Виды, устройство и лучшие модели автоматики для газовых котлов

Как работает регулятор тяги

Главная деталь регулятора воздуха – механический термоэлемент, помещенный в цилиндрический корпус. Через рычаг и цепочку он регулирует подъем воздушной заслонки на дверце зольника.

Устройство представляет собой герметичную колбу, наполненную термочувствительной жидкостью, сильно расширяющейся при нагревании. Колба стоит внутри корпуса, который вкручивается в гильзу водяной рубашки котла и контактирует с теплоносителем. Как устроен терморегулятор с цепным приводом, показано на схеме:

Принцип работы автоматического регулятора тяги основан на управлении потоком воздуха, идущего в топливник под воздействием тяги дымохода. Алгоритм выглядит так:

1. При горении твердого топлива и нагреве теплоносителя жидкость внутри элемента расширяется и воздействует на исполнительный механизм и рычаг, преодолевая силу упругости пружины.
2. Рычаг ослабляет цепочку, заслонка начинает закрываться и уменьшать проходное сечение. В топку поступает меньше воздуха, процесс горения замедляется.
3. Температура воды в котловом баке снижается, жидкость сжимается и возвратная пружина заставляет рычаг снова открыть заслонку посредством цепочки.
4. Цикл повторяется, пока дрова в топливнике не прогорят полностью, тогда пружина открывает дверцу максимально широко.

Рукоятка настройки на торце терморегулятора служит для ограничения хода рычага и, соответственно, воздушной заслонки. Таким образом устанавливается предельная температура теплоносителя.

Средства автоматизации для котельных

Технические средства автоматизации:

• датчики параметров технологического процесса;
• исполнительные механизмы, перемещающие по командам в нужном направлении регулирующие органы;
• управляющая техника, обрабатывающая в соответствии с заложенными в неё алгоритмами и программами информацию от датчиков и формирующая команды исполнительным механизмам;
• приборы для выбора режимов управления и для дистанционного управления исполнительными механизмами;
• средства отображения и представления информации оперативному персоналу;
• устройства для документирования и архивирования технологической информации;
• средства коллективного представления информации.

Вся эта техника за вторую половину прошлого столетия претерпела революционные изменения, не в последнюю очередь, благодаря достижениям советской науки. Так, например, приборы манометрического ряда, широко применяемые при измерениях давления, расхода, скорости и уровня жидкостей и газов, а также при измерениях силы и массы, поменяли физический принцип чувствительного элемента.

Вместо мембраны, прогибающейся под действием сила и перемещающей шток электромеханического преобразователя, стали использовать тензометрический способ. Его суть в том, что некоторые материалы при механическом воздействии на них меняют свои электрические параметры. Чувствительная измерительная схема улавливает эти изменения, а вычислительное устройство, встроенное в прибор, переводит их в величину технологического параметра.

Приборы стали компактней, надёжней, точнее. И технологичней в производстве. Современные исполнительные механизмы принимают не только команды «включить» и «выключить», как было много лет. Они могут принимать команды в цифровом коде, самостоятельно расшифровывать их, исполнять и предавать отчёт о своих действиях и своём состоянии. Управляющая техника прошла путь от ламповых регуляторов и релейно-контактных схем до микропроцессорных регулирующих, логических и демонстрационных контроллеров.

За рубежом применение подобных контроллеров в системах автоматизации различных объектов началось чуть раньше. Микропроцессорный контроллер – это вычислительное устройство, сконструированное специально для управления технологическим объектом и расположенным в непосредственной от него близости.

Контроллер состоит из следующих блоков и устройств:

• блок питания;
• вычислитель;
• блок ввода аналоговых сигналов разных номиналов с гальваническим разделением;
• устройство ввода дискретных сигналов активных (в виде напряжения) и пассивных (в виде сухого контакта);
• блок вывода аналоговых сигналов разных номиналов с гальваническим разделением;
• устройство вывода дискретных сигналов активных и пассивных;
• прибор интерфейсной связи для подключения контроллера к системному информационному полю.

