Автоматика для твердотопливных котлов
Твердотопливные котлы продолжают удерживать прочно свои позиции на рынке отопительного оборудования. Современные модели способны выжать максимум тепловой энергии из дров, угля и брикетов, притом с минимальными потерями передать ее теплоносителю. Повысить качество работы, упростить обслуживание и эксплуатацию помогает автоматика для твердотопливных котлов. Весьма эффективный способ контролировать процесс горения и поддержания заданной температуры теплоносителя достигается всего лишь наличием нагнетающего вентилятора и командоконтроллера, управляющего им и циркуляционным насосом.
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.
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.
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.
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:
- 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
- В рабочем режиме вентилятор переходит на умеренные обороты и поддерживает горение на оптимальном уровне необходимом для получения нужной температуры теплоносителя.
- 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.
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:
- 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.
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.
Атос (Atos)
- Производитель: Польша;
- Питание: 220В/50Гц;
- Мощность подключаемого насоса: до 130Вт;
- Мощность вентилятора: до 130 Вт;
- Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
- Точность измерения температуры: 1оС
- Диапазон установки температуры в помещении: 25-50оС;
- Сигнализация пи выходе за пределы установленного диапазона температур;
- Релейный выход дополнительной сигнализации;
- Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
- Ориентировочная стоимость: 6750 руб.
Автоматика родом из Польши хорошо зарекомендовала себя в сочетании с различными по типу и конструкции котлами отопления мощностью 25-50 кВт. В числе достоинств возможность розжига топлива при любых погодных условиях, повышение КПД котла при поддержании стабильной температуры теплоносителя, согласно установленному значению.
Блок управления компактный, с простым интерфейсом и циферблатом на две цифры для установки всех ключевых параметров.
Аир (Air)
- Производитель: Украина;
- Питание: 220В/50Гц;
- Мощность подключаемого насоса: до 450Вт;
- Мощность вентилятора: до 220 Вт;
- Диапазон установки температуры теплоносителя: 40-85оС;
- Точность измерения температуры: 0.1оС
- Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
- Ориентировочная стоимость: 3000-3500 руб.
Компактный блок автоматического управления твердотопливными котлами. Позволяет установку и управление мощным циркуляционным насосом и вентилятором с соответствующим током по нагрузке 2 и 1 ампера, в модификации допускаются токи нагрузки до 5А.
- Производитель: Польша;
- Питание: 220В/50Гц;
- Мощность подключаемого насоса: до 200Вт;
- Мощность вентилятора: до 200 Вт;
- Диапазон установки температуры теплоносителя: 30-80оС;
- Точность измерения температуры: 1оС;
- Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
- Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
- Ориентировочная стоимость: 6500-7250 руб.
Функциональный блок управления с практичным корпусом, защищенным от перегрева. Удобный интерфейс. Наличие ЖК-дисплея и расширенного набора клавиш управления облегчает настройку автоматики и контроль работы котла.
Комфорт Эко
- Производитель: Польша;
- Питание: 220В/50Гц;
- Мощность подключаемого насоса: до 300Вт;
- Мощность вентилятора: до 300 Вт;
- Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
- Точность измерения температуры: 1оС;
- Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
- Ориентировочная стоимость: 7900-8200 руб.
Компактный блок управления с установкой на корпус котла с простым управлением и двухзначным циферблатом. Позволяет настраивать работу котла в зависимости от установленной целевой температуры в отапливаемом помещении. Обеспечивает защиту котла от перегрева и замерзания.
Как подключить и настроить
Монтаж любой автоматики для твердотопливного котла примерно одинаков. Необходимо выполнить ряд простых действий:
- Разместите блок автоматики в недоступном для перегрева месте. Вовсе не обязательно устанавливать блок автоматики в предельной близости к котлу или на его корпусе. Куда важнее определи его так, чтобы избежать перегрева, даже с учетом возможных внештатных ситуаций. Максимальное удаление задается допустимой протяженностью кабелей для подключения вентилятора, циркуляционного насоса и датчиков, что может составлять от 2-х до 10 метров.
- Подсоедините на дверце топочной вместо заслонки поддувала или в отдельно подготовленном отверстии вентилятор для подачи воздуха. Для старых моделей котлов придется вручную вырезать и подготовить отверстие для вентилятора. В современных котлах установка выполняется на подготовленное место.
- Установите датчик температуры теплоносителя. Лучше всего измерять температуру воды непосредственно в теплообменнике котла или внутри основного теплоаккумулирующего бака. Для этого в котлах часто предусматривается специальное посадочное гнездо или отверстие глубиной до 60 мм. Если нет возможности закрепить датчик на теплообменнике то его переносят на выходную трубу котла, по которой течет самый горячий теплоноситель. Чаще производитель советует использовать хомут с термопрокладкой для лучшего контакта.
