Спосіб керування роботою газового нагрівального пристрою

Корисна модель відноситься до теплоенергетики, зокрема до способів керування газовими нагрівальними пристроями. В даний час існує безліч різних типів газових нагрівальних пристроїв, а також безліч способів керування роботою таких пристроїв, що спрямовані на забезпечення максимальної безпеки при експлуатації газових нагрівальних пристроїв, високого рівня автоматизації роботи подібних пристроїв, при цьому важливим параметром є зручність і простота користування пристроєм для споживача. Реалізовані в даний час способи керування роботою газового нагрівального пристрою включають здійснення контролю поточних параметрів роботи нагрівального пристрою. Наприклад, реалізується контроль температури середовища, що нагрівається, у заданому діапазоні значень. Здійснюється контроль, як правило, з використанням термостатичного керування, тобто з використанням електромеханічного термостата з фіксованим гістерезисом. При реалізації контролю підтримки температури середовища, що нагрівається, у заданому діапазоні іноді використовується двоступінчасте керування потужністю нагрівального пристрою, що дозволяє економити паливо в порівнянні з одноступінчатим режимом роботи. Такий режим реалізується теж, як правило, з використанням термостатичного керування, тобто використання двох електромеханічних термостатів в однокорпусному виконанні з фіксованим гістерезисом і фіксованою різницею температури між ступінями. У процесі керування роботою нагрівального пристрою також реалізується функція керування розпалювання пристрою. Наприклад, розпалювання основного блоку пальників підлогового газового водогрійного казана з відкритою камерою згоряння може вироблятися за допомогою пілотного пальника, оскільки на пілотному пальнику постійно горить полум'я, так і електронним (іскровим) способом. Крім того, багато способів керування роботою газових нагрівальних пристроїв включають реалізацію різних захисних функцій, що здійснюються за допомогою контролю температури середовища, що нагрівається, наявності полум'я на пальнику, наявності тяги і тиску газу у якості поточних параметрів роботи пристрою. Реалізація захисних функцій відрізняється за принципом розблокування роботи пристрою, розблокування може здійснюватися в ручному й автоматичному режимі. При розблокуванні в ручному режимі при спрацьовуванні системи захисту обов'язковим є присутність людини, тобто людина аналізує причину збою і знімає пристрій із блокування. При розблокуванні в автоматичному режимі, як правило з використанням термостатичних елементів захисту, пристрій повертається у вихідний стан після того, як контрольовані параметри пристрою повертаються в область припустимих значень, при цьому аналіз причини збою не проводиться. Всі зазначені типи розблокування в даний час мають суттєві недоліки. При ручному розблокуванні не приймається до уваги фактор випадкових збоїв у роботі пристрою, тобто коли причина, що викликала збій, носить разовий характер. При цьому блокування пристрою здійснюється до втручання в керування людини. Відсутність контролю з боку людини може привести до серйозних наслідків. Наприклад, у випадку розморожування системи опалення в зимовий період при автоматичному розблокуванні нагрівального пристрою при реалізації існуючих способів керування не виробляється аналіз причин, що викликали збій у роботі пристрою. При цьому нагрівальний пристрій, зокрема казан, буде багаторазово зупиняти свою роботу і відновляти її знову, що може привести до виникнення більш серйозних порушень, наприклад, порушень герметичності теплообмінника казана внаслідок так називаного теплового удару. Тому в даний час існує необхідність створення способу керування роботою газового нагрівального пристрою, що дозволить робити аналіз виникаючих помилок, тобто визначати коли збій у роботі носить разовий несистемний характер і навпаки, при цьому застосовувати відповідний режим розблокування роботи пристрою для запобігання можливих більш серйозних збоїв у роботі газового нагрівального пристрою. Відомий спосіб керування роботою газового нагрівального пристрою, описаний у патенті РФ №2256856, що включає контроль температури середовища, що нагрівається, наявності