Устройство автоматики для котлов отопления — регулировка и настройка

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.

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.

Механическая

Механическая автоматика для газовых котлов не требует подключения к электросети. В этом и заключается основное преимущество. Однако не всегда она является полностью механической. В ней может использоваться встроенный источник питания – батарейка или аккумулятор – и использоваться другие источники, например термопара, вырабатывающая ЭДС под воздействием высоких температур. Все равно сохраняется энергонезависимость, что, в конечном счете, и требуется. Все настройки устанавливаются вручную, притом со значительной погрешностью.

На данный момент распространение получила одна система автоматического управления – EuroSit 630. Этот блок автоматики с итальянскими корнями получился настолько хорошим и практичным, что его ставят практически на все газовые котлы с энергонезависимым управлением. Производят его во многих странах по лицензии или без нее.

Блок автоматики EuroSit 630

Блок механической автоматики представляет собой металлический корпус с лабиринтом внутри, по которому может пройти газ от входа к выходу. Целый ряд клапанов регулируют подачу, давление и расход газа в зависимости от условий эксплуатации и установленных настроек. Две ручки управления задают режим работы котла и настройку целевой температуры теплоносителя.

Основная ручка определяет три режима работы:

• полное выключение;
• розжиг запала;
• режим основного горения.

В первом режиме подача газа полностью прекращена.

Во втором режиме обеспечивается работа только запальника. Это небольшая горелка с минимальным потреблением газа, которая постоянно горит и нужна для поджога газа в основных горелках камеры сгорания. Нажимая на ручку переключателя, открывается заслонка на пути газа к запальнику. С помощью кнопки пъезорозжига зажигается запальник. Рядом с ним закрепляется термодатчик, термопара. Под воздействием высокой температуры на датчике вырабатывается ЭДС, примерно 25 мВ, которой хватает для питания электромагнитного реле, поддерживающего заслонку постоянно открытой. Когда термопара хорошо прогреется ручку, отпускают, и запальник уже не погаснет. Если же он по какой-то причине потух, то термопара остынет и реле опять закроет клапан.

В режиме основного горения автоматика открывает проток для основной массы газа на пути к горелкам. Газ загорается от запальника, тепло поднимается к теплообменнику и передается теплоносителю.

Клапан, отвечающий за подачу газа, завязан на термодатчик, который крепится на выходе теплообменника. Датчик представляет собой сосуд, наполненный жидкостью или газом, способными сильно расширятся или сжиматься при изменении температуры. Сосуд соединяется с помощью тонкой медной трубки с блоком автоматики и оказывает давление на шток клапана.

Ручка регулировки задает пороги срабатывания клапана в зависимости от давления, оказываемого датчиком. Если температура теплоносителя ниже установленной регулятором, то подача газа разрешается. При достижении максимально допустимого значения температуры подача газа прекращается.

Еще один датчик температуры устанавливается перед выходом в дымоход. Он реагирует на температуру исходящих газов. Если они слишком холодные, значит, нет тяги, или горелка не работает, огня нет. В любом случае это сигнал к перекрытию газа. Если температура исходящих газов слишком высока, значит, поддерживается слишком интенсивное горение, что так же следует пресечь.

Ряд регулировочных болтов, не доступных пользователю в режиме обычной эксплуатации, позволяет:

• настроить допустимый расход и давление газа;
• установить минимальный напор газа;
• корректировать пределы изменения температуры теплоносителя.

Их установкой должен заниматься специалист во время монтажа и первоначальной настройки газового котла.

Частой проблемой энергонезависимой автоматики является неправильная работа термочувствительных элементов. Термопара на запальнике сложна в производстве, а выходные характеристики каждого датчика сильно разнятся даже в одной партии, что дает существенную погрешность в работе газовых котлов. Упрощает ситуацию то, что заменить терморегулятор или термопару под силу даже не специалисту, они доступны в продаже и часто взаимозаменяемы.

Датчик пламени- датчик тяги- бимиталлическая пластина АПОК-1

АПОК-1 Механический д атчик тяги-пламени. (бимиталлическая пластина)

• 
• Удалить этот товар из списка моих любимых
• Добавить товар в Избранное
• Печать

• Подробнее
• Отзывы

Датчик пламени- датчик тяги- бимиталлическая пластина АПОК-1

Для безопасной и автоматической работы газового котла отопления предусмотрена система защиты и автоматики. Она отвечает за поддержание заданного температурного режима, а также за безопасную эксплуатацию агрегата. Одним из основных элементов защиты агрегата является датчик тяги газового котла.