Блоки ввода и вывода сигналов – блоки группы УСО (устройств связи с объектом) – все многоканальные, имеют от 8 до 16 каналов. На конкретную задачу контролер собирается методом проектной компоновки. Состав и количество блоков УСО выбирается исходя из количества соответствующих сигналов в системе. В блоке вычислителя находится процессор, оперативная память (ОЗУ) и постоянная память (ПЗУ). В ПЗУ записана библиотека алгоритмов. Её состав охватывает практически все используемые в подобных системах задачи управления – регулирования, арифметических вычислений, динамических преобразований, логических действий.

Программирование контроллеров ведётся методом технологического программирования. Для современных моделей контроллеров этот метод представляет собой сборку функциональной схемы задачи управления на экране монитора.

После простейшей проверки на отсутствие ошибок схема-программа загружается в оперативную память контроллера. Интуитивная доступность метода для традиционных автоматчиков способствовала быстрому и широкому распространению Ремиконтов.

Особенности и принцип работы автоматики котла на газе

Стабильная работа газового котла, зависит от многих факторов: стабильного давления, своевременной подачи и отключения газа, розжига и контроля наличия пламени. Принцип работы автоматики, заключается в обеспечении контроля над всеми данными параметрами и необходим для устойчивой работы бытовых газовых котлов.

Первые регуляторы, имели простую конструкцию и следили за тем, чтобы не произошла утечка газа по причине затухания пламени. В некоторых моделях котлов, запальник отсутствовал, выполнялся ручной розжиг основной горелки на минимальной мощности. Осуществлялась регулировка подачи газа, в трех режимах.

Современная автоматика для газовых котлов отопления, имеет улучшенный функционал и обеспечивает полную безопасность эксплуатации.

Автоматика имеет конструкцию и принцип работы, обеспечивающие возможность взаимозаменяемости. В большинстве случаев, в котле можно поменять механический регулятор на электронный.

Механическая и электронная автоматика

Существует два основных типа автоматики, регулирующей работу котла. По своей конструкции, принято различать механические и электронные регуляторы.

У каждого типа контроллера есть свои особенности, отражающиеся на принципе их работы:

Механическая автоматика бытовых газовых котлов – принцип работы основан на использовании электрического потенциала термопары. Устройство представляет собой два металлических стержня, из металлов разной плотности, спаянных между собой в нескольких местах.При нагревании, возникает низкопотенциальное напряжение, воздействующее на механический клапан подачи газа и удерживающее его в открытом положении. При остывании, перестает вырабатываться электричество и происходит обратный процесс, приводящий к закрытию газового клапана.В конструкции, также используется терморегулятор, устанавливаемый в водяной контур отопления. Внутри прибора, имеется металлический стержень (инваровый). Под воздействием температуры, внутренняя полоска металла удлиняется или укорачивается, открывая или прикрывая клапан, регулирующий подачу газа на горелку.

Электронная автоматика – имеет сложную конструкцию. Помимо основных задач, включения отключения газовой горелки и регулировки интенсивности нагрева теплоносителя, обеспечивает безопасность работы и другие функции.Современные котлы пятого поколения, оснащаются встроенной погодозависимой автоматикой или отдельным программатором, способным в автоматическом режиме контролировать работу в течение недели. Управление осуществляется микропроцессором.Принцип работы основан на использовании электромагнитного клапана и является энергозависимым, поэтому, при скачках напряжения в сети или отсутствия электричества, работа газового оборудования становится невозможной.

Для газового котла лучше выбрать автоматику электронного типа. Чтобы предотвратить отключение работы при перепадах напряжения и выключении электричества, устанавливают источник бесперебойного питания и стабилизатор.

Энергозависимая и энергонезависимая автоматика

Принцип работы энергонезависимой автоматики существенно отличается от энергозависимых устройств. Основные отличия заключаются в следующем:

Энергонезависимая механическая автоматика – работает, используя для регулировки физические законы. Подачу газа, открывает термопара, продуцирующая при нагреве низкопотенциальную электроэнергию, равную 40-60 мВт. Напряжение удерживает шток газового клапана в отрытом положении.Регулировка интенсивности нагрева осуществляется посредством термического расширения внутреннего стержня, расположенного в полости термодатчика.

