Автоматика безопасности и регулирования. Виды автоматики для газовых котлов

При выборе газового котла для отопления загородного дома или коттеджа необходимо учитывать много факторов: площадь дома, который необходимо отапливать, количество контуров, предполагаемый расход горячей воды (в случае с двухконтурным котлом), возможность подключения контура тёплых полов и т.д. Кроме того, одним из важнейших аспектов, который нужно принимать во внимание при выборе котла, является автоматика, установленная в нём. В данной статье мы разберём основные функции систем автоматики, которыми обладают современные котлы . Это поможет Вам понять, что же на практике делают эти функциональные модули, что из этого действительно нужно именно вам, а что не стоит того, чтобы переплачивать за это лишние деньги.

Все узлы автоматики газовых котлов можно условно разделить на две группы:

• Защитная автоматика
• Автоматика для удобства

Защитная автоматика

Узлы автоматики из первой группы, как видно из её названия, предназначены для защиты котла и помещения, в котором он установлен. Эти устройства прекращают подачу газа в случае возникновения аварийной ситуации.

Газ-контроль

Обычно под этим понимается «контроль наличия пламени» горелки. При затухании горелки подача газа должна быть прекращена. Эта базовая функция защиты, которая присутствует во всех котлах.

Этот модуль автоматики состоит из двух узлов: клапана подачи газа и термопары (рис. 1).

Рис. 1 Термопара и электромагнитный клапан

Термопара – пассивный датчик температуры, т.е. не требует внешнего питания. Она представляет собой два спаеных проводника из различных металлов (рис 2.). При нагреве места спайки в проводниках наводится термо-ЭДС, проще говоря, возникает небольшое напряжение, достаточное для открытия электромагнитного клапана подачи газа.

Рис. 2 Принцип действия термопары

Именно поэтому при первом пуске котла нужно подержать кнопку розжига в течение нескольких секунд – время, за которое термопара успеет нагреться и на ней возникнет напряжение, достаточное для поддержания газового клапана в открытом положении.

Не путайте: в описании котла этот блок автоматики обычно называется «газ-контроль», однако правильней было бы называть эту функцию именно «контроль наличия пламени», т.к. аварийно отключать подачу газа могут и другие узлы автоматики, которые мы рассмотрим далее.

Термостат для котла

Термостат – устройство, необходимое для поддержания заданной температуры теплоносителя. Оно отключает котёл при достижении заданной температуры и включает при снижении температуры ниже установленного порога. Ручка термостата имеет несколько режимов, каждый режим соответствует своей температуре теплоносителя.

Рис. 3 Термостат

Если котёл имеет электронное управление, температура может устанавливаться с помощью терминала пользователя и отображаться на дисплее.

Термостат можно считать устройством регулирующим работу котла, однако он выполняет и защитные функции: защита от перегрева и замерзания. Это достигается наличием у термостата верхнего и нижнего пороговых значений. При достижении температуры теплоносителя верхнего аварийного порога котёл отключается во избежание перегрева. При достижении нижнего аварийного порога – котёл включается на максимальную мощность, чтобы не произошло замерзания теплоносителя.

Стоит иметь в виду, что если в перечне технических характеристик котла написано «термостат», имеется в виду наличие регулирующего термостата. Функция защиты от перегрева, есть в любом котле, даже если это отдельно не указано. А вот защита от замерзания присутствует только в тех котлах, где эта функция прописана в характеристиках.

Контроль тяги

Интенсивность тяги должна быть достаточной для полного удаления продуктов горения из помещения, в котором установлен котёл. При недостаточной тяге происходит накопление продуктов горения внутри помещения, что является опасным для здоровья человека. При срабатывании датчика контроля тяги (рис. 4) формируется управляющий сигнал на прекращение подачи газа и отключение котла.

Рис 4. Датчик контроля тяги

При установке отопительной системы тяга проверяется мастером, однако тяга может ухудшиться в процессе эксплуатации в силу многих причин (загрязнение вытяжной трубы и т.д.). Поэтому датчики в тяги являются важной составляющей системы безопасности котла.

Предохранительный клапан

Рис. 5 Предохранительный клапан

Необходим для сброса излишек теплоносителя из системы при повышении его давления выше допустимого предела. Такая ситуация возможна при резком повышении температуры воды (теплоносителя) в системе. Это может привести к повреждению котла и других узлов отопительной системы. Поэтому лучше приобрести котёл со встроенным предохранительным клапаном или установить его отдельно.

Воздухоотводчик автоматический

Во время ввода отопительной системы в эксплуатацию в неё неизбежно попадает воздух, избавиться от которого бывает достаточно сложно. Кроме того, воздух может накапливаться в системе и в процессе эксплуатации. Он препятствует нормальной работе системы отопления, создаёт шум и бурление в трубах. Воздухоотводчик (рис. 6) автоматически выпускает весь воздух, накопившийся в трубах отопления. Его нельзя назвать обязательным узлом, но присутствие его в системе сильно упрощает жизнь пользователю. Поэтому лучшим решением будет выбрать котёл со встроенным воздухоотводчиком.

Рис. 6 Воздухоотводчик

Автоматический переход от внешнего источника питания к автономному при отключении электропитания в сети

Эта функция актуальна только для энергозависимых отопительных котлов. При пропадании внешнего питающего напряжения питание котла может какое-то время осуществляться от резервной батареи. Автоматический ввод резервного питания особенно важен, если котёл часто остаётся без присмотра хозяев. Например, в случае с загородным домом , в который хозяева приезжают только на выходные.

После рассмотрения модулей автоматики, относящихся к первой группе, можно сделать только один вывод: не стоит экономить на безопасности. Выбирая газовый котёл, убедитесь, что в нём присутствуют все необходимые защитные функции. Если какие-то из модулей отсутствуют, а котёл где они есть стоит значительно дороже – выясните можно ли доставить эти модули в систему отопления отдельно. Возможно, это позволит вам сэкономить.

Автоматика для удобства

Ко второй группе относятся модули, которые позволяют полностью или частично избавить пользователя от участия в процессе управления котлом. Эта автоматика обеспечивает выбор оптимальных режимов работы котла, повышая его эффективность и энергосбережение.

Автоподжиг

Котёл с автоподжигом позволяет разжигать запальную горелку в автоматическом режиме. Для того чтобы разжечь котёл без автоподжига пользователю обычно приходится нажать кнопку пьезорозжига и удерживать её некоторое время, после чего запальник горит всё время. В котле с автоподжигом запальная горелка отключается, когда она не нужна и автоматически включается при необходимости. Это делает котёл экономичнее и надёжнее.

Модуляция пламени

Наличие функции модуляции пламени позволяет автоматически плавно регулировать мощность котла в зависимости от температуры, которую нужно поддерживать в помещении и текущего расхода горячей воды (в случае двухконтурного котла). Для того чтобы пользователь мог задать желаемую температуру в помещении, у котла должен быть предусмотрен механический или электронный (чаще) задатчик. Также в системе должен присутствовать датчик комнатной температуры , для обеспечения обратной связи. Подробнее про плавное регулирование в системах автоматики можно прочитать . Такое регулирование обеспечивает наиболее экономичный режим работы котла.

Автодиагностика котла

Модуль «Автодиагностики» собирает данные о работе всех датчиков и исполнительных механизмов котла, формирует ошибки в случае неисправности какого-то из узлов и отображает их на дисплее в виде числового кода или в текстовом виде. Например:

“Ошибка № 04 Отсутствует пламя” или “Ошибка № 06 Ошибка температурного датчика (горячая вода) “.

Модуль «автодиагностики» очень полезен при диагностике неисправностей котла. Однако этот модуль не является обязательным. Не стоит выбирать котёл с
«автодиагностикой», если это существенно увеличивает его стоимость по сравнению с аналогичным котлом, в котором этого модуля нет. В случае поломки Вам всё равно придётся вызывать квалифицированного мастера для устранения неисправности. Модуль диагностики, конечно, поможет мастеру в работе, но стоимость ремонта от этого не уменьшится.

Программатор газового котла

Рис. 7 Программатор

Программатор позволяет задать расписание режимов работы на сутки, на неделю и т.д. Это позволяет экономить расход энергоресурсов, когда это возможно. Например, полезно снижать температуру в доме днём, когда все на работе или ночью, чтобы лучше спалось. И наоборот, котёл может автоматически прогревать помещение к моменту прихода хозяев.

Внешнее управление котлом

Эта функция позволяет организовывать внешнее управление котлом, даёт возможность интеграции котла в системы типа «умный дом», организации дистанционного управления и контроля основных показателей с помощью внешнего GSM-модуля. Эта функция так же обычно предусматривает возможность подключения дополнительного оборудования (датчиков комнатной и уличной температуры, термостата, недельного программатора и т.д.). Если подключение внешнего управления не планируется, нет смысла переплачивать за эту функцию.

Бытовые отопительные агрегаты, использующие природный и сжиженный газ, не нуждаются в постоянном контроле со стороны пользователей. За горением и поддержанием требуемой температуры теплоносителя следят электронные и механические блоки, вмонтированные в любой теплогенератор производителем. Наша задача – разъяснить, как работает автоматика для газового котла и какие виды устройств применяются в современных водогрейных установках.

