Автоматическое управление твердотопливным котлом: виды и особенности

В частном доме очень важно создать оптимальные условия для эффективного и в то же время безопасного отопления. Обеспечение нужного температурного режима в помещениях и дымоотводе зависит от ряда факторов. Современные технологии позволяют оптимизировать и регулировать работу отопительного оборудования. К числу таких технических разработок относится стабилизатор тяги для дымохода.

Признаки правильной работы дымохода

Как вы понимаете, дымоход, а именно, создаваемая им тяга — это единственная переменная, неподвластная нашему контролю. Если учесть факт зависимости тяги от множества факторов (направление ветра, температура окружающей среды, атмосферное давление), не удивляет, что тяга превышает минимально необходимую норму на протяжение большей части отопительного сезона. Это, в свою очередь, означает, что огромное количество выделяемого тепла попросту выбрасывается в воздух.

При нормальной работе дымохода, скорость движения газов внутри него должна соответствовать нормам, указанным в паспорте твердотопливного котла. О нормальной работе дымохода свидетельствует желтый с золотистыми языками цвет пламени. В случае же избыточной тяги, скорость движения газов внутри трубы увеличивается, о чем свидетельствует светло-желтый, близкий к белому, цвет пламени, и гудение внутри трубы во время работы котла.

Автоматика для управления котлом

Модернизированная система управления существенно облегчает использование домашнего и промышленного котельного оборудования.

Основными составляющими блока управления являются:

  • нагнетающий вентилятор;
  • контроллер;
  • регулятор тяги;
  • циркуляционный насос.

Дополнительно они могут оснащаться датчиками уровня воды, датчиками уровня и расхода топлива, регистраторами давления, предохранительными клапанами, а также сигнализацией, которая срабатывает, если температурный уровень превышает допустимый диапазон установки (25-50 ⁰С).

Принцип работы

Работает автоматика для нагревательных приборов просто и понятно:

  • управляет поддувом;
  • контролирует весь объем воздуха, поступающего в камеру сгорания;
  • обеспечивает оптимальный режим сгорания.

В отличие от прежних моделей, в новых усовершенствованных устройствах нет необходимости постоянно открывать вручную дверцу зольника и следить за температурой по термометру. Для этого у них имеется регулятор тяги. Это очень удобный энергозависимый прибор, который автоматически распахивает и закрывает дверцу в соответствии с температурой воды, содержащейся в емкости.

Вместо стандартной заслонки установлен вентилятор, управляемый контроллером. Его задача ― подавать в камеру сгорания ровно столько воздуха, сколько необходимо для полноценной и безопасной работы.

Автоматика для управления котлом

Предпочтительный уровень температуры теплоносителя настраивается с помощью контроллера с экраном и дистанционным пультом управления. Для того чтобы температурный режим поддерживался в соответствии с климатическими условиями улицы, можно установить дополнительную систему с выносными регуляторами и датчиками наружного воздуха.

Розжиг топлива производится с помощью электрического элемента накаливания, встроенного в горелку.

Преимущества и недостатки использования

Незначительное количество датчиков и инструментов держит под контролем процесс сгорания любого вида твердого топлива, поддерживает заданную владельцем температуру и гарантирует безопасность.

Самые главные полезные функции и плюсы использования автоматики включают в себя:

  • рациональный и экономичный расход твердого топлива;
  • повышение показателей работоспособности отопительного прибора;
  • обеспечение безопасной эксплуатации;
  • отсутствие необходимости в самостоятельном контроле горения;
  • увеличение интервала между плановыми техническими проверками устройства;
  • постоянное поддержание температуры в отопительной системы на требуемом уровне;
  • автоматическое отключение котла в случае выхода любой его детали из строя ― по сигналу датчиков.

Минусы у автоматизированных систем также имеются, но они минимальны:

  • высокая цена, которая напрямую зависит от количества доступных опций;
  • потребность в покупке источника бесперебойного питания, обусловленная энергетической зависимостью блока управления.

Как работает

Кажется, весьма сложным проконтролировать процесс горения угля или дров. Во все времена настройка котла была сугубо индивидуальной для каждого котла, выполнялась вручную и требовала немало опыта и сноровки. В качестве хорошего результата достигался максимальный КПД в совокупности экономией топлива. Однако при неверной настройке большая часть тепла попросту вылетала в трубу.