Энергозависимая электронная автоматика – в данном случае, работой управляет микропроцессорный чип. В конструкции котла и водяном контуре, установлены датчики, считывающие информацию о рабочих параметрах: давлении газа, температуре теплоносителя, интенсивности притока воздуха и характеристиках тяги.После обработки полученной информации, микропроцессорный чип дает сигналы на срабатывание газовых клапанов, вентиляторов и другой запорной и регулирующей арматуры.

Единственный недостаток электронного контролера – это зависимость автоматики от энергопотребления. Микропроцессор автоматически приспосабливается к фактическим условиям работы, подбирает оптимальный режим нагрева и обеспечивает безопасность.

Электронная автоматика, подключенная к комнатным термостатам, экономит до 30% газа, по сравнению с котлами, работающими с механическими блоками управления.

Напольные подогреватели и их автоматические блоки

Много котлов имеют специальную автоматику которая занимается обеспечением безопасности. Ей не нужно обслуживание из вне, и ей не нужен внешний источник питания, эта система безопасности полностью энерго независима.

В правилах безопасного использования, приведены требования к таким системам. Он должен закрыть подачу газа в зону горелки и зону запальника, в 3 ситуациях небезопасного использования, которое может привести к аварии:

• Если огонь, что был на основной горелке потух, это может произойти по большому количеству причин, но чаще всего огонь просто гаснет от потока воздуха.
• Возможно и такое, что в шахте дымохода вдруг быстро падает природная тяга.
• Давление природного газа, которое должно быть в главном пути следования падает ниже чем критический допустимый уровень.

Примечание. Все названные функции являются обязательными для любого газового котла, любого типа. На сегодняшнем рынке можно встретить ещё один уровень безопасного использования, это функция защиты от перегревания. Это функция действует по следующему принципу. Если градус теплоносителя поднимается выше чем 95 градусов, то клапан получает сигнал от датчика и подача газа останавливается к основной горелке.

В каждом типе газовых котлов, для размещения на полу, от разных фирм применяется автоматика, что сконструирована полностью энергонезависимой, рассмотрим некоторые из них:

• блоки итальянского производителя EuroSIT (евросит) речь идет о следующих сериях 630, 710 и 820 NOVA. Аппараты для отопления «Лемакс», «Житомир 3» или Aton и множество других.
• от польских производителей KAPE, или генераторы тепла «Ривнетерм» и «Данко».
• устройства из Америки, что автоматические регулируются Honeywell, обогреватели Завода в Жукове из линейки «Комфорт».
• и конечно то, что мы видим на наших рынках-аппараты от фирм «Арбат», ЖМЗ, «Орион», САБК.

Мы привели вам названия самых широко применимых марок в мире автоматики, их чаще всего устанавливают на котлы для нагрева воды от той же фирмы. То есть мы приводим пример того, что например завод в Жукове производит недорогие версии нагревателей АОГВ теми блоками безопасности, что у них есть в наличии к ЖМЗ.

Конечно есть и генераторы тепла со средней ценой-это идет Евросит, ну и конечно сильные модели в которых есть автоматический клапан Honeywell. И сейчас мы попробуем изучить каждый сектор в отдельности, чтобы по-лучше разобраться.

Конструкция устройств и описание принципа их работы

Устройства, корректирующие работу системы, обеспечивающей безопасность котлов, создают либо во встроенном механическом виде, либо в выносном электронном варианте исполнения. Механические системы, чаще всего, применяются в оборудовании бюджетной группы бытовых товаров, они предполагают ручное управление.

А установку автоматики с электронными блоками используют в современных газовых котлах, они способны производить манипуляции в независимом режиме, без дополнительного вмешательства.

Однако механические системы отличаются своей простотой и надежностью, исключающей неисправности, из-за чего продолжают пользоваться популярностью. Чтобы установить, какая автоматика лучше, необходимо провести сравнительный анализ.

Датчики механического действия

Контрольные блоки, работающие по механическому принципу, отличаются простотой конструкции. Обслуживание или ремонт этих систем газовой автоматики не вызывает затруднений. Произвести наладку указанных систем способен рядовой теплотехник, занимающийся обслуживанием газовых отопительных котлов на данном участке.