Подавляющее большинство котельных установок данного типа оснащается автоматикой безопасности, действующей без внешнего источника электропитания (энергонезависимая). Согласно требованиям нормативных документов, средства автоматизации должны перекрывать подачу газа на горелку и запальник в трех аварийных случаях:

1. Затухание пламени основной горелки вследствие задувания либо по другим причинам.
2. Когда в дымоходном канале отсутствует или резко снижается естественная тяга.
3. Падение давления природного газа в основной магистрали ниже критического уровня.

Для справки. Реализация перечисленных функций является обязательным для газовых котлов всех типов. Многие производители добавляют четвертую ступень безопасности – защиту от перегрева. Когда температура теплоносителя достигает 90 °С, клапан по сигналу датчика прекращает подавать газ к основной горелке.

В различных моделях газовых от разных производителей применяется энергонезависимая автоматика следующих видов (марок):

• итальянские блоки EuroSIT (Евросит) серии 630, 710 и 820 NOVA (отопительные агрегаты «Лемакс», «Житомир 3», Aton и многие другие);
• польские устройства «КАРЕ» (теплогенераторы «Данко», «Ривнетерм»);
• американские приборы автоматического регулирования Honeywell (отопители Жуковского завода линейки «Комфорт»);
• отечественные изделия фирм ЖМЗ, САБК, «Орион», «Арбат».

Система подачи горючего в простейших аппаратах АОГВ, оснащенных клапанами ЖМЗ. Горелка спрятана в нижней части корпуса.

Мы перечислили наиболее распространенные марки автоматики, которые зачастую устанавливаются на водогрейные котлы одной фирмы. Например, Жуковский завод комплектует бюджетные версии аппаратов АОГВ собственными блоками безопасности ЖМЗ, теплогенераторы средней ценовой категории – устройствами EuroSIT, а мощные модели – автоматическими клапанами Honeywell. Рассмотрим каждую группу отдельно.

Газовые клапаны бренда SIT Group

Из всех видов автоматики, встречающихся на котельных установках, блоки безопасности EuroSIT – самые популярные и надежные в эксплуатации. Они рекомендованы компаниями - поставщиками природного топлива, в том числе для замены старой газовой аппаратуры котлов КЧМ, АГВ и так далее. Без проблем работают в составе микрофакельных горелок Polidoro, «Искра», «Вакула», «Термо» и прочих.

Точные названия трех используемых моделей выглядят так:

• 630 SIT;
• 710 MiniSIT;
• 820 NOVA.

Гнезда подключения термопары, основной и запальной горелки расположены на нижней панели

Для справки. Компания SIT Group прекратила производство серий 630 и 710, считая их устаревшими. На смену пришла новая автоматика безопасности котлов отопления – газовые клапаны 820 NOVA, 822 NOVA, 840 SIGMA и 880 Proflame (работает от батареек). Но старые изделия нетрудно найти в продаже.

Чтобы не утомлять вас подробностями конструкции автоматических устройств EuroSIT, кратко поясним принцип работы на примере простейшего блока 630-й серии:

Примечание. Более старые модификации автоматики не оснащались температурными датчиками и блоками розжига, поэтому для запуска теплогенератора требовались спички.

Схема подключения блока автоматики к газогорелочному устройству

За нормальную подачу газа в устройстве отвечает мембранный клапан, играющий роль регулятора давления. Когда оно падает ниже заданной величины, топливный канал закрывается и происходит аварийное отключение котла. К отказу приводят и другие ситуации:

1. Гаснет горелка и фитиль, нагревающий термопару. Генерация напряжения прекращается, электромагнитный клапан закрывает проход горючего.
2. Если неожиданно пропала тяга в дымоходе, размещенный в этом канале датчик перегревается и разрывает цепь питания электромагнита. Результат аналогичен – топливоподача блокируется.
3. В отопителях, оборудованных датчиками перегрева, электрическая цепь разрывается после достижения водой температуры 90-95 °С.

Автоматика на газовый котел делится на два основных типа:

• Энергонезависимые механические конструкции. Они отличаются простотой, но при этом демонстрируют высокую эффективность. Такая автоматика реагирует на изменение температуры воды в системе.
• Энергозависимые электронные приборы. Это оборудование, которое функционирует от внешнего источника энергии, будь то сеть или генератор. Эта группа включает массу инновационных разработок, призванных сделать котел вашим повседневным помощником.

Рассмотрим по-отдельности каждую из данных групп.

Механическая автоматика

Механическая автоматика имеет целый ряд преимуществ. Во-первых, данное оборудование, как уже было сказано, отличается простотой конструкции. Из-за этого она очень надежна и практически не ломается. А в случае выхода из строя механическая автоматика легко чинится или заменяется на новую без значительных потерь для семейного бюджета.

Во-вторых, такая автоматика отличается дешевизной, что отражается на стоимости котла. Она автономна в применении, так как для ее работы не нужны внешние источники питания.

Механическая автоматика на газовый котел настраивается вручную. Специалистом выставляется диапазон температур теплоносителя. Подобная автоматика работает по простому принципу. Температурный регулятор начинает работать сразу же после розжига и реагирует на изменение параметров теплоносителя. Если температура воды в системе падает, то автоматика открывает дополнительную подачу газа к главной горелке.

Конструкция терморегулятора подразумевает наличие стержня, изготовленного из специального материала, который реагирует на снижение или рост температуры теплоносителя. В процессе изменения параметров теплоносителя терморегулятор удлиняется или укорачивается, регулируя при этом подачу газа к главной горелке.

Нередко в комплекте механической автоматики идет датчик тяги и пламени. Данные агрегаты весьма важны для безопасного функционирования котла. Они отключают подачу газа в том случае, если затухает пламя горелки или уменьшается уровень тяги. Подобные датчики зачастую представляют собой биметаллические пластины, которые меняют свою форму под воздействием температуры, тем самым регулируя подачу топлива в системе.

Электронная автоматика

Электронная автоматика на газовый котел отличается сложностью конструкций и многообразием выполняемых функций, среди которых стоит отметить следующие:

• Создание безопасных условий для эксплуатации отопительного оборудования;
• Обеспечение максимального комфорта в отапливаемом помещении;
• Повышение коэффициента полезного действия системы;
• Улучшение экологических показателей;
• Программирование работы котла в зависимости от времени суток или дня недели;
• Погодозависимое регулирование работы котла;
• Автоматизация контроля различных контуров отопительной системы;
• Нагрев теплоносителя для бытовых нужд.

Все современные электронные устройства функционируют на основе принципа электромагнитного клапана, который контролируется микропроцессорным блоком. Котлы с такой газовой автоматикой комплектуются специальным дисплеем, с помощью которого выбирается тот или иной режим. За соблюдением указанных пользователем условий будет «следить» газовая автоматика для котлов.

Стандартный перечень функций, которые выполняет подобное оборудование, выглядит следующим образом:

• Автоматический пуск котла;
• Контроль мощности горелки, исходя из информации, предоставляемой встроенными датчиками;
• Остановка оборудования;
• Аварийная остановка техники в случае выявления определенной неполадки.

Кроме того, некоторые производители, стремясь расширить функционал предлагаемого ими оборудования, комплектуют его системой «антифриз», защитой от заклинивания насоса и трехходового клапана , системой диагностики неполадок и выбегом насоса. Среди наиболее распространенных компонентов электронной автоматики на газовый котел следует выделить электронный контроллер, реле газового давления , газовую арматуру, клапаны, а также дисплей. В некоторых случаях продвинутая техника комплектуется реле давления и датчиком уровня воды.

Энергонезависимые котлы стоят не так дорого, как агрегаты, оснащенные электроникой. Именно поэтому потенциальному покупателю перед тем, как сделать окончательный выбор, нужно определиться, чего он ожидает от газового котла. Если вы все же приняли решение приобрести энергозависимый агрегат, который способен подарить вам максимум комфорта, то убедитесь в том, что вы сможете обеспечить котлу бесперебойное питание от сети или от генератора. В противном случае техника просто не сможет в непрерывном режиме выполнять возложенные на нее функции.

Виды автоматики для газовых котлов отопления

Внимание! Данная система предусматривает возможность подсоединения комнатного термостата, с помощью которого в автоматическом режиме обеспечивается заданная температура в отапливаемом помещении.

Функции современных автоматических систем управления давно не ограничиваются контролем пуска и остановки котла, но и эффективно обеспечивают диагностику, сигнализацию и управление мощностью отопительной установки.

Работа абсолютно любого отопительного оборудования основана на равномерной и постоянной подаче топлива. Особенно это касается оборудования, работающего на природном газе, так как в отечественных подающих сетях проблемы давления газа налицо. Именно поэтому важно, чтобы за всеми протекающими в котле процессами, а в особенности – за подачей в горелку газа, следила автоматика.

Какие разновидности автоматики существуют

Вся продукция, которая на сегодняшний день производится в категории «автоматические контролирующие системы для отопительных котлов», разделяется всего на две группы, а именно:

• Энергозависимые типы.
• Энергонезависимые типы.

Энергозависимым для работы необходимо электричество напряжением в 12 В, тогда как второй тип работает без него.

