Как работает автоматика безопасности газовых котлов

Бытовые котлы отопления, использующие природный и сжиженный газ, не нуждаются в постоянном контроле со стороны пользователя. 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.

Автоматические блоки напольных котлов

Подавляющее большинство напольных газовых котлов 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 напольных котлов 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 клапана

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:

1. При повороте рукоятки в положение «розжиг» и нажатии сверху вы принудительно открываете электромагнитный клапан, пропускающий газ к пилотной горелке (запальнику). Щелкаете кнопкой пьезоэлемента, вырабатывающего искру, которая поджигает фитиль.
2. Удерживая основную рукоятку 30 секунд, вы позволяете термопаре прогреться пламенем запальника. Термобаллон вырабатывает напряжение (ЭДС) 20—50 милливольт, фиксирующее электромагнит в открытом состоянии. Теперь ручку можно отпустить.
3. Выставляете главную рукоятку в нужную позицию и таким образом подаете газ на основную горелку. Последняя разжигается и начинает греть теплообменник с водой системы отопления, как показано на схеме.
4. При достижении водой определенной температуры срабатывает капиллярный датчик, постепенно закрывающий второй клапан — термостатический. Подача горючего к горелочному устройству останавливается, пока датчик не остынет и клапанная тарелка не откроет путь газу. Запальник продолжает гореть в дежурном режиме.

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

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.

Когда газовая автоматика сработала на аварийное отключение, повторный запуск котла пользователем блокируется на 1 минуту, раньше подача топлива не возобновится. Работа системы наглядно отражена в учебном видео:

Отличия моделей 710 MiniSIT и 820 NOVA

По принципу работы указанные блоки не отличаются от предшественника – 630-й серии. Изменения автоматики 710 MiniSIT – чисто конструктивные:

• 2 кнопки «Старт» и «Стоп» вынесены отдельно вместе с электромагнитным клапаном;
• главная рукоятка только вращает шток термостата и регулирует температуру теплоносителя;
• блок розжига с кнопкой пьезовоспламенителя встроен в корпус изделия;
• в базовую комплектацию прибора включен температурный датчик сильфонного типа с капиллярной трубкой;
• добавлен стабилизатор давления газа.

В блоке 710 MiniSIT рукоятка выступает в качестве регулятора температуры и переводит отопитель в дежурный режим с горящим запальником

Для справки. В первых версиях 710-го семейства искровой воспламенитель не предусматривался.

В последнюю линейку изделий 820 NOVA внесены изменения, направленные на повышение стабильности работы, надежности и пропускной способности. Мы хотим выделить 2 усовершенствования, важных с точки зрения пользователей:

Изделие оборудовано разъемом для подключения комнатного термостата и погодозависимой автоматики. Теперь отопительный агрегат способен поддерживать температуру воздуха в квартире.

Схема подключения выносного термостата с источником внешнего питания

Появилась модификация с собственным источником питания – термогенератором, монтируемым на планке рядом с пилотной горелкой, как изображено на схеме. Принцип действия схож с термопарой, но величина вырабатываемой ЭДС гораздо больше.

Энергонезависимая схема присоединения комнатного термостата

В данном разделе есть смысл упомянуть об автоматических газовых клапанах Honeywell, работающих по аналогичной схеме. Их основное отличие – повышенная пропускная способность, позволяющая задействовать блоки в котлах большой мощности (30—70 кВт).

Польская автоматика «Каре»

Установку польских систем безопасности на газовые котлы практикуют немногие производители. Причина банальна: по надежности продукт проигрывает изделиям из Италии, США и Германии, но по цене дороже отечественной котловой автоматики.

Мы назвали продукт «системой», потому что он состоит из нескольких блоков, хотя общий принцип действия остается неизменным:

• газовый фильтр;
• клапан – регулятор давления газа;
• отдельно стоит термостат с регулирующей рукояткой;
• мембранный термостатический клапан;
• кнопка пьезоэлектрического воспламенителя.

Схема польской системы «Каре»

Между собой узлы и датчики соединены капиллярными трубками. По сути, это тот же прибор SIT либо Honeywell, только разбитый на отдельные части. В этом плюс: детали менять удобнее и дешевле.

Изделия отечественных фирм

Как вы понимаете, автоматике котла, сделанная на постсоветском пространстве, не содержит каких-либо революционных решений и технологических прорывов. Для реализации трех функций безопасности использованы те же принципы – включение электромагнита напряжением (ЭДС) термопары, мембранный газовый клапан и датчик тяги, разрывающий цепь.

