verbunden ist. Der zweite Eingang des UND-Gatters 49 ist mit einem Zeitgeber 48 verbunden.

Der Ausgang des UND-Gatters 38 ist ebenso wie nach der Fig. 2 mit dem Takteingang des Zählers 36 verbunden, der mit dem Decoder 35 verbunden ist.

Der Ausgang dieses Decoders 35 ist jedoch statt mit einem ODER-Glied mit einem Inverter 39 verbunden, dessen Ausgang sowohl mit dem Takteingang des Zählers 46 und mit einem Eingang eines UND-Gatters 40 verbunden ist, dessen zweiter negierender Eingang mit der Abgassensorschaltung 21 verbunden ist. Der Ausgang dieses UND-Gatters 40 ist mit dem Rücksetzeingang des Zählers 36 verbunden.

Beim Normalbetrieb, bei dem kein Abgasaustritt vorliegt, liefert die Abgassensorschaltung 21 das Ausgangssignal 0. Der Ausgang Q1 des Decoders 35 ist ebenfalls "0”. Dieser Ausgang Q1 wird über den 3

Claims (3)

1. AT 400 756 B Inverter 39 auf den nicht invertierenden Eingang des UND-Gatters 40, den Takteingang des Zählers 46 und als Brennerfreigabesignal an die restliche Steuerung und damit an das Magnetventil 4 des Brenners 2 gelegt, so daß dieses von der übrigen Gerätesteuerung eingeschaltet werden kann. Der Ausgang des UND-Gatters 40 liefert ein "1 "-Signal an den Rücksetzeingang des Zählers 36, der als Binärzähler ausgebildet ist, und hält damit dessen Ausgänge und den Ausgang Q1 des Decoders 35 auf Null. Bei Abgasaustritt liefert die Abgassensorschaltung 21 ein "1 "-Signal. Dieses bewirkt über das UND-Gatter 40 ein "0"-Signal am Rücksetzeingang des Zählers 36, so daß dieser aktiv werden kann. Gleichzeitig bewirkt das Signal der Abgassensorschaltung 21 über das ODER-Gatter 30 ein "1 "-Signal am Steuereingang des Oszillators 37. Das Ausgangssignal des Oszillators 37 wird über das UND-Gatter 38 auf den Takteingang des Zählers 36 gelegt, wenn der invertierende Eingang des UND-Gatters 38 ein "0"-Signal liefert, das heißt, wenn der Ausgang Q2 des zweiten Decoders 47 auf "0" steht. In diesem Fall zählt der Zähler 36 bei dauerhaftem Abgasaustritt hoch. Nach einer von der Frequenz des Oszillators 37 und der Auslegung des Decoders 35 abhängigen Zeit liefert der Decoder-Ausgang Q1 eine "1", wobei der Oszillator 37 in Verbindung mit dem Zähler 36 und den Decoder 35 ein Zeitglied bildet. Dieses Signal schaltet einerseits das Brennerfreigabesignal ab, andererseits bewirkt es am Takteingang des zweiten Zählers 46, daß dieser einen Schritt weiter zählt. Solange der Ausgang Q2 des zweiten Decoders 47 "0" ist. wird der Rücksetzeingang des Zählers 46 über das UND-Gatter 49 von einem Zeitgeber 48 in fest eingestellten Intervallen getaktet und damit der Zähler 46 zurückgesetzt. Spricht zwischen zwei Rücksetzimpulsen der Abgassensor 19, 22 so oft an beziehungsweise kommen von der Abgassensorschaltung 21 eine solche Zahl entsprechender Signale, daß der Ausgang Q2 des Decoders 47 "1" wird, so bewirkt dies das Sperren des Taktsignales für den Zähler 36 über das UND-Gatter 38 und das Sperren des Rücksetzsignales für den zweiten Zähler 46 über das UND-Gatter 49. In diesem Zustand sind alle Takt- und Rücksetzsignale sowie das Brennerfreigabesignal blockiert. Das Gerät bleibt daher verriegelnd abgeschaltet. Patentansprüche 1. Sicherheitseinrichtung zur Überwachung eines in einem Aufstellungsraum angeordneten kamingebundenen Heizgerätes mit einem in einem Brennraum angeordneten Brenner, bei dem der Austritt von Abgas in den Aufstellungsraum erfaßt und danach der Brenner abgeschaltet und nach einer vorgegebenen Zeit bei Vorliegen einer Wärmeanforderung ein Versuch zur Wiedereinschaltung des Brenners unternommen wird, wobei eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die die Signale eines den Wärmebedarf erfassenden Sensors mit jenen eines Abgassensors verknüpft und bei einem Ansprechen des Abgassensors ein Brennersperrsignal abgibt und ein einen Zähler umfassendes Zeitglied startet, das nach seinem Ablauf ein Brennerfreigabesignal abgibt und nach Abgabe einer vorgegebenen Anzahl von Brennersperrsignalen den Brenner verriegelnd abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (10) einen Oszillator (37) umfaßt, der Impulse in den Zähler (36) eingibt, wobei jeweils bei Erreichen eines ersten Zählerstandes (Qx) ein Brennersperr- oder -freigabesignal über einen Decoder (35) abgegeben wird, und daß bei Erreichen eines zweiten, höheren Zählerstandes (Qx+N+1) das Signal zum verriegelnden Abschalten des Brenners (2) abgegeben wird.
2. 2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitgeber (48) vorgesehen ist, der Rücksetzsignale für einen die Zahl der Freigabesignale erfassenden weiteren Zähler (46) liefert, der bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes über einen weiteren Decoder (47) den Zähler (36) sperrt. Hiezu
3. 3 Blatt Zeichnungen 4