Энергозависимая автоматика

Энергозависимая автоматика для отопительных газовых котлов – это электронные устройства, задача которых в основном заключается в регулировании подачи природного газа путем закрытия или открытия крана. Это устройство является довольно сложным, и производители наделяют его рядом дополнительных функций. Итак, что же в состоянии делать автоматическая электронная сеть:

• Визуально показывать работу самого котла, температуру нагретой воды и так далее.
• В случае запрограммированного режима или при экстренных ситуациях останавливать работу котла.
• При помощи установленного термодатчика регулировать мощность горелки.
• В автоматическом режиме запускать котел.
• Открывать или закрывать кран для подачи газа.

• Самостоятельно диагностирует отопление, и выявляет неисправности частей и элементов.
• Защищает отопительную систему в случае, если трехходовой кран вышел из строя.
• Защищает отопительную систему от замерзания. В случае резкого понижения температуры внутри дома автоматика быстро запускает отопительный котел.
• Управляет и контролирует работу насоса.

Так что получается, что этот вид представляет собой автоматику безопасности газовых отопительных котлов. Именно использование этих блоков гарантирует, что котел будет работать без скачков, ровно, с соблюдением точного температурного режима, и при этом не будет создавать проблем в процессе длительного использования.

Особенное внимание стоит обратить на систему диагностики. Ее наличие позволяет предупредить возникновение серьезных неисправностей. Соответственно, это позволяет сильно сэкономить на капитальном ремонте оборудования.

На сегодняшний день рынок предлагает разные энергозависимые устройства. Это как программируемые блоки, так и обычные, не имеющие программного управления. Удобство первых заключается в том, что вы можете задать требуемый температурный режим на длительный период времени, порядка недели. Посмотрев прогноз погоды, можно установить необходимую температуру на каждый из последующих дней, что позволит сохранить в доме комфортный температурный режим. Кроме того, эти блоки позволяют программировать температуру на дневное и ночное время.

Энергонезависимая автоматика

К энергонезависимым типам автоматики относятся механические устройства контроля и регулирования горения газа в отопительных котлах . Когда необходимо выбирать из двух групп автоматики, многие потребители отдают предпочтение именно механическому варианту. В чем причина?

• Эти конструкции самые дешевые.
• В них имеется ручная настройка, а это позволяет разобраться в регулировании даже плохо разбирающимся в этом людям.
• Автономность таких блоков, так как для их работы не нужно подключение к сети. Даже если электричество на какой-то период будет отключено, регулировать газовый котел будет легко.

В чем заключается суть ручной настройки? На приборе имеется температурная шкала от минимума до максимума. При установке стрелки регулятора на определенный уровень, вы задаете его котлу. После зажигания котла вступает в дело терморегулятор, который будет регулировать заданный уровень температуры, открывая или закрывая кран подачи топлива.

Встроенная в теплообменник термопара для газового котла касается непосредственно теплоносителя, и имеет в своем составе специальный стержень, который изготовлен из реагирующего на изменение температуры материала. В основном материалом дл него служит инвар, представляющий собой сплав никеля и железа. Под воздействием температуры стержень начинает удлиняться или укорачиваться. Он соединен с клапаном, который под воздействием этого стержня регулирует подачу газа на горелку.

На сегодняшний день производители добавляют к механическому блоку автоматики два датчика:

• Датчик пламени.
• Датчик тяги.

Оба прибора сразу же отключают подачу газа в котел, если давление в трубе резко снизилось, или в дымоходе вдруг упала тяга. Устройство этих датчиков основано на изгибе изготовленной из сплава двух металлов тонкой пластины. Например, если температура высокая, пластины выгибается и удерживает клапан открытым. Как только пламя уменьшилось, пластина выпрямляется, и перекрывает клапан. То же самое происходит и в дымоходе с датчиком тяги.

Автоматические мультиблоки

Сегодня, благодаря научно-техническому прогрессу мы может пользоваться приборами, которые при своих компактных размерах обладают широкими функциональными возможностями. Это относится и к автоматике для газовых котлов. Производители предлагают пользователям мультиблоки, имеющие в своем составе:

• Клапан для горелки. Обычно это устройство имеет двухступенчатое действие.
• Стабилизирующий давление газа прибор.
• Датчик тяги.
• Термодатчик.
• Терморегулятор.
• Комбинированный газовый клапан.

Обратите внимание на первый клапан. Этот прибор работает в связке с терморегулятором, который при помощи термодатчика прямо в отопительном контуре контролирует температуру теплоносителя. Миниблок такого типа может работать в паре с установленным в помещении термостатом. Термостат контролирует температуру воздуха, а соответственно – и температурный режим для газового котла. Использование подобной связки помогает проводить регулировку работы отопительного котла существенно точнее.

Способы установки

• Беспроводные блоки.
• Проводные блоки.

В чем разница несложно понять уже из самого названия. Для соединения с котлом проводные блоки используют провода или кабели. В особенности это относится к термостатам и датчикам. Если установка проводится в уже готовом доме, этот вариант является не самым лучшим, так как для монтажа нужно будет делать открытую или скрытую проводку. Если выбран скрытый вариант, то нужно будет штробить стены, что принесет за собой ненужные расходы. Беспроводной вариант – это намного лучшее решение, которое, однако, и стоит дороже.

Если статья оказалась полезной , в качестве благодарности воспользуйтесь одной из кнопок ниже - это немного повысит рейнинг статьи. Ведь в интернете так трудно найти что-то стоящее. Спасибо!

Технологические процессы, происходящие в котельном агрегате во время его работы, характеризуются рядом взаимосвязанных параметров. Изменение одного из них, например расхода пара, должно отражаться на всех остальных параметрах: давлении пара, количестве подаваемого в топку топлива, количестве подаваемого воздуха и отсасываемых дымовых газах, расходе питательной воды.

Автоматизация котельных предусматривает осуществление автоматического регулирования производственного процесса, автоматический теплотехнический контроль, дистанционное управление и сигнализацию об отклонениях от нормального эксплуатационного режима. Автоматизация котельных установок может быть частичной , при которой осуществляется автоматизация отдельных видов оборудования, или комплексной , при которой эксплуатация котельной установки происходит без постоянного обслуживающего персонала.

Основной задачей автоматизации котельной установки является регулирование:

подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котлов при условии поддержания постоянным давления пара в паровых котлах или температуры воды в водогрейных котлах; тяги;

питания парового котла; температуры перегрева пара.

Автоматическое регулирование подачи воздуха и топлива в зависимости от нагрузки котла, поддержание давления пара (или температуры воды) в заданных пределах и регулирование тяги (разрежения в топке) называется автоматизацией процесса горения.

В автоматизацию питания котла входят регулирование подачи питательной воды в котел в зависимости от нагрузки и поддержание при этом постоянного уровня воды в барабане котла.

Система автоматического регулирования состоит из объекта регулирования и взаимодействующего с ним автоматического регулятора. Котел является объектом регулирования.

Основными звеньями системы автоматического регулирования, кроме объекта регулирования и автоматического регулятора, являются:

• - чувствительный элемент, реагирующий на отклонение регулируемого параметра;
• - задающее устройство - механизм ручной и автоматической настройки заданного значения или программное устройство;
• - преобразователь - исполнительный орган, преобразующий сигнал чувствительного элемента в электрические импульсы, удобные для усиления;
• - усилитель - устройство для усиления сигнала за счет дополнительного источника энергии;
• - исполнительный механизм - устройство, воздействующее на регулируемый объект;
• - корректирующие устройства, стабилизируют процесс регулирования воздействием на работу регуляторов.

Система автоматического регулирования в некоторых случаях может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы. В некоторых случаях эта система может выполняться с регуляторами прямого действия, в которых отсутствуют преобразователь и усилитель, а чувствительные элементы воздействуют непосредственно на исполнительные органы.

По принципу действия системы автоматического регулирования теплопроизводительности котельных делятся на комбинированные и с регулированием по возмущению.

Регулирование по возмущению выполняет функции управления. Температура горячей воды на выходе из котла регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха, изменение которой является возмущающим воздействием. Поступающее на вход регулятора возмущение изменяет регулирующее воздействие (расход топлива) так, что оно компенсирует влияние изменения температуры наружного воздуха на температуру помещения. Комбинированные системы автоматического регулирования состоят из сочетающихся систем регулирования и управления. Постоянное значение регулируемого параметра поддерживается воздействием по возмущению. В системе с воздействием по возмущению регулятор работает с опережением, т.е. начинает действовать сразу вслед за возмущающим воздействием до момента изменения регулируемой величины. Последняя контролируется, а изменение сигнала подается на вход регулятора. Кроме того, вводится задающее воздействие, зависящее от возмущения.

Существуют системы с регулированием по отклонению, то есть воздействие на объект регулирования зависит от изменения регулируемого параметра.

По виду регулирования системы автоматического регулирования делят на системы непрерывного действия (пропорциональные) и многопозиционные. В системах непрерывного регулирования при изменении возмущающего воздействия положение регулирующего органа изменяется плавно. В системах многопозиционных регулирующий орган всегда занимает одно из крайних положений.