полум'я на пальнику, наявності тяги і тиску газу у якості поточних параметрів роботи пристрою, вироблення сигналів для блокування роботи пристрою при виявленні позамежних значень поточних параметрів або для зміни подачі газу. Контроль поточних параметрів роботи здійснюється за рахунок використання пневматичних і електричних датчиків. Основними недоліками описаного пристрою є відсутність можливості аналізу виникаючих помилок і відсутність можливості визначення, коли збій у роботі пристрою носить разовий несистемний характер, а коли навпаки. Також до недоліків способу можна віднести відсутність можливості розблокування роботи пристрою в автоматичному режимі, що значно знижує зручність і ефективність експлуатації газового нагрівального пристрою. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є спосіб керування роботою газового нагрівального пристрою, описаний у заявці на патент РФ №92003548, що включає контроль температури середовища, що нагрівається, наявності полум'я на пальнику, наявності тяги і тиску газу у якості поточних параметрів роботи пристрою, порівняння значень поточних параметрів із заданими значеннями цих параметрів і на підставі результатів порівняння вироблення сигналів для блокування роботи пристрою при виявленні позамежних значень поточних параметрів, для розпалювання пристрою або зміни подачі газу. Основними недоліками описаного способу є відсутність можливості аналізу виникаючих помилок і можливості визначення, коли збій у роботі носить разовий несистемний характер, а коли - навпаки. Також відсутня можливість застосування необхідного у виниклій ситуації режиму розблокування роботи пристрою, що у свою чергу не дозволяє запобігти можливості виникнення більш серйозних ушкоджень пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу керування роботою газового нагрівального пристрою, що дозволить здійснювати аналіз виникаючих помилок і визначати, коли збій у роботі носить разовий несистемний характер, а коли - навпаки, при цьому застосовувати відповідний режим розблокувати роботи пристрою, що дозволить запобігти виникненню серйозних ушкоджень пристрою, а також дозволить забезпечити безпеку експлуатації пристрою, розширення його функціональних можливостей, а також забезпечити користувачу простоту в керуванні роботою газового нагрівального пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб керування роботою газового нагрівального пристрою включає контроль температури середовища, що нагрівається, наявності полум'я на пальнику, наявності тяги і тиску газу у якості поточних параметрів роботи пристрою, порівняння значень поточних параметрів із заданими значеннями цих параметрів і на підставі результатів порівняння вироблення сигналів для блокування роботи пристрою при виявленні позамежних значень поточних параметрів, для розпалювання пристрою або зміни подачі газу, при цьому контролюють кількість N виявлень позамежних значень поточних параметрів у заданому інтервалі часу Т і порівнюють з дозволеною кількістю N0 таких виявлень у зазначеному заданому інтервалі часу Т, і якщо N£N0, то роботу пристрою розблокують в автоматичному режимі, а якщо N>N0, то роботу пристрою розблокують у ручному режимі. Така реалізація способу керування роботою газового нагрівального пристрою дозволяє здійснювати аналіз виникаючих помилок і визначати, коли збій у роботі носить разовий несистемний характер, а коли навпаки, при цьому застосовувати відповідний режим розблокування роботи пристрою, що дозволить запобігти виникненню серйозних ушкоджень пристрою, а також дозволить забезпечити безпеку експлуатації пристрою, розширення його функціональних можливостей, а також забезпечити користувачу простоту в керуванні роботою газового нагрівального пристрою. При здійсненні способу керування можуть відпрацьовуватися різні позаштатні ситуації в роботі нагрівального пристрою. Описаний спосіб керування передбачає безліч захисних функцій. Так, наприклад, при зниженні температури середовища, що нагрівається, нижче припустимого рівня здійснюють автоматичне розпалювання пристрою з запуском циркуляційного насоса системи опалення для досягнення необхідного значення температури середовища, що нагрівається. Така реалізація способу дозволяє