1 Назначение датчика тяги

2 Устройство и принцип действия датчика тяги

3 Причины срабатывания датчика тяги

4 Популярные модели датчиков тяги для газовых котлов

Назначение датчика тяги Датчик тяги или термореле – это устройство для определения интенсивности тяги в дымоходе газового котла. Его основной функцией является подача своевременного сигнала о недопустимой величине тяги в котле.

Неисправность датчика тяги может обернуться аварийной ситуацией. Ведь наличие достаточной тяги нужно не только для вытягивания дыма, но и для эффективного сжигания газа. Если не будет тяги, то и горение будет нестабильным, а это может сказаться на целостности всего агрегата. Плохая тяга может стать причиной того, что тухнет газовый котел.

Устройство и принцип действия датчика тяги Существует 2 типа газовых котлов: с естественной и принудительной тягой. Датчики тяги в них тоже разные. В котлах с естественной тягой применяется камера сгорания открытого типа, и тяга создается за счет подбора правильных размеров дымохода (высота и сечение). В таких агрегатах применяется датчик тяги на основе биметаллического элемента. Это пластина определенных размеров с закрепленным на ней контактом. Она устанавливается в газовом тракте агрегата и реагирует на изменение температуры. Если тяга в котле хорошая, то температура будет низкая. При падении интенсивности тяги температура начнет расти и вызывать расширение металла пластины. Ее материал подобран таким образом, что при достижении критической температуры контакт разъединяется и газовый клапан закрывается. После падения температуры клапан снова замыкается. Критическая температура устанавливается заводом-изготовителем газового котла и может быть расположена в диапазоне 75-950С.

На заметку. «Обратная тяга» — это явление происходит при отсутствии разрежения в камере сгорания. Его можно наблюдать только в котлах с естественной тягой и открытой камерой сгорания. При нормальной работе котла происходит постоянное всасывание воздуха в камеру сгорания, а если тяга пропадет, то дым пойдет в обратную сторону, не из помещения, а в него. Это и есть «обратная тяга».

В котлах с принудительной тягой установлена камера сгорания закрытого типа, а тяга создается за счет работы вентилятора. Поэтому в таких котлах применяется датчик тяги в виде пневмо реле. Он обеспечивает контроль над работой вентилятора и интенсивностью удаления продуктов сгорания. Датчик представляет собой мембрану, прогибающуюся от воздействия потока дымовых газов, который создает дымосос. Если поток ослабевает, то напряжение мембраны спадает, в определенный момент происходит размыкание контактов и газовый клапан закрывается.

Причины срабатывания датчика тяги Поводом для срабатывания датчика тяги могут стать различные факторы: Засорение дымохода. Неправильная установка дымохода для газового котла, или ошибка в расчете его размеров. Произведен неправильный монтаж газового котла. Остановка вентилятора (в котлах с принудительной тягой).

Внимание! Если сработал датчик тяги, то для этого были веские причины, следует в них внимательно разобраться. Но категорически запрещается принудительно замыкать контакты датчика тяги, для возобновления работы котла

Также не допустима работа котла без исправного датчика тяги.

Термодатчик для котлов с естественной тягой и пневмодатчик для котлов с принудительной тягой являются надежными элементами защиты газовых котлов отопления. Для дополнительной защиты можно установить внешний газоанализатор воздуха на предмет загазованности. Это обеспечит полный контроль работы котла, даже при неисправности одного из датчиков.

Основные функции автоматики

Главное назначение автоматики в системах отопления — мгновенная реакция на изменение ситуации. Одна из основных задач автоматических приборов регулировки — прекращение подачи газа в рабочую зону. Ситуации, при которых может возникнуть необходимость отсечь подачу бытового газа, могут быть следующие:

• плохая работа вытяжного устройства, ухудшение тяги, при которых высока вероятность попадания во внутренние помещения вредных продуктов горения;
• резкие перепады рабочего давления в магистральном газопроводе;
• несанкционированное затухание пламени на основной горелке.