Системы автоматического регулирования бывают прямого (непосредственного) и непрямого действия. В системах прямого действия используется энергия регулируемой среды. В системах непрямого действия - энергия постороннего источника (электрическая, пневматическая, гидравлическая).

Функциональная схема регулирования процесса горения в паровых котельных установках приведена на рис. 10.17. Регулятор давления пара получает импульс от давления в барабане котла и воздействует на количество подаваемого в топку газа. В регуляторе давления предусмотрена обратная связь.

Регулятор воздуха получает импульс на регулирование по расходу воздуха и дополнительные импульсы по расходу газа и от регулятора давления.

Дымососная установка, создающая разрежение, может регулироваться в зависимости от величины разрежения в топке или же с дополнительным импульсом от регулятора давления пара.

Питание паровых котлов регулируется следующим образом. При установившемся режиме парового котла весовые расходы

пара и питательной воды равны между собой и уровень воды в барабане котла остается неизменным.

Рис. 10.17.

При изменении нагрузки котла происходит нарушение равновесия. Появляется необходимость регулирования питания котла. Наиболее простым типом регулятора, применяемого в этом случае, является одноимпульсный регулятор питания бара-

Нагрузка бЭННЫХ КОТЛОВ (ИМПУЛЬС ОТ урОВНЯ ВОДЫ В

Рис. 10.18.

Одноимпульсные регуляторы могут применяться для питания паровых котлов, имеющих большой водяной объем, и при нагрузках, не имеющих резких колебаний.

Функциональная схема одноимпульсного регулирования уровня воды в барабане парово-

Го котла приведена на рис. 10.18. Импульс на

регулирование от уровня воды в барабане кот-водапитания ла воспринимается регулятором уровня, кото-

рыи воздействует на расход питательной воды.

Для крупных котлов с относительно малым водяным объемом одноимпульсный регулятор не может обеспечить качественного регулирования при резких изменениях нагрузки, так как в этом случае будут наблюдаться довольно значительные отклонения уровня от заданного значения.

В этом случае может быть применен двухимпульсный регулятор, у которого регулирующий орган находится под воздействием как отклонения уровня, так и изменения расхода пара.

На рис. 10.19 дана схема двухимпульсного регулятора, в котором импульсы от уровнемера / и расходомера 2 через управляющий орган 3 (в котором импульсы суммируются) оказывают воздействие на регулирующий орган.

Рис. 10.19.

питания парового котла

Кроме регулирования процесса горения и питания котла, в котельных должна быть предусмотрена автоматика безопасности. Для ведения нормальной эксплуатации должны быть предусмотрены также дистанционное управление, теплотехнический контроль и сигнализация.

Автоматика безопасности. При нарушении нормальной работы котла вследствие неисправности, которая может вызвать аварию, а также в случае аварии котел должен быть немедленно остановлен.

Автоматика безопасности котла должна обеспечить сигнализацию и защиту (отсечку топлива) в следующих случаях:

• - изменения давления газа выше и ниже допустимого;
• - снижения давления мазута ниже допустимого;
• - уменьшения разрежения в топке ниже допустимого;
• - погасания факела в топке;
• - снижения давления воздуха на входе в горелку ниже допустимого;
• - превышения давления в барабане выше допустимого;
• - снижения уровня воды в верхнем барабане ниже допустимого;
• - снижения расхода воды через водогрейный котел ниже допустимого;
• - снижения давления воды в тракте водогрейного котла ниже допустимого;
• - повышения температуры воды на выходе из водогрейного котла до значения на 20 °С ниже температуры насыщения, соответствующей рабочему давлению воды в выходном коллекторе.

Повторный пуск осуществляется после устранения неисправности.

На рис. 10.20 показана принципиальная схема автоматики управления и безопасности водогрейных котлов марки «СТАВАН» и «ЗИОСАБ» небольшой теплопроизводительности, работающих под наддувом.

Рис. 10.20.

В данной схеме термостат безопасности 13а предназначен для защиты котла от повреждений, связанных с перегревом котловой воды на 8-10 °С выше максимальной рабочей. При срабатывании термостата безопасности происходит размыкание цепи электропитания, отключение горелки и загорается красная сигнальная лампочка на панели управления горелки 12.

Рабочий (регулировочный) термостат 136 предназначен для задания требуемой температуры воды на выходе из котла. При достижении установленной температуры разогрева воды рабочий термостат отключает горелку (цепь электропитания горелки размыкается). После остывания теплоносителя на 7-10 °С от заданного значения электрическая цепь замыкается и происходит автоматическое включение горелки.

Датчик тяги 14 устанавливается на котле в месте, где он не будет подвергнут воздействию высокой температуры. Датчик 14 подключается в электрическую цепь фоторезисторного или ионизационного электрода контроля пламени. При срабатывании датчика разрежения идет импульс на разрыв электрической цепи фоторезистора или ионизационного электрода, и повторный пуск горелки осуществляется только после устранения причины, вызвавшей срабатывание датчика, и следующего за этим нажатия на кнопку панели управления горелкой 12.

При запуске горелки на газообразном топливе автоматика работает следующим образом.

При включении питания устройством управления 12 запускается двигатель 7 привода вентилятора 6 горелки и сигнализатор (реле) необходимого давления воздуха 8 и сигнализатор (реле) необходимого давления газа. В случае отсутствия необходимого давления воздуха и газа дальнейшая работа программного механизма останавливается и на панели управления 12 загораются соответствующие сигнальные лампочки.

В противном случае после предварительной продувки около 30 с при помощи трансформатора зажигания 9 зажигается электрическая дуга между электродом 10 и винтом заземления. Магнитные клапаны 4, установленные на подающем газопроводе, открываются. Поступающий из сопла 5 газ воспламеняется. Время горения электрической дуги составляет примерно 3 с. Если в течение этого времени электрод контроля пламени 11 обнаружил пламя, программное реле панели управления 12 выключает дугу и факел горелки продолжает гореть.

Если электрод контроля пламени не обнаружил пламени в течении 3 с, или факел погас по той или иной причине, то горелка останавливается, и загорается соответствующая сигнальная лампочка на панели управления.

Дистанционное управление. Одной из основных технических задач при автоматизации котельных установок является управление на расстоянии электродвигателями, приводящими в движение насосы, вентиляторы, дымососы и прочие машины, или рабочими органами (запорными и регулирующими задвижками, вентилями, шиберами и т.д.). Пуск электродвигателей дымососов, вентиляторов и других агрегатов должен осуществляться дистанционно со щита котельной или котлоагрегата.

Система дистанционного управления состоит из силовой (главной) цепи, цепи управления и сигнальной цепи.

Силовая система с электрическим приводом состоит из электропривода, проводов силовой линии и рабочих контактов управляющей аппаратуры, замыкающих или размыкающих силовую цепь.

Цепь управления состоит из аппаратуры управления (контакторы, реле и т.д.), проводов линии управления и кнопок, замыкающих или разрывающих цепь управления.

Сигнальная цепь состоит из сигнальных контактов, проводов линии связи и сигнальных устройств. Система сигнализации бывает контрольной и аварийной.

Контрольная сигнализация служит для передачи указаний о состоянии нормальной работы и о характере операций в контролируемом пункте (работает или выключен тот или иной агрегат).

Аварийная сигнализация дает сигнал в случае нарушения нормального эксплуатационного режима или аварии.

Сигналы контрольной сигнализации обычно осуществляются световыми эффектами (лампочки, светодиоды).

Для аварийной сигнализации обычно применяют звуковой сигнал (сирена, звонок) совместно с сопутствующим ему световым сигналом.

Теплотехнический контроль. Котельный агрегат оснащается контрольно-измерительными приборами, необходимыми для его экономичной и безаварийной работы. Из показывающих приборов устанавливают те, которые необходимы для наблюдения за технологическими параметрами, определяющими возможность рационального ведения производственного процесса при эксплуатации и при пусковом режиме котельных агрегатов. Регистрирующие и суммирующие (интегрирующие) приборы выбирают исходя из необходимости обеспечить возможность анализа работы котельной установки и для осуществления хозяйственного учета. Оперативные приборы размещают на щите котельного агрегата, а регистрирующие и интегрирующие - на отдельном неоперативном щите.

Бытовые греющие приборы, функционирующие на сжиженном или природном газе, не требуют от хозяев постоянного внимания и контроля. Эту задачу выполняет автоматика для газовых котлов отопления.

Электронные и механические управляющие блоки, интегрированные в теплогенератор, регулируют горение и способствуют поддержанию в теплоносителе необходимой температуры.

Автоматика работает исправно, четко и надежно, повышает эффективность греющего оборудования, способствует разумному потреблению энергетического ресурса и делает эксплуатацию греющей системы простой, комфортной и абсолютно безопасной.

Система-автомат предохраняет отопительные установки от перегрузок и активирует аварийное отключение подачи газа в случае внезапных форс-мажорных обстоятельств. Дополнительно техника регламентирует уровень интенсивности горения и текущий расход топлива, позволяя хозяевам экономить финансовые средства на обогреве помещений.

