192350. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kazánnal ellátott melegvizes rendszerek vezérlésére
1 192.350 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kazánnal ellátott melegvizes rendszerek vezérlésére, amely termisztorokat, a termisztorok jelét feldolgozó, használati melegvíz hőmérsékletét és fűtésre használt fűtővíz hőmérsékletét szabályozó egységet tartalmaz. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés mindenek előtt a gáztüzeléssel melegvizet előállító fűtő-, illetve melegvíz-szolgáltató berendezéseknél használható. A télen és nyáron használati melegvizet, a fűtési szezonban pedig fűtővizet is szolgáltató melegvizes rendszerek vezérlési rendszereinek ismert megoldásaiban a víz hőmérsékletének érzékelésére termisztorokat, míg a szabályozási, illetve vezérlési feladatokra általában szabályozó egységekkel ellátott vezérlőket alkalmaznak. Ez utóbbiak, megfelelő beavatkozó egységek révén képesek egyrészt a kazán hőteljesítményének befolyásolására, másrészt pedig átfolyás szabályozására. A kazán hőteljesítményének szabályozása például gázfűtés esetében azt jelenti, hogy a gázt teljes áramban, 50%-os áramban engedik át, vagy egyáltalában nem engedik az égőbe. A használati melegvíz feleslegét energiapazarló módon nyáron is a fűtőrendszerbe juttatják. Az ismert, tirisztorral kialakított vezérlési rendszerek alapvető hiányossága a vezérlés merevsége: A tirisztoros szabályozást a fázishasítás elvén vagy soros ellenállás beiktatásával oldják meg. Mindkét szabályozás 220 V-os tápfeszültséget igényel. Emiatt nagy visszaüli pulzusokkal (tirisztorterhelésekkel) kell számolni, aminek hatására a tirisztorok könnyen tönkremehetnek. További hátrány, hogy a rádiófrekvenciás zavarok szintje magas, az ilyen kapcsolág elrendezés viszonylag nagy környezetben jelent vételi zavarforrást. A találmány célja a fenti hátrányok kiküszöbölése. Alapja az a felismerés, hogy megfelelő módon elrendezett, logikai vezérlő egységre csatlakoztatott egységekkel lehetővé válik a melegvizes rendszerek üzeniének javítása. A találmány feladata olyan, energiatakarékos működést biztosító kapcsolási elrendezés kidolgozása, amellyel a tetszőleges rendszerű melegvizes fűtéshez és használati melegvíz szolgáltatásához kialakított melegvizes rendszerek üzemeltetése rádiófrekvenciás zavarok nélkül, kis tápfeszültség alkalmazása mellett a vezérlés nagyrugalmasságának biztosításával történhet. A kitűzött feladat megoldására olyan kapcsolási elrendezést dolgoztunk tó, amely kazánnal ellátott, különösen gáztüzeléssel működő melegvizes rendszerek vezérlésére alkalmas, és termisztorokat, a termisztorok jelét feldolgozó, használati melegvíz hőmérsékletét és fűtésre használt fűtővíz hőmérsékletét szabályozó egységet tartalmaz. A találmány szerint a javasolt kapcsolási elrendezésben a szabályozó egység logikai vezérlő egységként van kialakítva, amelynek bemenetelre a fűtővíz hőmérsékletét követő hiszterézises komparátor, a rendszerben áramoltatott víz maximális hőmérsékletét követő hiszterézises komparátor, a használati melegvíz hőmérsékletét követő komparátor van csatlakoztatva és amely egy kimenetével a kazán hőteljesitményét meghatározó, például motorra vezetett vezérlő bemenetével van összekapcsolva. Beállítás szerint padlófűtés, vagy radiátoros fűtés vezérlésére alkalmassá válik a javasolt kapcsolási elrendezés, ha a fűtővíz hőmérsékletét követő hiszterézises komparátor két előre meghatározott értéktartományra beállíthatóan van kialakítva. A rádiófrekvenciás zavarok szintjének csökkenését biztosítja ha a javasolt kapcsolási elrendezés zéróé tmenetes fáziscsomagvezédés elvén működő vezérlővel van kialakítva. A karbantartást és a hibabehatárolást egyszerűsíti, ha a találmány szerinti kapcsolási elrendezésben a vezérlő logikai egység diagnosztikai kapcsolással van kialakítva, amely fénytóbocsátó elemekkel működő kijelzőre van csatlakoztatva. Az energiatakarékosság szempontjából előnyös, ha a logikai vezérlő egység egy kimenetével a használati melegvíz feleslegét a fűtővíz körébe engedő csapot vezérlő egységre van csatlakoztatva, amely vezérlő egység fűtéskapcsolóra van vezetve. A javasolt kapcsolási elrendezés logikai vezérlő egysége kialakítható olyan áramkörökkel, amelyek révén lehetséges a fűtővíz hőmérsékletének a használati melegvíz hőmérséklete alapján történő gyors beállítása, a fűtés programozása mind bekapcsolási és kikapcsolási időpontok, mind pedig maximális hőmérséklet szempontjából, a melegvízrendszer állapotának követése a diganosztikai célokra, a kazán hőteljesítményének folyamatos változtatása a változó körülményeknek megfelelően stb. A találmány szerinti, a fentiekben vázolt logikai vezérlő egységgel ellátott kapcsolási elrendezés révén a melegvizes rendszer működésével energia takarítható meg a hagyományos rendszerekhez képest, a vezérlés rugalmasan módosítható, és a karbantartás, javítás feltételei javulnak. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést a továbbiakban példakénti kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az egyetlen ábra a javasolt kapcsolási elrendezés blokkvázlata. A kazánnal ellátott melegvizes rendszerek vezérlésére kidolgozott találmány szerinti kapcsolág elrendezés 5 V-os Ut tápfeszültségről táplált, ellenállá sok kai sorbakötött T termisztorokat, osztótagként kiképezett szabályozóegységeket tartalmaz szabályozáshoz szükséges jelek előállítására. A fűtési rendszer és a biztonsági érzékelés a 3 érzékelőegységben elhelyezett T termisztor jelét hasznosítja. Az osztótagként kiképezett szabályozóegységekkel a 4 erősítők munkapontját lehet beállítani. Az utóbbiak kimenetei a biztonsági érzékelés 5 hiszterézises kompará torára, valamint a biztonsági érzékelés S hiszterézises komparátorára, valamint a fűtővíz hőmérsékletét követő 5' hiszterézises kompartárra vannak csatlakoztatva. Az 5 és 5' hiszterézises komparátorok 7 logikai vezérlő egységre vannak vezetve, és ugyanide csatlakozik a 6 komparátor, amely szükség szerint alkalmazott további 4 erősítőn keresztül a használati melegvíz érzékelésére szolgáló T termisztor kimenő jelét fogadja. A javasolt kapcsolási elrendezés az előző elektronikai elemeken kívül 8 fűtéskapcsolót, 9 szobai termosztátot, 9' háromállású szelepet (mikrokapcsolót), 8 fűtéskapcsolóra és a 7 logikai vezérlő egységre csatlakoztatott 8' egységet, valamint l" vezérlőt is tartalmaz. A 8 fűtéskapcsoló például a 9 szobai termosztáton keresztül csatlakozik a 7 logikai vezérlő egységre, amelyhez 7' kijelző is kapcsolódik. Ez utóbbi jelzőelemekkel, például LED-ekkel van ellátva. A T vezérlő 0 motort, vagy más, a kazán hőteljesítményét meghatározó egységet szolgál ki, illetve vezérel. Az 0 motor megfelelő biztonsági és zavarvédő kapcsoláson keresztül táphá-S 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