Схема клапана безопасности ЖМЗ

Подробно рассказывать о конструкции блоков от брендов САБК, «Орион» и ЖМЗ (Жуковский завод) не имеет смысла. Перечисленные изделия отличаются простейшим устройством, невысокой стоимостью и низкой надежностью. Термопары прогорают чуть ли не ежегодно, а термостат слишком резко отключает и запускает горелку, отчего возникает громкий хлопок, иногда смахивающий на микровзрыв.

Приборы нормально работают в первые годы эксплуатации, дальше за ними нужно следить и своевременно обслуживать, благо, запчасти имеются в продаже и стоят недорого. Пример устранения типичной неисправности автоматики ЖМЗ смотрите на видео:

Электроника настенных агрегатов

Особенность данных теплогенераторов – электронное управление процессами розжига, горения и поддержания температуры теплоносителя. То есть, настенные газовые котлы (и некоторые напольные) оснащаются энергозависимой автоматикой, работающей от электричества.

Важный момент. Невзирая на множество «наворотов», внедренных в конструкцию мини-котельных, функциями безопасности по-прежнему ведает механика. Три типа аварийных ситуаций, перечисленных выше, будут отрабатываться аппаратурой независимо от наличия напряжения в электросети.

Автоматический газовый котел создан для максимального удобства хозяев квартир и частных домов. Чтобы запустить отопитель, достаточно нажать 1 кнопку и установить желаемую температуру. Кратко опишем алгоритм работы агрегата и задействованные в ней элементы:

1. После указанных действий по запуску контроллер генератора тепла собирает показания датчиков: температуры теплоносителя и воздуха, давления газа и воды в системе, проверяет наличие тяги в дымоходе.
2. Если все в порядке, электронная плата подает напряжение к электромагнитному газовому клапану и одновременно – разряд на запальные электроды. Фитиль отсутствует.
3. Основная горелка разжигается и дает полную мощность с целью скорейшего нагрева теплоносителя. За ее работой следит специальный датчик пламени. Контроллер включает встроенный циркуляционный насос.
4. Когда температура теплоносителя приблизится к установленному порогу, что зафиксирует накладной датчик, интенсивность горения снизится. Ступенчатые горелки переходят в режим малой мощности, а модуляционные плавно уменьшают подачу горючего.
5. Достигнув порога нагрева, электроника перекроет газ. Когда датчик зафиксирует охлаждение воды в системе, автоматический розжиг и нагрев повторится.

Примечание. В турбированных котлах с закрытой камерой сгорания контроллер вдобавок запускает и отключает вентилятор.

В инструкции к настенному газовому котлу указано, что агрегат рассчитан на работу в закрытой системе отопления, поэтому автоматика следит за давлением воды. Если оно опустится ниже допустимого предела (0.8—1 Бар), то горелка погаснет и не зажжется, пока неполадка не будет устранена.

По энергозависимой схеме работают многие импортные котлы, например, Buderus Logano, Viessmann и так далее. Как происходит монтаж электронной газовой аппаратуры, на доступном языке расскажет мастер в видеосюжете:

Заключение

Многие домовладельцы самостоятельно занимаются обслуживанием своих отопительных агрегатов. Отсюда возникает интерес к работе автоматики газовых котлов различных типов. Мы осветили данный вопрос, но не советуем самостоятельно ремонтировать клапаны безопасности, если вы не разбираетесь в теме. Максимум, что можно сделать, — прочистить сетчатый фильтр, заменить негодную мембрану либо электромагнит. Настройку пламени горелки или запальника лучше доверить мастеру–газовщику.

Примечание. В статье использованы материалы производителя котлов «Лемакс», размещенные на официальном ресурсе.

Детальный обзор автоматики для газовых котлов отопления

Детальный обзор автоматики для газовых котлов отопления

Каждая система газового отопления в частном доме или городской квартире имеет индивидуальные технические характеристики и особенности. Газовые котлы отличаются не только функциональностью и принципом работы, но и системой управления. В целях безопасности все модели газовых котлов, оборудованы приборами и устройствами автоматической регулировки отопительного оборудования. Для получения более полного представления об автономном отоплении в доме, следует разобраться, как работает система автоматики газового котла, и какие виды таких устройств существуют .

Отопительный газовый котел представляет собой сложное инженерно-техническое изделие, в процессе эксплуатации требующее к себе постоянного внимания. Автоматическое управление способно обеспечить необходимый контроль параметров работыра котла, делая отопительную систему по-настоящему автономной.