Автоматический узел имеет гибкие настройки и позволяет владельцу задавать оборудованию максимально удобные для себя параметры работы

По базовому принципу работы и конструктивным особенностям автоматика для оборудования, работающего на газе, подразделяется на:

• устройства с энергетической зависимостью;
• независимые от энергии приборы.

Системы первого типа представляют собой сложные электронные агрегаты и для корректной работы, которые нуждаются в бесперебойной подаче электрики. Вторые виды устройств являются упрощенными механическими конструкциями, не требующие энергетической подпитки.

Вид #1 - энергозависимые изделия

Энергозависимый модуль – это небольшой электронный прибор, реагирующий на подачу топливного ресурса. Включается и отключается в момент активации или закрытия основного газового крана. Отличается сложной конструкцией и большим количеством элементов и микросхем.

Позволяет хозяевам решать следующие задачи:

• активация или прекращение подачи газа;
• запуск отопительной системы в автоматическом режиме;
• регулировка уровня мощности базовой горелки (благодаря наличию термостата);
• выключение работающего котла как в экстренных ситуациях, так и в рамках заданного пользователем режима;
• вывод текущих показателей на дисплей (общий уровень температуры воздуха в комнате, отметка, до которой прогрет рабочий теплоноситель и пр.).

Более «навороченные» модули имеют дополнительный функционал и предлагают пользователям неограниченные и максимально удобные условия для контроля работы и управления агрегатом. Электронные панели обеспечивают полноценную защиту греющего оборудования от неисправности и не дают котлу промерзнуть.

Если в комнате резко опускается температура, «умная» система сама запускает отопительное оборудование и отключает его, когда жилище наполняется комфортным теплым воздухом.

Опция самостоятельной диагностики, имеющаяся у отдельных модулей, предупреждает сбои в работе и способствует своевременному выявлению неисправных деталей и узлов в системе. Она дает возможность максимально рано заметить поломку и заменить какой-то мелкий элемент еще до того, как он создаст для оборудования реальную проблему.

Небольшие поломки греющей системы в итоге превращаются в глобальные сложности и влекут за собой денежные траты, связанные с ремонтом и демонтажем (полным или частичным) оборудования. Самостоятельная диагностика помогает выявить неисправность и дает возможность своевременно ее устранить

Электронная автоматика, отвечающая за безопасную эксплуатацию оборудования, обеспечивает бесперебойную работу котла, не дает системе перегреваться и перекрывает подачу газа в случае падения тяги или затухания пламени в горелке.

Ассортиментная линейка энергозависимой автоматики, представленная сегодня на рынке, радует разнообразием. Полезные и нужные мини-агрегаты выпускают знаменитые на весь мир бренды и небольшие компании, только пытающиеся завоевать свое место под солнцем.

Энергозависисмая автоматика представлена в форме панели управления, где пользователь может выставить удобные для себя параметры работы оборудования. Стоимость «умного» элемента высока, но затраты оправданы, ведь с помощью управляющего блока можно снизить потребление ресурса без какого-либо ущерба для собственного комфорта

Среди предлагающихся моделей есть как совсем простые изделия, так и более продвинутые агрегаты с опцией программирования.

На них пользователь может выбрать наиболее подходящие для себя и запрограммировать систему на работу в режиме день/ночь или, ориентируясь на прогноз погоды, выставить определенный уровень прогрева дома или квартиры на период от 1 до 7 суток.

Вид #2 - энергонезависимые агрегаты

Энергонезависимая автоматика более проста и практична. Управление и настройка осуществляются вручную при помощи механических поворотных тумблеров и не представляют сложности даже для тех, кто далек от техники. Работает устройство абсолютно автономно и не нуждается в подключении к центральной электросистеме.

Для отопления жилого дома и подачи горячей воды в краны ручку контроля достаточно повернуть в направлении увеличения на 2-3 деления. Если требуется принять ванну или душ, тумблер необходимо установить на максимальный показатель

Изделие маркируется цифровой шкалой с перечнем значений от минимальных до максимальных. Для активации пользователь выбирает нужную отметку и таким способом задает подходящую рабочую температуру непосредственно котлу.

После этих манипуляций подключается и берет под контроль указанный режим прогрева. Котел активно работает до тех пор, пока помещение не прогревается до желаемой температуры. Потом теморегулятор отключает подачу газа в систему и активируется снова только тогда, когда в комнате становится холоднее.

Принцип действия основан на специфической конструкции устройства. Встроенная в теплообменник термопара газового котла оснащена специальным стержнем. Он изготовлен из особого железно-никелевого сплава под названием инвар.

Физические характеристики этого прогрессивного материала наделяют его возможностью почти мгновенно улавливать минимальные температурные колебания.

Если в комнате становится чрезмерно жарко или слишком холодно, размер стержня изменяется. На это реагирует соединительный клапан и своевременно перекрывает либо активирует поступление газа в горелку.

Наличие энергонезависимой автоматической управляющей системы дает возможность пользователям устанавливать в доме или квартире наиболее подходящий для себя температурный режим и экономно расходовать топливный ресурс, не переплачивая по коммунальным счетам

Дополнительно автоматика энергонезависимого типа имеет чувствительные . Если в трубе внезапно снижается давление или уровень тяги в дымоходе по каким-то причинам падает, подача ресурса сразу же прекращается и утечки газа удается избежать.

Энергонезависимая автоматика стоит вполне разумных денег и, в отличие от электронных аналогов, не требует покупки и установки стабилизатора, контролирующего напряжение и выравнивающего непредвиденные скачки в центральной электросети

Корректную работу датчика пламени обеспечивает специальная пластина. При нормальном и правильном функционировании системы она находится в слегка изогнутом состоянии.

Таким способом деталь удерживает перекрывающий клапан в режиме «Открыто ». Когда пламя становится меньше, пластина выравнивается и клапан под ее давлением закрывается.

Конструкция и принцип функционирования

Автоматика, управляющая работой , состоит из многих элементов, условно разделенных на две подгруппы. В первую входят механизмы, обеспечивающие полноценное и безопасное функционирование самого котла. Ко второй относятся устройства, дающие возможность эксплуатировать отопительную систему в максимально удобном и комфортном для пользователя режиме.

Составляющие элементы системы безопасности

За эксплуатационную безопасность агрегата отвечают несколько модулей:

1. Контроллер пламени – состоит из двух основных деталей — электромагнитного клапана и термопары. Своевременно и надежно перекрывает газ и препятствует образованию утечки.
2. Термостат – осуществляет поддержку заданной температуры теплоносителя и предохраняет систему от перегрева. Когда теплоноситель остывает до минимальных температур, модуль запускает котел в работу, а после фиксации пиково-высоких показателей отключает его, полностью избавляя хозяев от необходимости постоянно уделять внимание системе.
3. Датчик, контролирующий тягу , несет ответственность за прекращение подачи газа на горелку в случае изменения базового положения биметаллической пластины, предупреждая таким способом утечку газа.
4. Предохранительный клапан – следит за количеством теплоносителя в контуре.

Помимо всех вышеперечисленных полезных качеств, автоматика имеет ряд дополнительных функций, повышающих комфортность использования оборудования.

Устройство выполняет авторозжиг газовой горелки, осуществляет выбор самого эффективного рабочего режима, способствует рациональному расходу энергоресурса и проводит самостоятельную диагностику, избавляя хозяев от всех этих занятий.

Принцип работы автоматики безопасности

Актуальная нормативная документация говорит, что комплекс безопасности газовых котлов должен быть обязательно оборудован прибором, прекращающим работу всей системы и перекрывающим подачу газа в случае неожиданной поломки или каких-либо еще форс-мажорных обстоятельств.

Для осуществления этой задачи автоматика должна держать под контролем такие параметры, как:

• давление газа в системе;
• наличие в горелке пламени оптимального размера;
• полноценная, качественная тяга;
• уровень температуры рабочего теплоносителя.

Когда в энергонезависимой механической системе давление газа опускается до критического уровня, подача ресурса немедленно прекращается. Это происходит автоматически благодаря наличию клапанного механизма, настроенного на определенное значение.

Энергозависимые электронные устройства сконструированы несколько иначе. В них вышеописанную функцию осуществляет реле минимального/максимального давления.

При увеличении количества атмосфер мембрана со штоком изгибается, размыкая контакты питания самого котла. Газ перестает поступать и не подается до тех пор, пока уровень давления не восстанавливается.

Самостоятельно устранять неполадки и как-то вмешиваться в базовый функционал оборудования запрещено законодательно. Исправлять любые возникшие проблемы может только квалифицированный специалист – сотрудник газоподающего предприятия

Если в горелке исчезает пламя, термопара остывает и перестает вырабатывать ток. После этого электромагнитная заслонка в клапане уже не функционирует, и газ перестает поступать к горелке. При падении тяги биметаллическая пластина интенсивно прогревается, меняет форму и воздействует на клапан, заставляя его прекратить подачу топлива.

Температуру теплоносителя держит под контролем термостат. Он обеспечивает поддержание выбранного пользователем режима прогрева, при этом не давая системе перегреться и выйти из строя.

Нюансы функционирования системы

Энергозависимая электронная автоматика в работе опирается на информацию, полученную от датчиков. Микропроцессор и внутренний контроллер анализируют эти данные, обрабатывают и подают системе команды, оптимально подходящие для отдельно взятой конкретной ситуации.