Кроме этого механические элементы не зависят от дополнительных источников питания. Пользователь осуществляет их настройку на необходимые параметры, а контроль осуществляют датчики, благодаря физическим свойствам рабочих элементов.

Как правило, реагирующий вентиль такого датчика состоит из термопары, составленной из двух металлов-сталь с одной стороны, а никель с другой. Такая конструкция позволяет изменять форму реагирующего элемента в зависимости от температуры. По этой системе осуществляется открытие или закрытие клапана, подающего газ к горелке.

Этот же принцип применим для работы автономного регулятора тяги, используемого в котлах, имеющих камеру сгорания стандартного открытого типа.

После того как температура нагрева спадает, пластина принимает исходную форму, вновь замыкая цепь, продолжая работать длительное время и исключая вероятность поломки.

Электронные устройства

Иначе устроены системы для газовой автоматики с электронной начинкой, работа которых не связана с физическим состоянием материалов, изменяющимся под влиянием окружающей среды. Здесь работает автоматика установленного газового котла по иному принципу передачи сигналов, позволяющих регулировать положение клапанов.

Такие датчики способны осуществлять контроль изменений температуры внутри отапливаемого помещения, совершая периодические отключения парового или водогрейного котла в зависимости от нагрева воздуха.

При достижении предельной отметки, датчик отправляет сигнал, останавливающий нагрев. А после того, как температура достигнет нижнего допустимого значения, новый сигнал возобновляет работу агрегата, осуществляя полную автоматизацию процесса.

Термостаты, устанавливаемые в любом удобном месте помещения, соединяются со схемой котла посредством кабеля. Сегодня в ассортименте указанных приборов можно встретить датчики различного исполнения, их различают, как по техническим характеристикам или настройке режимов, так и по способу монтажа. Программируемые устройства способны обеспечивать оптимальный температурный режим помещения на продолжении установленного периода времени, без дополнительной проверки автоматики безопасности.

Электроника настенных агрегатов

Особенность данных теплогенераторов – электронное управление процессами розжига, горения и поддержания температуры теплоносителя. То есть, настенные газовые котлы (и некоторые напольные) оснащаются энергозависимой автоматикой, работающей от электричества.

Автоматический газовый котел создан для максимального удобства хозяев квартир и частных домов. Чтобы запустить отопитель, достаточно нажать 1 кнопку и установить желаемую температуру. Кратко опишем алгоритм работы агрегата и задействованные в ней элементы:

1. После указанных действий по запуску контроллер генератора тепла собирает показания датчиков: температуры теплоносителя и воздуха, давления газа и воды в системе, проверяет наличие тяги в дымоходе.
2. Если все в порядке, электронная плата подает напряжение к электромагнитному газовому клапану и одновременно – разряд на запальные электроды. Фитиль отсутствует.
3. Основная горелка разжигается и дает полную мощность с целью скорейшего нагрева теплоносителя. За ее работой следит специальный датчик пламени. Контроллер включает встроенный циркуляционный насос.
4. Когда температура теплоносителя приблизится к установленному порогу, что зафиксирует накладной датчик, интенсивность горения снизится. Ступенчатые горелки переходят в режим малой мощности, а модуляционные плавно уменьшают подачу горючего.
5. Достигнув порога нагрева, электроника перекроет газ. Когда датчик зафиксирует охлаждение воды в системе, автоматический розжиг и нагрев повторится.

В инструкции к настенному газовому котлу указано, что агрегат рассчитан на работу в закрытой системе отопления, поэтому автоматика следит за давлением воды. Если оно опустится ниже допустимого предела (0.8—1 Бар), то горелка погаснет и не зажжется, пока неполадка не будет устранена.

По энергозависимой схеме работают многие импортные котлы, например, Buderus Logano, Viessmann и так далее. Как происходит монтаж электронной газовой аппаратуры, на доступном языке расскажет мастер в видеосюжете:

Разновидности

Все оборудование автоматического газового водонагревателя, контролирующее режимы отопительной системы, в общем можно разбить на две основные составляющие. Причем, к первой группе относятся приборы безопасности, способные удерживать работу агв в заданном температурном диапазоне, и обеспечивать надежность системы.