В перечисленных ситуациях именно благодаря автоматике газового котла контролируется подача газового топлива, что обеспечивает безопасность жильцов. Именно из соображений безопасности, в соответствии с существующими нормативами, автоматическими системами необходимо оборудовать все старые модели газо-нагревательного оборудования, штатная комплектация которых не предусматривала оснащение этими устройствами. Что же касается газовых отопительных агрегатов последних выпусков — то это котлы с автоматикой.

Основная статья: газовая горелка своими руками.

Проверка исправности и замена автоматики

Сроки периодичности проверки систем автоматики котлов, работающих на газовом топливе, оговариваются в СНиП. Обслуживание осуществляется дважды в год при плановом осмотре, перед началом и после окончания отопительного сезона.

На необходимость в проведении ремонтных работ, указывают следующие признаки:

• Участившиеся неисправности автоматики котлов, работающих на газе. Проблемной считается ситуация, при которой, котел самостоятельно отключается раз в несколько недель.
• Самопроизвольное затухание огня.
• Отказ системы розжига.

Обслуживание и настройка автоматики газового отопительного котла, согласно действующим правилам, выполняется исключительно квалифицированным персоналом, имеющим соответствующее разрешение и лицензию. Электронный блок управления, требует установки специального программного обеспечения (прошивки).

Во время очередного сезонного осмотра, проводится диагностика микропроцессора, чего требуют правила обслуживания релейной автоматики. В большинстве контроллеров, установлена функция диагностирования проблем, отчет о которых сохраняется в памяти устройства. Информация об ошибках, учитывается при настройке модуля.

Полная замена автоматики, требуется крайне редко. В большинстве случаев, меняются отдельные узлы: термопара, клапаны, датчики и т.п.

Конструкция и принцип действия датчика

Учитывая разнообразие исполнения газовых котлов, следует отметить, что датчики контроля тяги встречаются также разной конструкции. Если рассматривать их конструкцию исключительно обобщённо, речь пойдёт о достаточно простом механизме приборов.

Основой практически любого сенсора контроля тяги газового котла выступает биметаллический элемент, меняющий форму при изменениях температурного фона. Фактически это простая биметаллическая пластина, которая изгибается при нагреве или охлаждении.

Изменением формы пластины управляется контактная группа, переводящая состояние контактов на «включено» или «выключено». Коммутационный сигнал контактной группы передаётся на контроллер газового котла или на более простой механизм управления подачей газа.

Тип датчика, контролирующего тягу в дымовом канале, зависит от используемого котла.

Так, существуют и применяются на практике два типа газовых котлов:

1. Конструкции, оснащённые простым дымоходом (с естественной тягой).
2. Конструкции, оснащённые дымоходом с турбиной (с принудительной тягой).

Эти конструкции отличаются одна от другой и датчики тяги, используемые для них, также разнятся.

Устройства для котлов с естественной тягой

В котлах с естественной тягой применяется так называемый колпак дымовых газов, в тело которого встраивается простой миниатюрный термостат, как показано на картинке ниже.

Термостат простой конструкции в миниатюрном исполнении обычно наделяется соответствующей температурной меткой непосредственно на корпусе (на металлической обечайке). Эта метка (например, 75º) указывает температурную границу срабатывания контактной группы сенсора.

Термостатический прибор подобного исполнения устанавливается, как правило, в составе конструкций навесных газовых котлов, где используется колпак дымовых газов, встроенный в линию дымохода

Действует такое устройство просто. Если дымовые газы, проходящие через колпак с установленным датчиком, нагреют прибор выше установленного температурного параметра (что говорит о нарушении нормы режима тяги), контакты разомкнут цепь.

Соответственно, по причине разомкнутой цепи выключится из работы (заблокируется) система подачи газа на котёл. Повторно оборудование запустится только после остывания сенсора и восстановления разомкнутого контакта.

Конструкции датчиков турбинных котлов

Котлы, оснащённые дымоходом с турбиной, имеют несколько иной датчик определения тяги газового котла с принципом работы, отличающимся функционально. Прежде всего, отличие заключается в том, что сенсор фактически управляет вентилятором турбины котла. Иными словами, осуществляется контроль оптимальной тяги дымовых газов вентилятором.

Именно поэтому устройство датчиков тяги турбинных газовых котлов выполнено не под контроль температуры, а под контроль объёма проходящих угарных газов.

Такие датчики работают по факту наличия оптимального разрежения внутри камеры сгорания, имеют контактную группу из трёх элементов:

• контакт COM;
• нормально открытый (NO);
• нормально закрытый (NC).