також запобігти замерзанню середовища, що нагрівається, у зимовий період часу. Для здійснення даної захисної функції обов'язковою умовою є підключення нагрівального пристрою і циркуляційного насоса системи опалення до систем газо- і електропостачання. Також після закінчення роботи пристрою здійснюють постциркуляцію насоса системи опалення і насоса системи гарячого водопостачання протягом установленого часу. Така реалізація способу дозволяє запобігти можливому перегріву середовища, що нагрівається, так називану теплову інерцію теплообмінника. Спосіб керування передбачає також здійснення контролю системи розпалювання пристрою за допомогою автоматичного розпалювання пристрою без контролю наявності полум'я на пальнику, наявності тяги і тиску газу у якості поточних параметрів роботи пристрою. Така реалізація способу дозволяє здійснювати незалежно від наявності сигналу на розпалювання пристрою перевірку справності системи розпалювання і ланцюгів запиту, що у свою чергу забезпечує високий рівень безпеки експлуатації пристрою навіть після тривалої перерви в роботі пристрою. Також при здійсненні способу здійснюється контроль тиску газу. При зниженні тиску газу нижче припустимого здійснюють вироблення сигналу на блокування роботи пристрою. Така реалізація способу дозволяє запобігти прогару блоку основних пальників. Контроль температури середовища, що нагрівається, може здійснюватися за допомогою котлового контролера, у пам'ять якого попередньо вводять діапазон температур середовища, що нагрівається, і граничні значення температури. При цьому реалізується двоступінчастий режим керування потужністю казана. У цьому випадку існує можливість змінювати в заданих межах як гістерезис температури включення ступіней потужності нагрівального пристрою, так і різницю температур між ступінями. Таке керування дозволяє гнучко змінювати систему керування потужністю казана споживачем, що при цьому вибирає найбільш економічний режим експлуатації, що є неможливим при фіксованому термостатичному керуванні. Вибір контрольованих параметрів обумовлений тим, що температура середовища, що нагрівається, наявність полум'я на пальнику, наявність тяги і тиску газу є основними критеріями безпечної експлуатації газового нагрівального пристрою. Забезпечення безпеки при експлуатації пристрою здійснюється за допомогою реалізації зазначеного способу керування шляхом здійснення захисних функцій. Системи захисту контролюють конкретний поточний параметр роботи пристрою і спрямовані на виявлення позамежних значень контрольованих параметрів у заданому інтервалі часу. Переважно при здійсненні способу реалізується алгоритм «три з чотирьох». Тобто при виявленні позамежного значення якого-небудь з поточних параметрів системою захисту і керування, що являє собою контролер, приймається рішення на блокування роботи пристрою, при цьому розблокування пристрою здійснюється в автоматичному режимі після закінчення заданого часу витримки перед розблокуванням. При виявленні позамежного значення якого-небудь з поточних параметрів у четвертий раз у заданому інтервалі часу системою захисту і керування приймається рішення на блокування роботи пристрою, при цьому розблокування пристрою може здійснюватися тільки в ручному режимі. Така реалізація способу керування роботою газового нагрівального пристрою дозволяє здійснювати аналіз виникаючих помилок і визначати, коли збій у роботі носить разовий несистемний характер, а коли - навпаки, при цьому застосовувати відповідний режим розблокування роботи пристрою, що дозволить запобігти виникненню серйозних ушкоджень пристрою. Доцільним є вироблення одночасно з сигналом блокування роботи пристрою сигналу «аварія» на віддалений пристрій при виявленні позамежного значення якого-небудь з поточних параметрів у четвертий раз у заданому інтервалі часу. Віддаленим пристроєм може бути приймаючий пристрій центрального теплового пункту або диспетчерського пункту, наприклад дисплей, або ж засобу мобільного зв'язку, наприклад мобільний телефон, номер якого занесений у пам'ять контролера системи безпеки. Розблокування роботи пристрою в автоматичному режимі здійснюють після закінчення заданого інтервалу часу витримки DT після блокування, при цьому DТ