Ко второй группе относится автоматика безопасности предназначенная обеспечивать наиболее комфортную эксплуатацию агрегатов. Например, для этой цели служит встроенный электророзжиг или электронный термометр.

В обязательный перечень автоматики безопасности, используемых газовых котлов, включена регламентированная группа элементов.

1. Узел, производящий контроль над дежурным пламенем. В его состав должны быть включены элементы автоматики для газовых агрегатов, обладающие способностью самостоятельно останавливать подачу газа.
2. Блок, контролирующий параметры нагрева теплоносителя, способный останавливать нагрев при достижении предельно допустимой отметки.
3. Модуль, осуществляющий контроль над тягой, способный прерывать подачу газа к действующей горелке при нарушениях отвода выхлопа.
4. Предохранительный клапан, позволяющий производить сброс излишков давления в теплоносителе.

При наличии всех указанных элементов, обеспечивающих регулировку оборудования имеющегося газового котла, имеющаяся отопительная система признается пригодной для безопасного использования и допускается к работе. Об этом заносится запись в журнал автоматики безопасности водогрейного котла.

Оборудование для газовых котлов отопления

Котел – основа отопительной системы. Но без дополнительного оборудования он всего лишь простой котел. Какой комплект дополнительного оборудования необходим для полноценной работы котла?

Горелка

Самые распространенные – модулирующие. В отличие от одно- и двухступенчатых их мощность можно регулировать, а розжиг и контроль работы автоматизированы. Существуют универсальные горелки, которые при переходе на другой вид топлива (например, с дизеля на газ) можно перенастроить. Съемные горелки имеют стандартные крепления, их можно установить на котел любой марки, но лучше все-таки подбирать к котлу горелку от одного производителя. Это облегчит техническое обслуживание.

Система безопасности

Манометр, предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик. Манометр контролирует давление в системе. Для индивидуальной системы отопления в РФ существует норматив максимального давления — 3 бара. Клапан предназначен для сброса давления при его повышении. Воздухоотводчик удаляет воздух из системы.

Насос

Циркуляция жидкости. Насос гонит жидкость по системе отопления. Котел с таким насосом можно устанавливать в любой точке системы, а не только в самой нижней. К тому же благодаря насосу происходит более быстрое перераспределение температуры.

Расширительный бак

Закрытые и открытые. Расширительный бак компенсирует расширение жидкости при ее нагреве. Закрытый бак располагается либо в корпусе котла, либо рядом с ним. Открытый устанавливают в системах с естественной циркуляцией в верхней точке гидросистемы.

Блок управления

Электронная схема. Она связана с датчиками, комнатными термостатами для газовых котлов и ЖК-дисплеем. Электронный модуль поддерживает работоспособность котла, заданную температуру, отключение при аварийных ситуациях и т.п. Комнатные термостаты для газовых котлов регулируют работу котла в зависимости от температуры воздуха в помещении. Помимо простой электроники на рынке представлен более сложный блок управления, который контролирует не только работу котла, но и другие системы обогрева и ГВС.

Подвод воздуха и удаления продуктов сгорания

Для котлов с закрытой камерой. Он необходим для притока воздуха, который обеспечивает лучшее сгорание газа. Это может быть или отдельная от дымохода труба, или коаксиальная «труба в трубе» (по внутренней трубе выводятся продукты сгорания, по внешней — подается воздух). Трубы из металла отличает стойкость к прогоранию и появлению внутри конденсата. Пластиковые славятся своей термостойкостью и надежным соединением.

Задачи и цели

Современные системы автоматизации котельных способны гарантировать безаварийную и эффективную эксплуатацию оборудования без непосредственного вмешательства оператора. Функции человека сводятся к онлайн-мониторингу работоспособности и параметров всего комплекса устройств. Автоматизация котельных решает следующие задачи:

• Автоматический запуск и останов котлоагрегатов.
• Регулирование мощности котлов (управление каскадом) согласно заданным первичным настройкам.
• Управление подпитывающими насосами, осуществление контроля уровней теплоносителя в рабочем и потребительском контурах.