Конструктивно приборы выполняются разными по форме, но их принцип действия остаётся неизменным. По факту образования рабочих условий внутри камеры газового котла (оптимальное разрежение) подводимым давлением воздуха замыкается контактная группа, отправляя сигнал на подачу газа.

Несколько другой тип сенсорных элементов, предназначенных контролировать тягу в котле – конструкции, принцип действия которых основан на разнице давлений исходящего потока

Плюсы и минусы

Автоматика для печей, работающих на твердом топливе, имеет большое количество преимуществ, и всего лишь один недостаток. Они будут рассмотрены ниже.

Итак, преимущества:

1. Автоматическая регулировка температуры. Раньше человеку приходилось ставить заслонку на нужном уровне, чтобы увеличить и уменьшить температуру в котле. Теперь же, современные печи на твердом топливе сами об этом позаботятся. Человеку нужно лишь настроить температуру и все! Котел в процессе работы будет проверять температуру, и с помощью специальных приспособлений, таких как вентилятор, насос, будет ограничивать, или увеличивать подачу воздуха. Если температура внутри котла повышается, то подача воздуха автоматически ограничивается, а если температура меньше заданной нормы, то подача воздуха увеличивается.
2. Независимая работа котла. Раньше, если хозяину нужно было уезжать куда-либо на несколько дней, то ему приходилось полностью отключать котел, то есть выводить его из рабочей фазы. С современными агрегатами все обстоит иначе. Благодаря автоматике можно задать минимальные показатели для печи перед отъездом, а к приезду дом будет теплым и уютным.
3. Поджог топлива. Теперь нет необходимости в поджигании топлива. Система сделает это в автоматическом режиме.
4. Безопасность. У современных агрегатов и безопасность на высшем уровне. В систему установлены специальные приспособления, которые способны определять поломку или вывод из строя того или иного элемента. Об этом будет свидетельствовать резкий скачок температуры, изменение давления и др. Если таковое обнаружится, то система автоматически останавливает работу, и издает звук, благодаря чему хозяин быстро может узнать о неисправности и вызвать специалиста.
5. Запас электроэнергии. Если вдруг подачу электроэнергии прервали, то агрегат будет работать еще какое-то время.
6. Самостоятельная загрузка топлива. Современные котлы обладают специальным баком, в котором хранятся дрова или другой вид топлива. Автоматика способна в автоматическом режиме загружать топливо в камеру сгорания. Теперь так же зольник очищается в автоматическом режиме без участия человека.
7. Система управления. Есть такие виды автоматики, где человек, нажав на специальные экранные элементы, должен задать те или иные значения. Но есть и такие варианты, где человеку не требуется подходить к системе, и может просто управлять пультом, причем сигнал улавливается на довольно большом расстоянии.

Вот такие плюсы есть у автоматики. Нужно сказать, что все это направлено на то, чтобы сделать человеческую жизнь как можно комфортным, а котел максимально безопасным. Автоматика имеет всего один недостаток — энергозависимость.

Схема обвязки

Твердотопливный агрегат обычно обвязывают с котлом, который работает на другом виде топлива. Таковым обычно является электрический агрегат.

Параллельно твердотопливной печи устанавливают электрическую. Это так называемый вспомогательный элемент. Его роль заключается в следующем: если, например, хозяев долгое время в доме нет, а в твердотопливном котле топливо закончился, то автоматически приходит в рабочее состояние вспомогательный элемент, в данном случае, электрический агрегат. Он и поддерживает плюсовую температуру. Далее о том, как это все работает.

Сначала теплоноситель под давлением циркуляционного насоса подается в котел, проходя через которого, она нагревается. Далее теплоноситель поступает в радиатор, где движение идет по принципу естественной циркуляции. Затем она поступает в специальный бойлер, внутри которого имеется змеевик, который погружен в воду. Теплоноситель, проходя через змеевик, нагревает его, вследствие чего нагревается вода. Так, жильцы дома обеспечиваются горячей водой.

После бойлера, теплоноситель вновь поступает в радиаторы и змеевики теплого пола. Но перед этим он должен пройти специальный кран. Если же температура теплоносителя соответствует установленной норме, то кран открывается и теплоноситель циркулирует по змеевикам пола, а если температура выше нормы, то кран закрывается.