Что такое автоматика для газового котла

После того, как происходит запуск газового котла, контроль над его работой возлагается на специализированное устройство, которое начинает действовать в рамках заложенной в него программы. Одним из главных пунктов применения автоматики у газовых котлов является обеспечение безопасной работы устройства. А также все модели автоматически регулируют поддержание необходимого и заданного заранее режима температуры тепла в помещениях.

По своим функциональным возможностям автоматика на котлы газовые делится следующим образом:

1. устройства, которые энергозависимые;
2. устройства, в которых энергозависимыми являются приборы контроля.

В первом типе используются модели, которые требуют электрической энергии, они имеют довольно простую конструкцию и работают по принципу остаточности. От датчика, который контролирует температуру, называемого еще термодатчик, поступает импульсный сигнал, а клапан, работающий по электромагнитному принципу, следуя указаниям такого сигнала, закрывается и открывается, тем самым либо прерывая подачу газа, либо, наоборот, ее провоцируя.

Ко второму типу относятся энергозависимые устройства, работающие, исходя из свойств физически применяемого вещества, того, которое циркулирует внутри контура самого прибора.

Когда вещество нагревается, оно, расширяясь, создает внутри самого агрегата давление, которое повышается. А также, под влиянием повышенного давления, приходит в действие сам котел, который работает на газе. Когда понижается температура, соответственно, происходит сжимание, и цепочка работает в обратном действии.

Что важно знать при подключении электроприборов

Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.

Согласно правилам ПУЭ, подключение электрокотла мощностью более 3 кВт в обычную розетку недопустимо. Да и каждая розетка обладает своими определёнными характеристиками. Чаще всего домашние розетки идут на 16 ампер, а, следовательно, подключать к ним электроприборы допускается мощностью не более чем в 3,5 кВт.

Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.

Заключение

Многие домовладельцы самостоятельно занимаются обслуживанием своих отопительных агрегатов. Отсюда возникает интерес к работе автоматики газовых котлов различных типов. Мы осветили данный вопрос, но не советуем самостоятельно ремонтировать клапаны безопасности, если вы не разбираетесь в теме. Максимум, что можно сделать, — прочистить сетчатый фильтр, заменить негодную мембрану либо электромагнит. Настройку пламени горелки или запальника лучше доверить мастеру–газовщику.

Примечание. В статье использованы материалы производителя котлов «Лемакс», размещенные на официальном ресурсе.

Подключение регулятора протокола «Openterm»

Регулятор плавного действия обменивается с платой управления аналоговым сигналом. В зависимости от скорости нагрева воздуха в помещении, он делает корректировку температурной подачи, снижает мощность горелки, либо наоборот её увеличивает, если температура слишком низкая.

Ещё одной дополнительной возможностью является то, что при обмене данными с системой управления котла, на этом регуляторе можно будет увидеть индикацию блокировки. То есть если котёл останавливается, можно увидеть это не подходя к самому котлу, а непосредственно на дисплее датчика, который находится в помещении.

+ Прибор автоматически регулирует мощность нагревателя, руководствуясь рядом параметров.

— Достаточно высокая цена.

Какую температуру ставить в котле отопления: низкие и высокие значения

Поделимся своим опытом относительно разных температурных режимов.

1. 40 градусов. Такой режим часто оказывается экономически невыгодным. При такой температуре газовый котел вполне может недогревать до полградуса. Из-за этого циркуляционный насос и нагрев не отключаются. Соответственно, расход газа только увеличивается. В некоторых моделях котлов расход может быть даже выше, чем при установленной температуре 70°С. Кроме того, от такого температурного режима лучше отказаться еще и в случаях нестабильной работы электросети. Теплоноситель за короткое время остынет, в помещении станет холодно уже через несколько часов.
2. 50 градусов. Большинство тестов показывает, что при установке этой температуры расход газа самый низкий. Однако циркуляционный насос работает довольно долго, что повышает расходы на электричество. Плюс в случае перебоев электросети батареи немного дольше сохраняют тепло. При общих подсчетах такой режим работы системы менее экономичен, чем следующий.
3. 60 градусов. Это по праву самый экономичный режим. Газа требуется больше, чем при режиме 50 градусов, но заметно снижаются расходы электричества. Суммарные расходы оказываются ниже. Да и помещение обогревается лучше.
4. 70 градусов. В таком режиме электроэнергия тратится меньше, но расход газа увеличивается. Но более важная проблема в том, что с некоторыми моделями котлов при таком режиме работы возможны скачки температуры воздуха в помещении. Они могут быть как практически незаметными, так и довольно ощутимыми. Дело в том, что радиаторы продолжают сильно греть помещения даже после отключения нагрева в котле, затем остывают, потом вновь сильно разогреваются.