Чтобы электронная автоматика нормально функционировала в течение длительного времени, необходимо ежегодно вызывать мастера для осмотра оборудования, диагностики микропроцессора и просмотра отчетов модуля памяти

У механики несколько иной принцип. Когда котел выключен, внутренний газовый клапан полностью перекрыт. В момент запуска оборудования шайба на клапане выжимается и происходит принудительное открытие прохода для топливного ресурса к запальнику. Розжиг стимулирует нагревание термопары и на ней происходит выработка напряжения.

Этот ресурс использует в работе электромагнит, поддерживающий клапан в открытом положении. Поворачивая шайбу вручную пользователь может без всяких усилий регулировать уровень и мощность своего греющего оборудования.

Обзор популярных моделей и производителей

На рынке прогрессивного газового оборудования и сопутствующих элементов представлена автоматика как отечественных, так и зарубежных производителей. По принципу работы все устройства абсолютно одинаковы, однако в конструкционном плане между ними есть существенные различия.

Наличие управляющей автоматики в системе газового отопления дает возможность комфортно обогревать помещение и рационально расходовать энергоресурс. При разумном подходе экономия может составить от 30 до 43%

Стоимость на модули варьируется в широчайшем диапазоне. Простые механические изделия с минимумом функций принадлежат к классу бюджетных и продаются по самой низкой цене. Продвинутые электронные панели ценятся гораздо выше, но предоставляют пользователю более развернутые возможности для индивидуальных настроек и контроля работы.

Некоторые устройства, как например, автоматика САБК, помимо базовых функций, снабжаются встроенным стабилизатором давления. Это позволяет осуществлять более точную регулировку работы газового оборудования

Электронные приборы с возможностью программирования считаются люксовыми. Они дают возможность владельцу задавать оборудованию план работы на длительный период времени с учетом сезонных погодных условий и текущей температуры воздуха на улице.

№1 - автоматика EUROSIT 630

Автоматический энергонезависимый блок EUROSIT 630 производства итальянской компании Sit Group (Eurosit) по продажам занимает лидирующее место на рынке.

Считается универсальным и эффективно работает с парапетными и мощностью от 7 до 24 кВт. Включение/выключение, поджиг запальной горелки и установка желаемой температуры осуществляются с помощью одной ручки с кнопкой.

Модуль Eurosit 630 – это современный агрегат для управления газовым оборудованием. Полностью соответствует международным стандартам и требованиям безопасности, предъявляемым к таким устройствам. Имеет евросертификат качества и гарантию от производителя

Изделие отличается высоким уровнем надежности, выдерживает значительные эксплуатационные нагрузки и имеет обширный функционал. Конструктивные элементы «прячутся» в корпусе, к которому подводятся кабели датчиков и прочие соединительные трубки.

Время зажигания отопительного котла при помощи автоматики Eurosit 630 составляет 10 секунд. Газ сразу же подается в систему и очень скоро помещение прогревается до заданной температуры

Внутри агрегата располагаются отсекатель, пружинный клапан и регулятор давления. Подвод газа осуществляется снизу или сбоку сообразно пожеланиям пользователя. По стоимости агрегат входит в разряд бюджетных.

№2 - модуль Honeywell 5474

Прибор Honeywell 5474 изготовляется немецким концерном Honeywell , уже более сотни лет специализирующимся на разработке и продаже различных видов автоматики. Корректно работает с бытовыми мощностью до 32 кВт.

Honeywell 5474 – энергонезависимый прибор для управления системой отопления. Оснащен микрофакельными горелками из жаропрочной нержавеющей стали. Они обеспечивают более качественное сгорание газа, снижают выброс в атмосферу вредных веществ и не дают лишней саже откладываться в дымоходе

Автоматическая система Honeywell 5474 снабжена базовым набором контролирующих функций, которые гарантируют эффективную работу котла при абсолютной безопасности для пользователей.

Изделие в авторежиме поддерживает заданную температуру теплоносителя (от 40 до 90 градусов), отключает котел в случае прекращения подачи топлива, отсутствия тяги нужного уровня в дымоходе, возникновения обратной тяги или затухания горелки.

№3 - премиум-автоматика от Honeywell

Кроме недорогих бюджетных моделей компания Honeywell выпускает и другие виды автоматического оборудования, например, люксовые хронотермостаты премиум-серии СТ либо программированные термостаты Honeywell YRLV430A1005/U.

Прибор YRLV430A1005/U при максимально широком функционале обладает дружественным интерфейсом и не вызывает у клиентов никаких сложностей в процессе использования. Стоимость изделия довольно высока, но все же ниже, чем у конкурентов, предлагающих сходные по характеристикам модели

Эти электронные панели позволяют задать греющему оборудованию самые подробные и точные настройки, вплоть до изменения температурного режима несколько раз в день в зависимости от времени суток, погодных условий и личных пожеланий.

№4 - устройство Орион

Автоматическое устройство Орион изготовляется в России. В комплектацию прибора входят пьезоэлектрический розжиг и датчик тяги.

Прибор Орион выглядит просто и имеет минимальный набор функций. Его возможности не слишком велики, но, благодаря лояльной стоимости и элементарному способу управления, агрегат пользуется спросом

Устройство отключает газ в случае произвольного затухания горелки или отсутствия нужной тяги. Когда температура воздуха в помещении снижается, термостат активирует подачу топлива и работа котла возобновляется.

Переход в режим уменьшения пламени при достижении определенной (заданной пользователем) температуры происходит автоматически и позволяет экономить топливный ресурс.

Выводы и полезное видео по теме

Подробное описание принципа работы автоматики, предназначенной для газового котла. Интересные особенности и нюансы контролирующего оборудования:

Как работает автоматика газового отопительного котла. Наглядная демонстрация процесса розжига газового агрегата:

Подробное описание одной из самых популярных моделей автоматики, предназначенной для управления и регулировки газового котла:

Газовая отопительная система, управляемая автоматикой, представляет собой практичный и экономически выгодный вариант домашнего греющего оборудования .

Механический контролер отличается невысокой ценой, надежностью и элементарным способом управления. Электронная панель стоит дороже, но имеет расширенный функционал, позволяющий создавать в помещении максимально комфортные условия.

Приобретать мини-агрегаты лучше в фирменных магазинах, где продается сертифицированный товар, соответствующий всем требованиям, предъявляемым к элементам греющих систем, работающих на газе.

Вам известны тонкости работы автоматики газового оборудования, не отмеченные в статье? Возникли вопросы в ходе ознакомления с материалом? Пишите, пожалуйста, комментарии, делитесь собственным мнением и фотоснимками по теме статьи.

Организация диспетчерского пункта и централизованное управление котельной требуют создания системы защиты котельного агрегата. Задачей защиты является своевременное предупреждение диспетчера о возникших неполадках в работе котла или вспомогательного оборудования теплового агрегата и производство соответствующих отключений, ликвидирующих возможную аварию или предупреждающих нежелательные последствия возникших неисправностей.

Значительное число аварий в котельных происходит из-за отказов или сбоев в системах автоматики безопасности, ошибок обслуживающего персонала.

Особенности сжигания газового топлива диктуют необходимость применения на газифицированных агрегатах автоматической защиты, действие которой сводится к отключению подачи топлива к горелкам при отклонении контролируемых параметров за пределы допус­тимых значений. Согласно СНиП 11-37–76 на газифицированных агрегатах автоматика безопасности водогрейного котла должна обеспечивать прекращение подачи газа:

– при отключении напряжения питающей сети и в цепях управления;

– неисправности основных узлов блока управления и сигнализации;

– погасании пламени запальника и горелки;

– понижении и повышении давления газа перед горелкой;

– повышении температуры воды на выходе из котла;

– повышении и понижении давления воды за котлом;

– понижении разрежения в топке;

– повышении давления в топке (взрыв);

– загазованности котельной вследствие утечки газа;

– срабатывании пожарной сигнализации.

Автоматика безопасности парового котла должна дополнительно срабатывать:

– при отключении дымососа или вентилятора;

– понижении уровня воды в барабане (упуск воды);

– понижении давления воздуха в общем коробе или останове дутьевого вентилятора (вентиляторов);

– понижении давления и температуры острого пара;

– повышении давления и температуры острого пара;

– отключения питательного насоса, и др.

Существенной частью схемы действия защит является световая и звуковая сигнализация на щите диспетчера. Звуковая сигнализация обеспечивается сиреной, установленной на щите управления.

Световая сигнализация обеспечивается сигнальными лампами на щите управления в котельной и (или) в диспетчерском пункте.

Причина аварии отображается:

– на экране монитора рабочей станции оператора;

– щите контроллера при помощи панели оператора.

Сигнализация делится на предупредительную и аварийную.

Предупредительная сигнализация используется для оповещения персонала о выходе параметров, характеризующих работу котла, за установленные пределы или при достижении опасной концентрации СО, равной 20±5 мг/м 3 , в рабочей зоне. Назначение предупредительной сигнализации – привлечь внимание диспетчера к нарушению режима работы котельного агрегата. Приняв предупредительный сигнал, диспетчер наблюдает за действием защиты и контролирует процесс по показаниям приборов, принимая меры для предотвращения аварии. Сигнализация по превышению метана в воздухе котельной предусмотрена в щите сигнализации существующего общекотельного оборудования.