- Подключить с помощью силовых и сигнальных проводов все оборудование к контроллеру. Для вентилятора, циркуляционного наоса и датчиков отведены соответствующие пары клемм, закрепленных на корпусе блока автоматики. Их маркировку и положение следует сверить с инструкцией от производителя.
- Устанавливаются первоначальные настойки: целевая температура теплоносителя. Максимальный и минимальный объем воздуха, подаваемый вентилятором в камеру сгорания. Пределы допустимого изменения температуры воды в котле.
Алгоритм программирования и настройки блока автоматического управления твердоплодных котлов устанавливаются производителем и подробно описываются в инструкции.
Автоматика для твердотопливного котла
Твердотопливные котлы нового образца существенно отличаются от предыдущих своих собратьев. Они имеют модернизированную систему управления, что упрощает процесс эксплуатации агрегата, дополнительные функциональные возможности, увеличенное число опций.
С эргономической точки зрения, настройка нужных параметров работы достаточно выгодная: один раз произвел действия, и нет надобности периодически регулировать.
На стоимость твердотопливного котла влияет не только наличие качественных комплектующих, но усовершенствованный вариант блока управления: чем дороже, тем современнее автоматика.
Система автоматического управления направлена на автоматизацию контроля над процессом горения в теплогенераторе такого вида.
Блок управления и вентилятор служат для реализации следующих задач:
- поддерживают заданную температуру теплоносителя в системе.
- Обеспечивают высокий показатель КПД.
- Способствуют повышению уровня эффективности.
- Работают независимо от качества топлива.
Принцип работы
Принип работы твердотопливного котла
Если в старых моделях твердотопливных агрегатов для регулирования подачи воздуха нужно было открывать или закрывать дверцу зольника вручную, а температуру отслеживать наглядно по термометру , то уже в новых котлах устанавливается автоматический регулятор тяги. Этот прибор является энергозависимым, в его функции входит и распахивание, и закрытие заслонки зольника в зависимости от температуры воды в емкости.
Учитывая неточность настройки и зависимость работы агрегата от естественной тяги в дымоходе, вместо неэффективного терморегулятора, был установлен вентилятор для подачи нужного объема воздуха в камеру сгорания. А уже работу вентилятора обеспечивает контроллер, принимающий информацию о состоянии теплоносителя с датчика.
Контроллер состоит из экрана и пульта управления, предназначен для выставления необходимой температуры теплоносителя. Модели, не имеющие такого комплекта, могут быть оснащены ею, установка вентилятора производится на монтажной пластине, но предварительно нужно отсоединить дверцу зольника.
Настройка температуры теплоносителя осуществляется независимо от внешних условий.
Для их подключения подходят как проводной, так и беспроводной способ. Благодаря полученной информации от датчиков, поддерживается выбранный температурный режим в доме. Это наиболее рациональный прием.
В современных автоматических моделях, есть и система розжига, и контроль пламени, и непрерывная подача топлива. Для розжига предусмотрен электрический элемент накаливания, включающийся после подачи пеллет шнековый контейнер в горелку.
Устойчивое пламя, зафиксированное фотодатчиком в виде импульса переданного на контроллер, является сигналом для отключения электророзжига. В процессе работы, в шнек подаются гранулы из бункера, объем которого способен обеспечить теплом помещение в течение нескольких дней, без участия человека.
Твердотопливные агрегаты с автоматической системой управления, помимо вышеперечисленных приборов, оснащаются еще и приборами безопасности, в частности, предохранительным клапаном.
Он необходим для сброса воды из котлового бака в случае ее перегрева, для стабилизации давления, а также обеспечивает надежную защиту обшивки от разрушения. Котел может комплектоваться датчиком перегрева, сигнализирующего о превышении температурного режима на начальном этапе.
Итак, котлы могут оснащаться:
- Датчиком контроля тяги.
- Датчиками уровня воды в рубашке.
- Вентилятором – дымососом.
- Регистраторами давления.
- Циркуляционным насосом.
- Датчиком расхода топлива и воды для ГВС.
- Датчиками уровня пеллет, либо угля в емкости.
Все эти приборы взаимосвязаны с контроллером, производящим управление и сигнализирующего об экстренных ситуациях. Самые навороченные устройства имеют функцию удаленного управления, где посредством интернета и мобильных приложений можно управлять автоматикой.
Функции, плюсы и минусы
К основным функциям автоматического блока управления относят:
- Дозированную подачу воздуха для горения.
- Контроль над производительностью теплогенератора.
- Косвенное регулирование тепловой мощности в зависимости от температуры теплоносителя.
- Непосредственное регулирование мощности относительно температуры воздуха в доме или погодных условий.
- Обеспечение работоспособности водогрейной установки в безопасном режиме.
- Автоматическая подача топлива.
- Розжиг и погашение топки агрегата.
Положительные моменты использования автоматики:
- Увеличился показатель работоспособности котла.
