Автоматическое регулирование мощности горелки котлов отопления

Газовое отопление жилых и производственных зданий осуществляется под контролем автоматических систем управления.

Современные технологии позволяют производить тонкую регулировку заданного температурного режима, при этом экономно расходуя топливо. Такой результат был достигнут за счет применения горелок с функцией регулирования мощности.

Газовая горелка – это устройство, производящее смешивание газа и воздуха и сжигающее эту смесь в камере сгорания.

Автоматическая система регулирования температурного режима

Самая примитивная система автоматического регулирования заданной температуры с участием газовой горелки работает следующим образом: газ подается на горелку, воспламеняется за счет системы розжига, и происходит стабильное горение. При этом горелка работает на всю свою мощность.

Когда достигается определенное температурное значение теплоносителя или воздуха в помещении, то горелка гаснет. Для поддержания заданной температуры происходит ее постоянное включение и выключение.

Классификация газовых горелок по типу регулирования температуры

С развитием технологий были разработаны новые, усовершенствованные методы автоматического регулирования температуры:

1. Одноступенчатые горелки – это примитивные устройства, их принцип работы описан выше. Они работают в одном режиме.
2. Двухступенчатые горелки – это устройства, способные работать в двух режимах (40 и 100% от общей мощности), автоматически переключаясь между ними.
3. Плавно-двухступенчатые – это горелки, работающие в двух режимах (40 и 100%), но их переключение между режимами осуществляется более плавно, что существенно увеличивает экономию топлива и качество поддержания температуры
4. Модулируемые газовые горелки – это самые функциональные устройства, способные работать в широком диапазоне мощностей (от 10 до 100 %). Такие горелки способны поддерживать температурный режим с отклонением всего 20С от заданного значения. При этом растет экономичность сжигания топлива, и снижаются температурные нагрузки на элементы отопительного агрегата.

Газовые горелки с возможностью изменения степени горения имеют высокую стоимость, но их эффективность быстро окупит затраты:

• экономия до 30% горючего;
• температура поддерживается в узком диапазоне;
• увеличивается эксплуатационный срок всего агрегата.

Основные элементы автоматической системы управления

Приборы, включенные в электрическую цепь горелки для осуществления автоматической работы:

1. Реле максимального и минимального давления газа имеет простую конструкцию, что сказывается на его длительном сроке эксплуатации. Его принцип действия состоит в том, что давление газа воздействует на мембрану, а в случае его отклонения от заданного значения происходит срабатывание, и регулирующий клапан производит необходимую регулировку. Реле минимального давления газа осуществляет защиту от падения давления газа до критического значения, а реле максимального давления осуществляет регулировку, не допуская превышения допустимого значения.
2. Термостат является сигнализатором достижения предельных значений температуры. По его сигналу происходит изменение режимов горения.
3. Контроллер горения – это элемент, объединяющий работу всей горелки в единый процесс. Работа горелки делится на несколько точек, которым соответствует определенное положение воздушной заслонки и регулирующего топливного клапана. При получении сигнала о низкой температуре происходит открытие соответствующих механизмов для увеличения мощности горения. Работа контроллера основывается на сигналах различных датчиков (давление, температура).
4. Реле минимального и максимального давления теплоносителя осуществляют защиту системы отопления от чрезмерного падения и увеличения давления теплоносителя. Оба случая являются опасными для продолжения работы котла, поэтому при достижении критического значения (нижнего или верхнего) происходит отключение котла, то есть прекращается подача газа.
5. Датчик заполнения котла нужен для осуществления защиты от включения горелки без наличия теплоносителя в котле.

Подключение датчиков зависит от марки котла, эту информацию можно найти в паспорте агрегата, а особенности подключения датчиков подробно расписаны в прилагаемых инструкциях.

Разновидности систем автоматического управления газовым котлом

Существуют системы управления различных марок и назначений, но все они работают по схожим принципам, отличие лишь в функциональности системы и зависимости от электросети.

Все оборудования можно объединить в три основные группы:

• энергонезависимые;
• энергозависимые проводные;
• энергозависимые беспроводные системы.

Энергонезависимая система управления газовым котлом – это самая первая автоматика для отопительного оборудования. Ее принцип действия базируется на физическом законе расширения материала при его нагревании.

Приблизительное действие этого закона можно рассмотреть на примере градусника – при нагревании ртуть расширяется и поднимается вверх по трубке, закрепленной на шкале. Обратный процесс происходит при остывании.

А теперь представьте, что подобная конструкция установлена внутри котла и измеряет температуру нагреваемого теплоносителя, только вместо ртути используется другой материал (металл).

При нагревании он расширяется и воздействует на рычажный механизм, прекращающий подачу газа. Как только теплоноситель остынет, металл сжимается, воздействует на рычаг, и подача газа возобновляется.

Энергозависимая система управления газовым котлом работает от электросети – это создает неудобство, но взамен увеличивается функциональность оборудования. Основной элемент подобных систем – термостат.

В зависимости от температурного режима он подает электромагнитный импульс на газовый клапан. Но с помощью специальной программы появляется возможность программирования температурного режима на несколько дней, недель или месяцев вперед.

Энергонезависимая беспроводная система управления газовым котлом работает по такому же принципу, что и проводной аналог. Отличие в том, что модуль управления беспроводной автоматики располагается в любом удобном для пользователя месте, при этом не соединяется проводом с агрегатом.

Некоторые системы предусматривают установку GSM модуля, который обеспечивает доступ через мобильное устройство (смартфон, планшет). Чтобы получить последние данные о состоянии оборудования, необходимо зайти в приложение на телефоне и ввести пароль.

Через мобильное устройство возможен не только контроль, но и управление котлом. А при возникновении внештатной ситуации система автоматически присылает уведомление в виде смс на указанный номер.

Современные технологии способны обеспечить полноценный автоматический контроль над работой автономной системы отопления, не создавая при этом лишних хлопот.