Сигналы аварийной сигнализации ста­вят в известность диспетчера о происшедшей аварии и причинах ее возникновения при аварийном останове котла, электродвигателей дымососа и вентилятора. Аварийная сигнализация включается при отсутствии напряжения в цепях предупредительной сигнализации и в случаях, когда концентрация СО в рабочей зоне превысила 100 мг/м 3 .

Поскольку при аварийном отключении котла по сигналу одного из аварийных преобразователей могут сработать другие датчики, задачей схемы защиты и сигнализа­ции является сохранение сигнала, из-за которого произошла авария, и нереагирование на сигналы, которые возникают как следствие аварии.

Сигнализация параметров и защита, действующие на останов котла, физически необходимы, так как оператор или машинист котла не в силах уследить за всеми параметрами функционирующего котла, поэтому может возникнуть аварийная ситуация.

Например, при упуске воды из барабана уровень воды в нем понижается, вследствие этого может быть нарушена циркуляция и вызван пережог труб донных экранов. Сработавшая без промедления защита предотвратит выход из строя парогенератора.

При уменьшении нагрузки парогенератора интенсивность горения в топке снижается. Горение становится неустойчивым и может прекратиться. В связи с этим предусматривается защита по погашению факела.

Надежность защиты в значительной мере определяется количеством, схемой включения и надежностью используемых в ней приборов. По своему действию среди аварийных защит паровой котельной выделяют:

¨ останов парогенератора;

¨ снижение нагрузки парогенератора;

¨ выполнение локальных операций.

Порядок останова котлоагрегата:

¨ отключаются все топливопитающие агрегаты, закрываются все электрофицированные задвижки на газопроводе к котлу;

¨ дутьевые вентиляторы и дымососы остаются в работе;

¨ после подтверждения отключения топливоподачи:

– закрываются паровые задвижки;

– закрываются задвижки подачи воды в пароохладитель;

– открываются задвижки на продувку пароперегревателей.

Закрытие задвижек и регулирующих клапанов по питательной воде происходит только при срабатывании защит от повышения уровня воды в барабане.

Аварийное снижение нагрузки (снижение подачи топлива до минимально возможного) реализуется при повышении давления и температуры острого пара, а также при отключении дутьевых вентиляторов и дымососов.

Локальные операции (примеры):

– повышение уровня воды в барабане котла на 125 мм от нормы – открытие задвижек аварийного слива, при снижении уровня – закрытие задвижек аварийного слива;

– повышение давления острого пара до 15,1 МПа – открывание контрольного предохранительного клапана;

– повышение давления острого пара до 16,7 МПа – открывание рабочего предохранительного клапана.

Включение котла производится только после выяснения и устранения причины ава­рийного останова котла.

Необходимость оборудования котлов и производственных агрегатов автоматикой для отключения газа при нарушении других параметров решается в каждом конкретном случае в зависимости от мощности, технологии и режима работы тепловых агрегатов. Отключение газа при уменьшении разрежения обязательно только для агрегатов, оборудованных дымососами или инжекционными горелками.

Датчики автоматики безопасности должны быть автономны, независимы друг от друга и от системы регулирования, иметь свои устройства отбора импульсов и замыкать­ся на отдельную схему.

В схему автоматики безопасности в качестве составной части обычно включается дистанционный и автоматический розжиг котла, что предъявляет особые требования к таким присущим только схеме автоматики безопасности приборам и устройствам, как приборы контроля наличия пламени и отсечные устройства с электромагнитным приводом.

Электромагнитные вентили и клапаны в схемах автоматики безопасности применяются в качестве предохранительных быстродействующих отсечных устройств, предназначенных для прекращения подачи газа к агрегату или отдельным горелкам при аварий­ном выходе контролируемых параметров за заданные пределы.

По условиям эксплуатации (необходимость перекрытия подачи газа при отсутствии электроэнергии) электромагнитные вентили и клапаны относятся к нормально-закрытым (НЗ), в которых при прекращении подвода энергии, создающей перестановочные усилия, проходное сечение полностью перекрывается, в отличие от нормально-открытых (НО), когда при прекращении подвода энергии проходное сечение полностью открывается.

При работе агрегатов на газовом топливе в их топках, газоходах при определенных условиях может образоваться взрывоопасная газовоздушная смесь. Если ее температура достигнет температуры воспламенения газа (500–800 °С в зависимости от вида газа), то независимо от того, произошло ли это во всем объеме, ограниченной его части или даже в одной точке, возможны взрыв смеси и, как следствие, разрушение или повреждения конструктивных элементов самого агрегата либо его ограждающих поверхностей. Накопление в топках и газоходах горючих газов и образование взрывоопасной смеси происходят наи­более часто вследствие утечки газа из газопроводов в топку через газогорелочные уст­ройства из-за негерметичности запорной арматуры, нарушения порядка продувки газопро­водов и розжига горелок, а также других нарушений инструкций по эксплуатации.

Наиболее ответственным с точки зрения безопасности является розжиг холодного агрегата. Примерно 15 % взрывов происходит при повторных розжигах: если стабильный факел у горелки по какой-либо причине не образовался (пламя оторвалось или проскочи­ло в горелку) и после этого топка и газоходы не были тщательно провентилированы, то в большинстве случаев возможен взрыв или хлопок. Однако это случается и на работающих агрегатах.

Главная причина этого – сжигание газа со значительным химическим недожогом. Продукты неполного горения газового топлива в смеси с воздухом накапливаются в застойных зонах газоходов и могут взорваться при достижении в этих зонах соответствующих температур и концентраций горючих газов. В этих же застойных зонах могут нахо­диться и газовоздушные смеси, образовавшиеся при утечке газа в топку до розжига агре­гата. Кроме того, горючие газы и продукты неполного горения накапливаются в газоходах работаю­щего агрегата из-за нарушения устойчивости горения (отрыв или проскок пламени при резких изменениях режимов работы), неисправности газогорелочных, тягодутьевых и стабилизирующих устройств, повреждения газоходов и воздуховодов и т.д.

Перед вводом газового котла в эксплуатацию проверяется наличие газа в системе, исправность приборов и их целостность. Датчик давления в газовой трубе показывает наличие газа. Сразу же с началом полной вентиляции котла начинается контроль герметичности обоих магнитных главных газовых клапанов (вентилей). При закрытых вентилях замерный участок между двумя вентилями находится без давления. Следовательно, первый магнитный вентиль плотный, контроллер давления показывает, что утечки нет. Главный газовый электромагнитный клапан открывается на две секунды, так что замерный участок наполняется газом. В течение всего времени, до окончания вентиляции, давление в замерном участке должно быть постоянным. Если через неплотный вентиль проходит газ, следовательно, давление в замерном участке понижается, что зафиксирует контроллер давления газа. В этом случае топочный автомат перед зажиганием подает сигнал «Нет герметичности, авария». Котел не запускается.

В настоящее время широко используются для контроля пламени пирометры. Исходящее от пламени инфракрасное излучение принимается пирометрической трубкой, которая различает равномерный свет, излучаемый раскаленной кладкой, и переменный свет пламени. Равномерное излучение игнорируется, в то время как переменный свет, начиная уже с частоты более 2 Гц, усиливается в пирометрической трубке и в качестве входного сигнала подается в контроллер пламени. В последнем пульсирующая частота пламени от 2 до 40 Гц воспринимается и вызывает срабатывание реле, контролирующего пламя. При потухании пламени реле в течение одной секунды принимает свое исходное положение.

В случае утечки газа в помещении газоанализатор подает сигнал об утечке, срабатывает звуковая и световая сигнализация, работа котельной установки останавливается. При утечке газа происходит интенсивная вытяжка газа из помещения с помощью вентиляторов. Также предусмотрена аварийная остановка котельной, например в случае пожара. Аварийный выключатель находится на пульте управления. В этом случае еще срабатывает светозвуковая сигнализация, вентиляционные шахты перекрываются во избежание разгорания огня в помещении.

Увеличение температуры воды (пара) сверх нормы может привести к печальным последствиям. Пусть рабочая температура водогрейного котла 130 °С. При увеличении температуры воды до 140 °С происходит аварийное снижение нагрузки. Если температура продолжает расти, а подачу газа уменьшить больше нельзя, то при достижении температуры 150 °С происходит аварийное отключение котла.

Для предохранения водогрейных котлов от превышения давления сетевой воды на трубопроводе прямой сетевой воды установлены два предохранительных клапана, срабатывающих при давлении 7,5 кгс/см 2 . Кроме того, двигатель на трубопроводе прямой сетевой воды рекомендуется оборудовать регулируемым электроприводом или регулируемой задвижкой, обеспечивая необходимое давление в зависимости от расхода сетевой воды.