Читайте также:  Котел Протерм Скат 9 кВт: правила использовать. Краткая инструкция

Процесс автоматизации, давно ставший обычным делом для любых других типов котлов, дошел и до твердотопливных котлов. Оказалось, что достаточно использовать весьма ограниченный набор инструментов и датчиков, чтобы обеспечить контролируемый процесс горения, повысить безопасность котлов и в точности поддерживать температуру воды в контуре отопления.

Как работает

Автоматика для твердотопливных котлов включает в себя:

  • нагнетающий вентилятор;
  • контроллер;
  • циркуляционный насос (опционально);
  • регулятор тяги (опционально).

Принцип действия автоматики предельно прост. Достаточно перенять на себя управление поддувом, контролировать объем поступающего воздуха в камеру сгорания, чтобы обеспечить оптимальный режим сгорания топлива и безопасность работы всего котельного оборудования.

Как работает

Вентилятор устанавливается вместо стандартной заслонки, через которую в камеру сгорания поступает свежий воздух. Контроллер управляет вентилятором и в соответствии с установками способен изменять объем поступающего воздуха:

  1. Если необходимо получить максимум тепловой мощности, то вентилятор включается на полные обороты и подает большой объем воздуха насыщенного кислородом. Активное горение топлива сопровождается нарастающим выходом тепловой энергии
  2. В рабочем режиме вентилятор переходит на умеренные обороты и поддерживает горение на оптимальном уровне необходимом для получения нужной температуры теплоносителя.
  3. В случае перегрева или снижения целевой температуры воды в контуре вентилятор останавливается и без доступа кислорода топливо лишь едва тлеет, выделяя минимальное количество тепла.

Подобный цикл повторяется раз за разом, обеспечивая хоть и ступенчатый, но регулярный контроль горения.

Как работает

Опорными данными для контроллера являются показания датчика температуры воды в котле. Собственно этого достаточно для обеспечения нормальной работы автоматики. Помимо этого некоторые типы автоматики контролируют температуру исходящих газов, поступающих в дымоход, температуру за пределами дома и внутри помещения. В этом случае обеспечивается дополнительная защита и безопасность, а также появляется возможность расширенной настройки котла с автоматической коррекцией целевой температуры воды в котле, возможностью управления обогревом для поддержания комфортной температуры в доме.

В дополнение к управляемому вентилятору автоматика может управлять циркуляционным насосом, чтобы способствовать постоянному и равномерному распространению тепла по контуру отопления. Увеличивая или снижая скорость обращения воды в контуре, можно влиять на эффективность теплоотдачи от камеры сгорания к теплоносителю, напрямую повышая КПД котла.

В числе дополнительных функций блока автоматики твердотопливного котла могут быть:

Как работает
  • GSM-модуль для удаленного контроля работы котла и возможности дистанционной настройки.
  • Планирование работы котла, по расписанию устанавливая нужную температуру в зависимости от времени суток и дня недели.
  • Внедрение твердотопливного котла в общую систему управления «Умный дом».

Схема работы автоматики

С автоматикой для твердотопливных котлов уже нет необходимости постоянно и самостоятельно контролировать его работу, корректировать установки заслонок, переживать за то, что топливо будет растрачено впустую или явно неэффективно. Кроме этого получается реальная экономия средств, ведь с точной регулировкой и постоянным контролем горения топлива тратится меньше, используется эффективнее и целенаправленно. Котроллер следит за состоянием воды и управляет процессом горения в течение 24 часов в сутки каждый день на протяжении всего отеплительного сезона.

Как работает

Стоимость автоматики для твердотопливных котлов, если брать предложения среднего ценового диапазона, сравнима со стоимостью топлива в расчете на половину отопительного сезона или даже треть. Если учитывать, что при использовании контроллера экономится топливо на обогреве, то оборудование окупится буквально за два-три сезона. И все же основное преимущество остается в том, что пользователю не обязательно, как и ранее, каждые полчаса-час проверять работу котла и корректировать ее в надежде получить нужную температуру воды, притом с большой погрешностью.

Автоматика для твердотопливных котлов чаще выпускается производителями, напрямую не занимающимися выпуском котлов. Это фирмы и компании, специализирующиеся в принципе на автоматизации процессов. Потому будет полезным узнать список наиболее распространенных и уже проверенных производителей командо-контроллеров на рынке.