- Нет необходимости осуществлять постоянный контроль над процессом горения.
- Экономный расход топлива.
- Поддержание постоянной температуры в системе отопления.
- Повышается уровень безопасности при эксплуатации агрегата.
- Увеличивается интервал между плановыми проверками.
- В случае выхода из строя детали, специальными датчиками подается сигнал на блок управления, и система отопления автоматически выключается (прекращает свою работу).
Недостатки:
- Высокая стоимость. Наличие дополнительных опций у автоматики существенно сказывается на цене прибора.
- Учитывая энергозависимость блока управления, есть необходимость в приобретении бесперебойного источника питания, либо можно пользоваться механическим регулятором тяги.
Виды и критерии выбора
Автоматический блок управления выпускается и в механическом, и в электронном исполнении.
Преимущества механической системы управления:
- Не требует подключения к электросети.
- Удобство и простота при эксплуатации.
- Относительно электронной автоматики, ее цена в несколько раз ниже.
- Отличается надежностью.
- Нет надобности вызывать специалиста для монтажа.
Электронный тип автоматики отличается наибольшей эффективностью, но является энергозависимым прибором.
Выбирая автоматику для отопительной системы, рекомендуется ознакомиться с ее параметрами:
- Тепловой режим работы.
- Необходимая степень настройки температурного режима теплоносителя.
- Реальный экономический эффект.
- Совместимость прибора и конкретной модели котла.
Монтаж и настройка
Процесс установки автоматической системы управления включает:
- Подключение нагнетательного вентилятора. Как правило, турбина размещается на самой нижней дверце котла, где находится заслонка. Но есть модели агрегатов, где его устанавливают на боковой стенке, либо в специальном месте на верхней части котла, все зависит от особенностей конструкции. Здесь все просто: снимается заслонка, а на ее место ставится вентилятор, для крепления используют четыре болта. В случае отсутствия отверстий для крепления, их нужно просверлить. Для вентиляторов с заслонкой, монтаж производится таким образом, чтобы при выключенном положении заслонка была закрыта.
- Монтаж контроллера. Прежде всего, нужно определиться с местом, где будет устанавливаться прибор. Главное требование – он не должен нагреваться. На моделях, где отсутствует варочная плита, автоматика монтируется наверху. Если позволяет конструкция агрегата, можно установить блок на боковой стенке. Не стоит забывать о длине кабелей.
- Подсоединение температурного датчика. Правильно установленный датчик температуры обеспечит нормальное функционирование всего блока управления. Если на модели нет специального места для датчика (параметры отверстия: диаметр 10 мм, а глубина 60 мм), то его можно закрепить на выходной металлической трубе. В качестве крепежного материала применяется хомут, он может идти в комплекте с прибором.
- Подсоединение разъемов. Для этого, нужно разъем турбины соединить с разъемом блока управления. В завершение, необходимо подключить сетевой кабель прибора. Автоматика готова к выполнению своих функций.
Цена и отзывы
На стоимость автоматизированной системы влияют технические показатели и функциональные возможности прибора. Так, цена самой простой модели механического типа варьируется в пределах 1,5 тысяч рублей.
Ценовой диапазон более прогрессивных вариантов от 25 000 рублей до 100 000 рублей. Чем дороже модель, тем выше будет эргономичность отопительной системы, а расход ресурсов будет соответственно ниже. Поэтому, целесообразнее отдавать свое предпочтение более дорогим вариантам.
Отзывы:
Николай Викторович. “Блок управления от компании Криптон является одним из лучших приборов на сегодняшний день. Отличается качеством комплектующих, в комплект входит датчик, шнуры для подключения к вентилятору и насосу, хомут, переходники. Надежный прибор от польского производителя.”
Федор. “По рекомендации товарища установил автоматику ATOS, ее рабочие характеристики на высоте.”
Анатолий Юрьевич. “Автоматика Proton удивила наличием дополнительных комплектующих в упаковке (хомут для крепления датчика, подставка под блок, саморезы). Прибор отличается эффективностью, надежностью и удобством в работе. ”
Изготовление своими руками
Термостат, как автоматический прибор для регулирования работы отопительной системы, можно приобрести в торговой сети электротоваров. Сзади у этого прибора имеется теплоснимающая пластина, ее нужно будет прижать к оголенной части агрегата.
Внутри у термостата расположены три контакта: общий, нормально открытый и нормально закрытый. При вращении регулирующей ручки, можно менять положения контактов.
Так нужно установить рукоять на минимальную отметку и произвести подключение на разомкнувшиеся контакты:
- К общему присоединяем фазу.
- К разомкнутому подключаем один провод от турбины.
- Ко второму проводу от турбины подсоединяем прямой ноль.
Автоматизированная система управления, по праву, считается не только удобным, но и эффективным прибором. С его помощью можно существенно упростить процесс эксплуатации отопительной системы.