• Аварийный останов и включение сигнализирующих устройств, в случае выхода рабочих значений системы за установленные пределы.

Разновидности автоматики

Важно!!! Перед тем, как приобрести комплекс автоматики для котла отопления необходимо выяснить возможность по подключению устройств между собой. Такая информация имеется в инструкции по эксплуатации. Вся продукция, производящаяся на сегодняшний день в категории Контролирующие автоматические системы для котлов, подразделяется на 2 группы:

Вся продукция, производящаяся на сегодняшний день в категории Контролирующие автоматические системы для котлов, подразделяется на 2 группы:

Вся продукция, производящаяся на сегодняшний день в категории Контролирующие автоматические системы для котлов, подразделяется на 2 группы:

• энергонезависимые;
• энергозависимые.

Энергонезависимому агрегату для функционирования электроэнергия не требуется, тогда как второму виду для работы необходимо электричество в 12В напряжения, а также гибкая подводка для отопления помещения. Рассмотрим оба вида автоматики более подробно.

Энергонезависимая автоматика

К энергонезависимым видам автоматики отопления относятся механические агрегаты по регулированию и контролю горения газа в котлах отопления. Когда нужно сделать выбор из 2-х групп автоматики, многие стремятся купить автоматику для газового котла именно в механическом варианте.

Почему выбирают механический контроль:

В чем состоит суть настройки в ручном режиме? Прибор оснащен таким удобным компонентом, как плата управления газового котла, а также шкалой температур от минимума до максимума. При установке стрелки регулятора на конкретный уровень, он задается отопителю. После зажигания котла, начинает функционировать терморегулятор, устанавливающий заданный параметр температуры, закрывая или открывая кран для подачи топлива.

Вмонтированная термопара в теплообменник для касается теплоносителя, и имеет в составе особый стержень, изготовляемый из реагирующего на различные изменения температуры материала. Главным образом он изготавливается из инвара, который является сплавом железа и никеля. При воздействии температуры стержень удлиняется или укорачивается. Он соединяется с клапаном, который под действием стержня и осуществляет регулирование подачи на горелку газа.

Сегодня производители к механическому блоку автоматики добавляют еще 2 датчика:

датчик пламени.

Оба датчика моментально отключают поступление газа в котел, в случае резкого снижения давления в трубе или в случае падения тяги в дымоходе. Такая погодозависимая автоматика систем отопления для загородной дачи или дома. Датчики имеют устройство, которое основано на изгибе тонкой пластины, которая изготовлена из сплава 2-х металлов. К примеру, если температура высока, происходит выгибание пластины и удержание клапана в открытом состоянии. Если пламя уменьшилось, происходит выпрямление пластины и клапан перекрывается. Такая же процедура осуществляется и с датчиком тяги в дымоходе.

Энергозависимая автоматика

Примером может служить энергозависимая автоматика для газовых котлов отопления Арбат. Она представляет собой электронное устройство, основная задача которого заключается в регулировании процесса подачи газа за счет открытия и закрытия крана.

Устройство является сложным механизмом, а производители добавляют ему еще ряд дополнительный функций:

В настоящее время производители движутся дальше, поскольку требования к комфортному использованию котлов повышаются, автоматика наделяется еще и следующими функциями:

Выходит, что данный тип является автоматикой безопасности котлов отопления. Еще большой популярностью сегодня пользуются электрические водонагреватели для отопления, применяемые в небольших квартирах и загородных домах. Отдельного внимания заслуживает система диагностики. Она обеспечивает возможность предотвратить возникновение различных серьезных неисправностей. Конечно, это позволяет значительно экономить на ремонте оборудования.

Сегодня на рынке можно встретить различные приборы отопления электрические энергозависимые.

Это могут быть как обычные блоки, которые не имеют программного управления, так и программируемые. Вторые удобны тем, что есть возможность задавать необходимый режим температуры на значительный отрезок времени, вплоть до недели. К примеру, посмотрев прогноз погоды, есть возможность установить требуемую температуру на каждый следующий день, что обеспечит сохранность в квартире комфортного температурного режима. Также можно программировать температуру, как в ночное, так и дневное время.