Читайте также:  Базальтовая вата — вредный материал для здоровья

Цели стабилизаторов тяги дымохода

К числу назначений элемента относят:

  • поддержание оптимальной величины вытяжения воздуха;
  • более результативное и слаженное функционирование целостного механизма;
  • регулировка создаваемого давления;
  • увеличение производительности отопительного оборудования;
  • повышение производительности работы трубы.

Более того, конструкция напрямую зависит от типа отопительного оборудования. На эффективность и полноценность функционирования системы влияют и погодные условия (температура, осадки и т.д.). Температурные перепады (особенно резкие) приводят к образованию сильного воздушного порыва, что увеличивает расходы топлива. Стабилизатор даёт возможность компенсировать эти потери.

Принцип работы ограничителя тяги дымохода:

  1. В случае превышения нормы показателей давления в системе, срабатывает специальный клапан, который пропускает воздух из помещения. Он смешивается с газами, вырабатываемыми в процессе сгорания, что позволяет нормализовать давление в системе.
  2. Клапан остается открытым ровно до момента нормализации показателей и возобновления деятельности в полноценном рабочем порядке.
  3. Как только температура достигает определенного показателя, клапан автоматически закрывается.
  4. Дымоходная труба начинает работать в привычном и стабильном для неё режиме.

Сам процесс отличается простотой и практичностью. Регулировка позволяет равномерно сжигать топливо и постоянно поддерживать необходимую т-ру воздуха в помещении.

Установка и калибровка

Термостатический регулятор тяги воздуха

Установить регулятор котла можно своими руками. Устройство монтируется в боковой или фронтальной части котельного оборудования в специальном отверстии. Монтаж выполняется с помощью резьбовых соединений. Регулировка их натяжения позволяет выровнять устройство в правильном (вертикальном или горизонтальном) положении. После выравнивания все винты тщательно фиксируются и герметизируются с использованием специальных средств. Рычаг устанавливается таким образом, чтобы отверстие, через которое будет выходить цепочка, находилось непосредственно над заслонкой.

После установки регулятора котел нужно растопить и довести теплоноситель до температуры 60 градусов. Эта же температура устанавливается и на регуляторе. Рычаг последнего соединяется с помощью цепочки с приоткрытой на 1–2мм заслонкой. Закрытие заслонки при калибровке прибора регулируется вручную простым удлинением или укорачиванием цепочки.

Далее на регуляторе устанавливается более высокая температура, например, +80 градусов. Если калибровка выполнена верно, при достижении этого показателя заслонка автоматически закроется. Точность термомеханических регуляторов уступает системам автоматики и находится в пределах 5 градусов. Автоматические приборы достаточно установить на котле. Никакого дополнительного вмешательства в их работу не требуется.

Физические явления в дымоходной системе

Устойчивая работа источника тепла (котел, печь и т.д.) во многом зависит от правильной настройки и регулировки режима горения. Один из факторов – устойчивая тяга. Продукты горения (газы, водяной пар, механические частицы) из топочного пространства выходят наружу через дымоход. Последний представляет собой канал, выполненный из несгораемого материала (кирпич, нержавеющая сталь, керамика).

Дымоходная система может иметь различные размеры, как по высоте, так и внутреннему сечению. Изготовить высокий дымоход (10-15 м) с правильными параметрами достаточно сложно. Вследствие этого возникают такие явления, как неустойчивый режим или «обратная» тяга. В последнем случае происходит смена направления движения продуктов горения в другую сторону, — внутрь помещения. Причинами могут служить:

  • сужение внутреннего канала из-за копоти, сажи, а также попавшего мусора;
  • повышение давления на выходе из трубы при сильных порывах ветра (дымоход «задувает»);
  • сезонность климата, при котором существуют перепады атмосферного давления и температур в холодное или тёплое время;
  • дымоход был построен в «ветровой» тени другого высокого здания или расположенных рядом деревьев.

Дымоходная система с регулятором тяги.

Это вызывает изменение разрежения топочных газов. С другой стороны, может наблюдаться противоположное явление, — усиление выброса. В этом случае, звук в трубе напоминает рёв реактивного двигателя. Регулируя давление внутри дымохода, достигается равномерный выход продуктов горения из котла. Для этого используется специальное приспособление – стабилизатор тяги дымохода.

Читайте также:  Как подключить радиатор отопления своими руками

Установка и настройка регулятора тяги на твердотопливный котел своими руками

Конструкция позволяет подключить устройство самостоятельно, нет необходимости тратить деньги на вызов специалистов.

Монтаж механического регулятора

Большинство твердотопливных котлов изначально рассчитаны на эту опцию. В верхней части корпуса должна быть монтажная гильза стандартного размера. В таких котлах заслонка сразу оптимизирована для подключения тяги. Вам остается вытащить заглушку из гильзы, установить регулятор, и соединить цепь с поднимающейся заслонкой. В зависимости от расположения гильзы, регулятор может быть установлен вертикально или горизонтально – на качество работы это не влияет. Затем, регулируя натяжение цепи и положения винтовой рукоятки, производится калибровка. Это может занять много времени – до нескольких дней. Вы должны понять, как меняется температура в помещении, в зависимости от настройки.

Подключение и регулировка электронного модуля

Блок управления может устанавливаться где вам удобно: насколько хватит соединительного кабеля. Главная сложность – монтаж вентилятора. Его можно врезать в заслонку, или установить переходную пластину из негорючего материала. Настройка датчиков производится по инструкции, которая есть в комплекте. В любом случае, окончательная калибровка выполняется после ходовых испытаний в течение нескольких дней.

Наиболее частые неисправности автоматики и методы их устранения

Перед тем как настроить автоматику на котле, необходимо провести ее диагностику. Как правило, случаются серьезные неисправности, которые потребуют вмешательства специалиста. Регулировку также можно доверить газовых дел мастеру. Либо можно произвести ее собственноручно, ознакомившись с инструкцией по эксплуатации.

Внимание! Перед каждой сезонной эксплуатацией необходимо проверять работу датчиков безопасности.

Чаще всего засоряется фильтр, возникают проблемы с клапанами, из-за скачков напряжения перегорают датчики, обнаруживается утечка газа. Правильную очистку фильтра должен делать мастер. Замену электронных элементов можно попробовать произвести самостоятельно, внимательно изучив инструкцию по эксплуатации вашего котла.

Для того чтобы заменить датчик температуры, необходимо отключить газовый котел и остудить воду до температуры 40 градусов. Перекрыть поступление теплоносителя, снять ручку управления посредством откручивания винта. Далее демонтировать винт настройки РТВ. Вынуть сильфон датчика с опорной шайбой. Отвернуть накидную гайку термобаллона датчика. Установить термобаллон исправного датчика в рубашку котла и герметично закрутить. Установить сильфон датчика в гнездо трубы, установить опорную шайбу на сильфон, установить винт настройки РТВ и произвести настройку температуры.

Если же возникают проблемы с розжигом запальника, то одной из возможных ее причин является неисправность датчика тяги. В таком случае его необходимо демонтировать, продиагностировать, поверить контакты, прочистить, при необходимости заменить на новый.

Также частыми причинами, почему не зажигается запальник, могут быть:

  • неисправность газового крана;
  • засорение отверстия в форсунке запальника (прочистить его возможно проволокой);
  • сильная тяга воздуха;
  • низкое давление газа на входе.

При отключении подачи газа необходимо проверить дымоход (он может быть засорен), электромагнит, давление газа на входе в газовый котел.

Внимание! Для диагностики и ремонта автоматики газового котла необходимо приглашать специалиста. Неумелые действия могут усугубить проблему и повлечь нежелательные последствия.

Для автоматики систем АГУК, АГУ-Т-М, АГУ-П наиболее частой проблемой является перегорание биметаллической пластины, которая используется в качестве чувствительного элемента.

В «Арбате» и «Орионе» заменить можно лишь термопару и датчик тяги, а также электромагнитный клапан (редко). Блок автоматики ремонту практически не подлежит. В «Арбате» часто ломается кнопка отключения системы.

Характерными проблемами для автоматики САБК являются повреждение мембран главного клапана, высыхание сальниковой набивки терморегулятора, в результате чего происходит утечка газа. Контролю подлежат импульсные трубки, биметаллические пластины, шариковые клапаны.

В заключение хочется еще раз подчеркнуть, что автоматика предназначена для поддержания работы отопительного оборудования в безопасном режиме. Поэтому она просто необходима владельцам газовых котлов.

В этом видео показано устранение неисправности автоматики котла АОГВ, пошаговый процесс сборки и тестирование результата.