Устанавливать еще более высокую температуру не стоит, если только вы не живете в холодных северных регионах. И причин тому несколько. Главная – в доме просто не нужны такие высокие температуры. И даже если нужно максимально обогреть помещения, лучше устанавливать температуру ниже. При слишком высоких значениях появляется неприятный запах паленой пыли с батарей, полипропиленовые трубы изнашиваются быстрее.

Так какая температура должна быть на котле отопления? Мы рекомендуем около 60-65 градусов, если температура на улице не ниже -10°С. Если ниже, можно увеличить мощность. Если на улице около нуля, больше 50-55 градусов не понадобится.

Какая температура на котле оптимальна для отопления без разницы температур в помещениях?

Часто владельцу жилья важнее не экономия, а равномерный обогрев всех помещений в доме. Котел работает постоянно, не допуская снижения температуры ниже выбранного значения. Конечно, электричества для такого режима нужно больше, но вот на газе можно сэкономить.

40 градусов для комфортного и равномерного обогрева не всегда достаточно. При таком режиме дом будет прогреваться в среднем на 20-20,5 градусов при температуре на улице не ниже -9°С. Если двадцати градусов в помещении вам недостаточно, можно установить 45-50 градусов на котле.

Обратите внимание! Многие говорят, что если установлена температура работы котла меньше 70 градусов, это провоцирует образование конденсата в котле, что вредно для системы. Однако и слишком высокие значения могут со временем портить оборудование. Те же полипропиленовые трубы, о которых мы уже говорили. Потому решая, какую температуру горячей воды выставить на котле, обязательно узнавайте, что по этому поводу говорит производитель конкретной модели. Возможно, им установлена четкая норма.

Виды газовых клапанов

Основной элемент системы автоматики – газовый клапан электромагнитный. Такое гидравлическое устройство используется для регулировки потока газа при помощи передачи электропитания на катушку клапана. Сердечник, который связан с седлом клапана, втягивается в катушку под действием электромагнитных сил.

Клапан может быть нескольких видов в зависимости от рабочего положения седла:

1. Модулирующие клапаны устанавливаются на газовых котлах с возможностью плавного изменения мощности.
2. Одностадийные клапаны. Они имеют только два положения: «открыто» и «закрыто». После того как подается питание, клапан принимает крайнее положение и происходит полный расход газа, на которое рассчитан котел.
3. Двухстадийные клапаны. Такой вид может полностью открыться с временной задержкой через промежуточное положение. Благодаря такой конструкции происходит плавный пуск отопительного оборудования. Одностадийные и двухстадийные клапаны используют только для одностадийных горелок.
4. Трехстадийные клапаны. Такие элементы можно установить на устройствах, где есть две ступени мощности.

Для чего необходима мощность в 24 кВт?

Следует учесть, что двухконтурный агрегат должен качественно обеспечить Вас не только отоплением, но и горячей водой. Стандартным требованием к устройствам горячего водоснабжения является выработка 10-11 литров воды, нагретой до 25°C. Если же Вы захотите большего, то придется доставлять еще одну точку производства горячей воды или приобретать агрегат помощнее, который способен обеспечить 13-14 литров воды при тех же условиях нагрева.

Если посмотреть на характеристики газовых колонок, то устройства со стандартными показателями производства ГВС 10-11 литров в минуту имеют мощность 19-20 кВт. Колонки, которые способны производить до 13-14 литров горячей воды температурой 30°C, имеют мощность уже 22-24 кВт. Такое количество ГВС сможет обеспечить работу уже двух точек водоснабжения, например, в ванной и кухне. Поэтому с той же мощностью в 24 кВт выпускают двухконтурные настенные газовые котлы, чтобы они смогли предоставить Вам теплую воду в достаточном количестве.

Примеры надежных моделей стабилизаторов для котла

Примеры хороших и надежных моделей стабилизаторов для отопительных котлов по типам.

Сервоприводные:

• Ресанта ACH1000/1-ЭМ;
• Luxeon LDS1500 Servo;
• RUCELF SDW-1000;
• Энергия CHBT-1000/1;
• Elitech ACH 1500E.

Релейные:

• LogicPower LPT-1000RV;
• Luxeon LDR-1000;
• Powercom TCA-1200;
• SVEN Neo R1000;
• БАСТИОН Teplocom ST1300.

Электронные:

• Штиль R 1200SPT;
• Luxeon EDR-2000;
• Прогресс 1000T;
• Lider PS 1200W-30;
• Awattom СНОПТ-1.0.