Если концентрация солей в котловой воде превышает допустимые величины, это может привести к уносу солей в пароперегреватель. Поэтому соли, скопившиеся в котловой воде, удаляются непрерывной или импульсной продувкой , которая регулируется автоматически. Расчетное значение продувки парогенераторов при установившемся режиме определяется из уравнений баланса примесей к воде в парогенераторе. Доля продувки зависит от отношения концентрации примесей в воде продувочной и питательной. Чем лучше качество питательной воды и выше допустимая концентрация примесей в воде, тем доля продувки меньше. Концентрация примесей, в свою очередь, зависит от доли добавочной воды, в которую входит, в частности, доля теряемой продувочной воды. Автоматическое регулирование непрерывной продувки осуществляется через регулировочный клапан по информации с трех датчиков. Основной – солесодержание в котловой воде. Два остальных – расход пара и расход продувочной воды.

При автоматизации обязательны блокировки, например:

¨ при отключении дымососа отключается дутьевой вентилятор;

¨ дутьевой вентилятор не может быть включен при остановленном дымососе.

Автоматика безопасности независима от автоматики регулирования и должна иметь автономные датчики (рис. 14.21). В табл. 14.2 даны сведения о некоторых датчиках системы безопасности водогрейного котла, их параметрах и месте установки, в табл. 14.3 приведены технологические параметры парового котла.

Таблица 14.2

Датчики истемы безопасности

Таблица 14.3

Технологические параметры парового котла

14.10. Определение параметров объекта
регулирования, регуляторов и настройка АСР

Газовые отопительные котлы являются устройствами повышенной опасности. При неправильной эксплуатации или неисправности они могут стать причиной отравления природным газом, продуктами горения, стать причиной пожара или даже взрыва. Именно поэтому все процессы, проходящие в котлоагрегатах должны осуществляться под постоянным контролем, за который отвечает газовая автоматика для котлов.

Конструкция и принцип действия

Все составляющее автоматики, применяющиеся в отопительных системах можно условно разделить на две большие группы:

1. Приборы, обеспечивающие правильную и безопасную работу котельного оборудования.
2. Устройства, повышающие комфорт при использовании котлоагрегата.

В автоматику безопасности газовых котлов входит:

• Модуль контроля пламени. В данный модуль входит термопара и электромагнитный газовый клапан, перекрывающий подачу газа.
• Устройство защиты от перегрева и поддержания заданной температуры, в роли которого выступает термостат. Данное устройство отвечает за отключение и включение котла, когда температура теплоносителя в контуре достигает пиковых отметок, установленных пользователем.
• Датчик контроля тяги. Работа этого прибора основана на изменении положения биметаллической пластины, которая соединена рычагом с газовым клапаном, перекрывающим подачу топлива на горелку.
• Подрывной (предохранительный) клапан отвечает за излишек теплоносителя в отопительном контуре.

В некоторых моделях котельного оборудования производителем предусматривается наличие прибора для отвода воздуха. Все устройства, входящие автоматическую систему безопасности – энергонезависимые или механические. При наличии исполнительных приводов и управляющего контроллера они могут работать под электронным управлением.

Автоматика для комфорта обеспечивает владельцу установки дополнительный функционал: авторозжиг горелки; функции самодиагностики и выбора оптимального режима работы, модуляцию пламени и пр. Этот вид автоматики не является обязательным и в некоторых моделях не применяется.

Принцип работы электронной системы безопасности основан на основании получения данных с датчиков, которые обрабатываются контроллером с микропроцессорным управлением. На основании полученных от датчиков и сенсоров данных, контроллер подает команды на приводы исполнительных приборов безопасности.

Принцип действия механической автоматики газового котла рассмотрим более подробно. Отопительная установка не работает – газовый клапан перекрыт. Для запуска котла выжимается шайба на клапане. Эта операция принудительно открывает клапан, газ поступает на запальник. После розжига запальника происходит нагрев термопары. На ней вырабатывается достаточное напряжение для работы электромагнита, который удерживает газовый клапан в открытом состоянии.

Поворотом шайбы устанавливается необходимая мощность котла: газ с нужным давлением поступает на горелку – происходит розжиг от запальника. После запуска котельной установки, контроль за температурой теплоносителя берет на себя термостат.

https://www.youtube.com/watch?v=VeK4dSo3B9Y По такому принципу работают практически все системы безопасности котельного оборудования, независимо от бренда. При выборе данной системы для котла рекомендуется обращать внимание на аппаратуру того же бренда, что и котел. Например, автоматику для газовых котлов BOSH лучше всего подыскивать именно этой торговой марки.

Функционал системы безопасности отопительной установки

Под контролем автоматики находятся все важные процессы, которые происходят в котлоагрегате. Автоматика для газовых котлов отопления обеспечивает контроль за:

• Давлением газа. При падении ниже допустимого значения прекращается подача топлива на горелку. Это происходит в автоматическом режиме благодаря механизму клапана, настроенному на определенное давление топлива. В энергозависимых модулях безопасности за контроль давления газа отвечают реле максимального и минимального давления. Эти приборы состоят из мембраны со штоком. При повышении давления топлива мембрана выгибается и размыкает контакты питания котельной установки. При нормализации давления, контакты питания устанавливаются в замкнутое положение.
• Наличием пламени в горелке. При отсутствии пламени термопара остывает и прекращает производить ток, необходимый для работы электромагнитной заслонки газового клапана, который перекрывает подачу топлива на горелку.
• Наличием тяги в дымоотводящем канале. При уменьшении тяги биметаллическая пластина датчика нагревается и меняет свою форму. Тяга, соединяющая пластину датчика с клапаном, выводит его из рабочего состояния и подача газа на горелку прекращается.
• Температурой теплоносителя в контуре. За предотвращение перегрева и поддержание температуры теплоносителя в контуре отвечает термостат.

Практически все современные системы безопасности снабжены датчиками контроля и реле наличия и давления теплоносителя в системе. Данный тип автоматики чаще всего реализован в энергозависимых системах. Любая автоматика может выйти из строя по причинам низкого качества, неправильной эксплуатации и обслуживания. Далее вы сможете ознакомиться с характерными неисправностями автоматики котла и методами их самостоятельного устранения.


Следует знать, что самостоятельное вмешательство в конструкцию газовых установок запрещено законодательством. Именно поэтому мы настоятельно рекомендуем при возникновении неисправностей в отопительной установке обратиться к специалистам, имеющим государственный сертификат на право проведения данных работ.

Отступив от темы, хотим сообщить, что нами были подготовлены сравнительные обзоры по газовым котлам. Ознакомиться с ними вы можете в следующих материалах:

Наиболее популярные модели систем безопасности для котельного оборудования

Сегодня, на российском рынке климатической техники представлено более десятка моделей автоматики от разных торговых марок. Популярность того или иного бренда целиком зависит от востребованности отопительных установок той же торговой марки. Многие обладатели отечественного котельного оборудования спрашивают, как работает автоматика в газовом котле Лемакс? В данных установках используется автоматика EvroSit от итальянского производителя. Именно эта система автоматизации находится на первом месте по популярности среди отечественных производителей отопительных устройств.

Модели этой линейки имеют хороший функционал и легко интегрируются практически в любую конструкцию котлоагрегата. Стандартные функции: контроль за давлением газа; контроль за наличием пламени в горелке и на запальнике; контроль за температурой теплоносителя и тягой в дымоходе. Пользование автоматикой этого бренда не вызывает особых сложностей у владельцев, но требует некоторых навыков.

1. Перед запуском устройства необходимо нажать ручку регулировки и розжига и одновременно с этим кнопку пьезоэлемента.
2. После зажигания запальника необходимо удерживать ручку в нажатом состоянии от 5 до 10 секунд, для нагрева термопары.
3. Если после отжатия ручки запальник не потух, то можно переходить к повороту шайбы, для настройки давления газа. После этого, происходит розжиг основной горелки.

Автоматика этого бренда достаточно широко распространена на российском рынке климатической техники благодаря сравнительно низкой стоимости, неплохой функциональности и широкому модельному ряду. Стандартный функционал: поддержание температуры теплоносителя в диапазоне от 40 до 90°С; контроль за давлением и подачей топлива; автоматическая остановка устройства при отсутствии или возникновении ; контроль за наличием пламени в горелке.

Ростовская продукция сегодня востребована отечественными пользователями наравне с европейскими моделями автоматики из-за ее надежности и низкой стоимости. Функционал автоматических систем АОГВ также достаточно богат. Стандартные возможности данной техники позволяют останавливать работу котлоагрегата при возникновении следующих ситуаций: превышение температуры теплоносителя выше установленного уровня; срыве пламени в запальнике и горелке; низком давлении и отсутствии теплоносителя в системе; любом сбое в системе подачи газа; снижении давления топлива ниже установленной нормы; при отсутствии или недостаточной тяге. Как работает автоматика газового котла аогв? Управление работой газового клапана происходит за счет напряжения, которое вырабатывает термопара. Именно это напряжение воздействует на катушку клапана и держит его открытым, пока горит горелка. Регуляция температуры происходит за счет термостата и клапанов, которые при повышении или понижении температуры открывают или перекрывают топливо, поступающее на горелку. Контроль за отводом отработанных газов осуществляет датчик тяги. Сделать правильный выбор автоматики для газовых котлов достаточно сложно. Мы настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам.