Одноступінчасті, двоступінчасті та модульовані газові пальники. Одноступінчасті, двоступінчасті та модульовані пальники для опалювальних котлів. По способу підготовки газоповітряної суміші
Виробники опалювальних котлів, постійно вдосконалюючи свою продукцію і наділяючи її новими функціями, одночасно ускладнюють вибір потрібного котла та його налагодження. У найбільшою міроюце стосується котельної автоматики – ось уже і настінні котли, що керувалися раніше за допомогою одного потенціометра, тепер нерідко поставляються із вбудованою погодозалежною автоматикою. Однак більше складна системауправління - це і вища ціна. Виникає резонне запитання: «Чи це потрібно?». Щоб допомогти споживачам відповісти на нього, спробуємо розібратися в основних функціях котельної автоматики.
Призначення систем керування побутових котлів - це забезпечення безпеки, правильної експлуатаціїобладнання та комфорту для мешканців будинку чи квартири. Комфорт у нашому випадку – це комфортна температура та відсутність необхідності робити якісь дії для її забезпечення (наприклад, піти в котельню, покрутити регулятор тощо).
Найбільш просто і зрозуміло ситуація з безпекою: вбудована в котел система управління, або вона поставляється окремо - в ній завжди є запобіжний обмежувач температури. Цей пристрій є термореле, розмикання контактів якого призводить до припинення подачі палива в котел при перевищенні безпечного значення температури котла. Спрацювання запобіжного обмежувача температури - серйозна позаштатна ситуація, та її усунення, тобто. заміна або переустановка запобіжного пристрою та запуск котла потребують втручання спеціаліста з технічного обслуговування.
Зрозуміло, забезпечення безпеки має найвищий пріоритет серед інших завдань, тому верхня межа регулювання температури котлової води встановлюється таким чином, щоб через вибіг температура вона ніколи не перевищувала граничний рівень. Про який вибіг температури йдеться?
Уявіть собі ситуацію раптового припинення електропостачання: пальник відключився, циркуляційний насоскотлового контуру зупинився. Котел перетворюється на ізольовану систему. У процесі встановлення у цій системі теплової рівноваги температура металу знижується, а температура води підвищується на кілька градусів. Якщо до цього підвищення вона була близькою до гранично допустимої, то аварію котла при відключенні електроенергії гарантовано. Величина можливого вибігу температури залежить від конструкції та матеріалу котла та враховується виробником автоматики при встановленні верхньої межі регулювання температури води у котлі.
Перейдемо до основного призначення котлової автоматики: забезпечення комфортної температури в опалювальних приміщеннях. Як відомо, та чи інша температура в приміщенні встановлюється, коли досягається рівновага між тепловими втратами та тепловіддачею опалювальних приладів. При цьому для підтримки заданого значення температури будь-яка зміна тепловтрат, спричинена зміною погоди, повинна компенсуватися відповідною корекцією температури теплоносія або його об'ємного потоку через опалювальні прилади. Найбільш просто це завдання вирішується за допомогою термостатичних вентилів, встановлених на радіаторах або конвекторах, при тому, що температура теплоносія залишається постійною. У цьому випадку функція автоматики котла зводиться до підтримки заданої температури подачі.
Треба сказати, що у більшості побутових котлів вбудований блок керування і не передбачає нічого більшого: температура подачі задається вручну, хоч і підтримується автоматично. Алгоритм регулювання при цьому відрізняється залежно від того, яким пальником забезпечений котел: модуляційний, одно-або двоступінчастий. У котлах з одноступінчастим пальником регулятор температури працює як пороговий перемикач, який включає та вимикає пальник після досягнення температурою подачі порогових значень. Між порогами включення та
вимикання задана певна різниця - гістерезис включення (рис. 1). Як правило, пороги включення та вимкнення розташовані симетрично по відношенню до заданої температури подачі θ вуст так, щоб середнє значення температури за тривалий період збігалося із заданим.
Якщо об'єм теплоносія в системі опалення невеликий, а теплоспоживання істотно менше за потужність пальника, температура після включення пальника зростатиме занадто швидко. Відповідно, виникає небезпека надто частих включень пальника, що може позначитися на її ресурсі. Ця проблема долається у різний спосіб. Наприклад, за допомогою величини гістерезису (Ariston), що змінюється в часі: протягом 1-ї хвилини після включення вона дорівнює 8, протягом 2-ї хвилини - 6, і починаючи з 3-ї хвилини - 4 До.
Алгоритм зміни величини гістерези в залежності від ситуації закладено в автоматиці фірми Kromschröder: на сервісному рівні налаштування системи управління можна задати збільшений гістерезис (до 20 К) та час його дії (до 30 хв). При низьких теплових навантаженнях і відповідно коротких періодах розігріву котла діє збільшене значення гістерези. Якщо за заданий час гістерези поріг вимкнення не був досягнутий, величина гістерези автоматично лінійно зменшується до стандартних 5 До. 
Принципово інший підхід використаний в котельній автоматиці Buderus, де застосовується алгоритм, названий розробниками динамічним перемиканням. Коли температура подачі, зростаючи або зменшуючись, порівнюється із заданою температурою уст, система починає обчислювати інтеграл функції зміни неузгодженості в часі (на рис. 2 - заштрихована область). Увімкнення або вимкнення пальника відбувається після досягнення інтегралом заданого значення. Очевидно, що при швидкому розігріванні котла температура перемикання виявляється вищою, ніж при повільному. Таким чином, поріг перемикання автоматично підлаштовується під характеристики системи опалення та величину теплоспоживання.
Алгоритм керування котлом з двоступінчастим пальником принципово не відрізняється від того, що розглянуто вище, - тільки порогів перемикання, відповідно, вдвічі більше (рис. 3). 
Нарешті, модульний пальник дає можливість постійного пропорційного регулювання температури подачі, коли величина потужності пальника лінійно залежить від величини неузгодженості температури. Однак таке регулювання можливе не завжди, оскільки у багатьох модуляційних пальників потужність плавно змінюється не від нуля, а від 30-40% максимального значення. Якщо ж теплоспоживання в контурі опалення нижче за цю межу, то ми знову стикаємося з пороговим регулюванням.
Досі ми мали на увазі, що температура подачі задається вручну потенціометром на панелі керування котла і автоматично підтримується системою керування. Однак призначення системи опалення - підтримка комфортної температури в приміщенні, і логічно було б, щоб саме ця температура була регульованою величиною. Пристрій, що підтримує задану температуру в приміщенні, - кімнатний термостат- Найчастіше прив'язане до самого приміщення і в основний комплект постачання котла не входить. Однак оскільки регулювання відбувається через керування роботою котла, вважатимемо кімнатний термостат також елементом котлової автоматики.
Управління роботою котла з метою підтримки заданої температури в приміщенні може здійснюватися одним із двох видів регулювання: двопозиційним (включити-вимкнути) або безперервним. У першому випадку алгоритм управління такий самий, як і для котла з одноступінчастим пальником. Однак, порівняно з температурою котлової води, температура в приміщенні при включенні-вимкненні котла змінюється значно повільніше, що може призводити до її великих вибігів за граничні значення. Тому двопозиційне регулювання зазвичай не рекомендується для систем опалення з котлами високої (більше 25-30 кВт) потужності. Щоб уникнути таких вибігів в автоматиці Kromschröder, наприклад, на сервісному рівні може бути заданий часовий інтервал запізнення включення 2-го ступеня (рис. 3), і таким чином, 2-й ступінь включається не відразу після досягнення порога θвкл.2, а по Після заданого часу. Це дає додаткову можливістьналаштування регулятора температури під характеристики конкретної системи опалення. 
При безперервному регулюванні впливом, що управляє, служить температура подачі, що змінюється в залежності від відхилення температури в приміщенні від заданого значення (рис. 4). Задане значення температури в приміщенні - це температура, комфортна для користувача, і вона не завжди однакова - скажімо, комфортна температура для сну під ковдрою на кілька градусів нижче, ніж для ранкового або вечірнього годинника, а вдень приміщення може пустувати, і підтримувати в ньому високу температурутакож немає сенсу. Само собою напрошується функція завдання та виконання добового графіка температури у приміщенні. Добове програмування температури часто можливе для різних – будніх чи вихідних – днів тижня, а також для особливих випадків, таких як вечірка чи відпустка.
Справжнє значення температури вимірюється датчиком, розташованим в одному з приміщень будинку, яке є еталонним і визначає режим опалення у всіх інших приміщеннях будинку. Проте чим більше інших приміщень, тим менш можливим стає завдання комфортного опаленняшляхом ув'язування їх у єдиний опалювальний контур, керований за температурою в еталонному приміщенні. Для управління котлом, що гріє воду відразу для декількох опалювальних контурів з різними характеристиками, потрібен певний загальний для цих контурів вхідний параметр. Він міг би обчислюватися з урахуванням показань температури в еталонних приміщеннях всіх контурів. Однак поширення набуло більш простого і ефектне рішення: використовувати як такий параметр температуру повітря зовні будівлі. 
І справді: температура подачі будь-якого опалювального контуру, необхідна для компенсації тепловтрат у приміщеннях, пов'язана з температурою зовнішнього повітря добре відомими співвідношеннями, які у графічному поданні зазвичай називаються опалювальними графіками або кривими опалювальними (рис. 5). Залишається тільки закласти ці співвідношення для кожного конкретного контуру алгоритм роботи системи управління котельні. В автоматиці більшості виробників для цього необхідно вибрати одну з пропонованих на вибір опалювальних кривих, але є й інші підходи: наприклад, налагоджувач системи управління Buderusдосить задати дві точки, якими автоматика обчислює всю криву.
Чи може система, що керує котлом та опалювальними контурами за зовнішньою температурою, реагувати на непередбачені зміни теплового балансув опалюваних приміщеннях, наприклад, через відкриту кватирку, або запалений камін? У більшості випадків така можливість закладена у вигляді автоматичного коригування (найчастіше – паралельного перенесення) опалювальної кривої відповідного контуру на основі показань датчика кімнатної температури. Більше того, йдучи назустріч запитам допитливих користувачів, які бажають брати активнішу участь в управлінні кліматом у будинку, багато виробників пропонують додатково до погодозалежної автоматики ще й кімнатний терморегулятор. Зауважимо тільки, що при цьому завжди є ризик, підвищуючи комфорт в еталонному приміщенні, знизити його в інших кімнатах, зав'язаних на контур опалення. Крім того, в еталонному приміщенні не можна застосовувати терморегулятори на опалювальні прилади, оскільки вони є незалежні системиуправління з тими ж вхідними та вихідними параметрами, що й у котельної автоматики.
Навіщо всі ці складності? Чим погодозалежне управління краще за елементарну схему, розглянуту нами на самому початку - котел «на постійці» плюс терморегулятори на всіх опалювальних приладах? 
Прихильники погодозалежної автоматики зазвичай посилаються на те, що основну частину опалювального сезонупотреба в теплі набагато менша за розрахункову, тому постійно гріти теплоносій до максимальної температури - марна трата грошей. Але грошей коштує не температура, а вироблене тепло, і якщо у двох випадках споживається однакова кількість тепла, то, може, і виробляється однакова його кількість? На жаль, ні, оскільки окрім споживання тепла завжди є ще й його втрати, які тим більші, чим вища температура теплоносія (рис. 6). Крім того, ККД котла зменшується із зростанням середньої температури котлової води. Ось із цих відсотків і складається економічний аргумент на користь погодозалежної автоматики. Втім, за наших внутрішніх цінахна енергоносії цей аргумент легко б'ється аргументом значно вищої ціни самої автоматики.
Розглянемо також деякі функції котлової автоматики, призначення яких - не створювати комфорт, а забезпечувати якомога довшу безаварійну роботу обладнання. Крім уже описаних способів запобігання занадто частим пускам пальника, до цієї групи функцій можна віднести підтримку мінімальної температури котлової води. Найбільш простий, але, проте, ефективний спосібреалізації цієї функції - так звана логіка насоса, згідно з якою при включеному пальнику циркуляційний насос котлового контуру зупиняється щоразу, коли температура води в котлі виявляється нижчою за допустимий поріг і не запускається доти, поки цей поріг не перевищений.
Але не тільки про казан може дбати казанова автоматика. Так, деякі системи управління забезпечені функцією запобігання блокуванню насосів та триходових клапанів: раз на добу (приклад - котли Vaillant) або на тиждень (Buderus) всі насоси в системі включаються на короткий час, і все триходові клапанитакож на короткий час повністю відкриваються, після чого повертаються в стан, що передував цій процедурі.
Під час читання документації фірм-виробників створюється враження, що розробники систем керування котлів діють за принципом: « більше функцій- хороших та різних!». Щоправда, часто виявляється, що під різними назвами криються одні й самі функції, відмінності - лише у деталях.
С. Зотов, к. т. зв.
Журнал "Аква-Терм" №2 (54), 2010
Щоб вибрати оптимальний газовий котел, необхідно розібратися у його особливостях.
Найбільшого поширення в побуті набули водогрійні котлималу потужність.
Ці агрегати економічні і зручні в експлуатації, а також мають безліч конфігурацій і моделей, кожна з яких має свої переваги.
Одним із основних елементів газового котлає його пальник. Це спеціальне обладнання, яке здійснює підготовку пального до спалювання та подачу його в камеру згоряння, де струмінь газоповітряної суміші займається і виділяє тепло. Правильний вибір пальника забезпечить отримання максимальної ефективностіспалювання палива, збільшить загальний ККД (коефіцієнт корисної дії) котла та скоротить фінансові витрати на паливо.
Класифікація газових пальників
Існують різні види газових пальників. Щоб зробити правильний вибірпальника, потрібно враховувати вид спалюваного газу, його калорійність, тиск, призначення та конструкцію котла.
За надмірним тиском газу
- Високого тиску – понад 30 кПа. (кіло Паскаль);
- Середній тиск – від 5 до 30 кПа;
- Низький тиск – до 5 кПа.
По виду палива, що спалюється
Побутові та промішені водогрійні газові котли зазвичай працюють на двох видах палива:
- скраплена пропан-бутанова суміш;
- природний газ (метан) у газоподібному стані.
Фізичні характеристики цих газів відрізняються один від одного, тому і пальникові пристрої для їх спалювання мають свої відмінності. Але вид палива, що спалюється, не обмежує вибір агрегату. Будь-який газовий котел на природному газіможна переобладнати під спалювання пропану і навпаки.
На замітку.Розроблено універсальні пальники, які можуть спалювати ці два види газового паливабез будь-яких налагодок.
За способом підготовки газоповітряної суміші
Для забезпечення повного та ефективного спалювання пального його потрібно попередньо змішати з повітрям, яке містить у собі кисень необхідний для горіння. Існує кілька способів підготовки газоповітряної суміші.
Атмосферні пальники мають просту конструкціюу вигляді труби з отворами. У трубу подається газ і виходить з отворів камеру згоряння, де і відбувається його змішування з повітрям. Для забезпечення постійного надходження повітря використовуються камери згоряння. відкритого типу.
Переваги атмосферних пальників:
- Простота конструкції.
- Легко переобладнати під спалювання іншого палива.
- Високий термін експлуатації.
- Високі показники ККД.
- Енергонезалежність.
Недоліки атмосферних пальників:
- Спалювання кисню в приміщенні та можливість витоку продуктів згоряння в кімнату.
- Обов'язково наявність димоходу, що відводить, що не завжди можливо.
- Обмежена потужність котла, пов'язана із підвищеною небезпекою відкритого типу камери згоряння.
Дутьові (вентиляторні) пальники мають більше складну конструкцію, Що включає вентилятор. Він виробляє примусове нагнітання повітря, необхідних кількостяхі змішування його з газом. Змішування може відбуватися повністю попереднє, частково попереднє та під час спалювання.
Використання дутьових пальників передбачає використання котлів з закритою камероюпри цьому обов'язково наявність додаткового вентилятора для відсмоктування продуктів згоряння. Газові котли з примусовою тягою не потребують громіздкого газоходу. Видалення газів може здійснюватись за допомогою димової труби малого діаметра.
Переваги дутьових пальників:
- Можливість ефективної роботипри знижених показниках тиску у газопроводі.
- Безпека експлуатації за рахунок камери згоряння закритого типу.
- При експлуатації котла з дутьовим пальником відпадає потреба в димарі.
- Можливість заміни на пальник іншого типу.
- Більше ефективна системазахисту.
Недоліки дутьових пальників:
- Висока вартість.
- Високий рівень шуму.
- Енергозалежність.
- Додаткові витрати газу.
Дифузно-кінетичні газові горілки. Повітря до камери згоряння додається частково, решта підводиться безпосередньо в полум'я. Такі пальники рідко застосовуються в газових котлахопалення.
За способом регулювання інтенсивності горіння.
Для забезпечення постійної підтримки температурного режимуу приміщенні використовуються автоматичні системи. Автоматика для газових котлів опалення є обов'язковою умовоюадже людина не завжди може контролювати процес роботи котла. Автоматика виконує наступні функції: регулювання температури повітря у приміщенні та захисту котла від аварій. Існує кілька різновидів пальників на вигляд регулювання температури.
- Одноступінчасті - після нагрівання теплоносія до потрібної температури, за сигналом реостата, відбувається автоматичне закриття газового клапана, і пальник повністю згасає. Як тільки температура теплоносія досягає нижньої температурної межі, газовий клапан автоматично відкривається і відбувається розпалювання пальника на повну її потужність.
- Двоступінчасті пальники мають 2 режими роботи: на 100% та на 40% усієї потужності. Після досягнення певного температурного значення теплоносія відбувається прикриття газового клапана, і пальник працює на 40% повної потужності. Процес переходу з одного режиму роботи в інший здійснюється за допомогою автоматичної системи.
- Плавно регульовані двоступінчасті пальники також мають 2 режими роботи, але перехід з одного режиму на інший відбувається більш плавно, що забезпечує ефективне регулювання температури.
- Газові пальники, що модулюються, можуть працювати в режимах з широким діапазоном потужності – від 10 до 100%. Процес регулювання повністю автоматизований і забезпечує найефективнішу та постійну підтримку температурного режиму.
Безперечним лідером в ефективності роботи є газові пальники, що модулюються, оскільки вони забезпечують:
- Постійна підтримка заданої температури з мінімальними відхиленнями.
- Економію палива, що спалюється.
- Зменшення температурних навантажень на теплообмінник казана, що значно продовжує його експлуатаційний термін.
Пальниками, що модулюються, можуть бути як атмосферні, так і вентиляторні газові пальники, вони також можуть працювати на різних видах палива.
Після ознайомлення з різними видамигазових пальників можна з упевненістю приймати рішення про вибір саме того пальника, який підійде для ваших цілей.
Одноступінчасті, двоступінчасті та модульовані пальники для опалювальних котлів. Огляд.
При виборі пальників споживачі постають перед непростим завданням– який пальник вибрати . Цей вибір їм дозволяє зробити невелике порівняння пальників. різних виробниківза типом регулювання та рівнем автоматизації пальникового пристрою.
Ми пропонуємо Вам ознайомитися з думкою фахівців нашої компанії, що ґрунтується на досвіді застосування комбінованих, рідкопаливних та газових пальників Weishaupt, Elco, Cib Unigas та Baltur.
Давайте визначимо основні вимоги, які пред'являються до пальників, залежно від сфери застосування. Залежно від сфери застосування, пальники можна розділити на групи.
Група 1. Пальники для систем індивідуального опалення (До цієї групи ми відносимо пальники потужністю до 500 - 600 кВт, які встановлюються в котельних приватних будинків, невеликих виробничих і торгово-адміністративних будівель).
При виборі пальників для цієї групи споживачів необхідно враховувати побажання покупця в рівні автоматизації індивідуальної котельні:
· якщо Ви не пред'являєте підвищених технічних вимогдо обладнання, що встановлюється і бажаєте мати надійну котельню, яка не вимагає великих початкових фінансових вкладень, то можна зупинити свій вибір на пальниках з одноступінчастим, двоступінчастим режимами роботи;
· якщо в результаті ви хочете побудувати систему опалення з високим рівнем автоматизації, погодозалежним регулюванням, а також низькою витратою палива та енергоресурсів, то Вам краще застосувати модульовані пальникиабо пальники з плавно-двоступеневим регулюванням, які забезпечать можливість програмування потужності та широкий робочий діапазон регулювання пальника.
Група 2. Пальники для систем опалення великих житлових комплексів (до цієї групи ми відносимо пальники потужністю понад 600 кВт для потреб житлово-комунального господарства, Центральне опалення, а також для теплопостачання великих виробничих та торгово-адміністративних будівель).
· Для цієї групи ідеально підходять плавно-двоступінчасті або модульовані пальники. Це зумовлено: великою потужністю котелень, побажанням замовника побудувати котельню з високим рівнем автоматизації, бажанням забезпечити максимально низьку витрату палива та електроенергії (застосувати частотне регулюванняпотужності вентилятора), а також застосувати обладнання для автоматичного регулюванняпо залишковому кисню у димових газах (кисневе регулювання).
Група 3. Пальники для застосування на технологічне обладнання (До цієї групи можна віднести пальники будь-якої потужності, залежно від потужності технологічного обладнання).
· Для цієї групи переважні модульовані пальники. Вибір цих пальників визначений навіть не так побажанням замовника, а технологічними вимогами виробництва. Наприклад: за деяких виробничих процесівпотрібно витримувати чітко визначений температурний графік і не допустити перепадів температури, інакше це може призвести до порушення технологічного процесу, псування продукції та як результат до значних фінансових втрат. Пальники зі ступінчастим регулюванням також можуть застосовуватись на технологічних установках, але у випадках, коли незначні коливання температури допустимі і спричиняють негативні наслідків.
Короткий опис принципу роботи пальників з різним типомрегулювання.
Одноступінчасті пальники працюють лише в одному діапазоні потужності, працюють м важкому для котла режимі. При роботі одноступінчастих пальників відбувається часті включення та відключення пальника, якими регулює автоматика котлоагрегату.
Двоступінчасті пальники , Як і випливає з назви, мають два ступені потужності. Перший ступінь, як правило, забезпечує 40% потужності, а другий – 100%. Перехід з першого ступеня на другий відбувається залежно від контрольованого параметра котла (температури теплоносія або тиску пари), режими увімкнення/вимкнення залежать від автоматики котла.
Плавно-двоступінчасті пальники дозволяють здійснювати плавний перехід з першого ступеня на другий. Це щось середнє між двоступінчастим та модульованим пальником.
Модульовані пальники нагрівають котел безперервно, при необхідності підвищуючи або знижуючи потужність. Діапазон зміни режиму горіння – від 10 до 100% номінальної потужності.
Пальники, що модулюються, поділяються на три типи за принципом роботи модулюючих пристроїв:
1. пальники з механічною системоюмодуляції;
2. пальники з пневматичною системою модуляції;
3. пальники з електронною модуляцією.
На відміну від пальників з механічною та пневматичною модуляцією, пальники з електронною модуляцією дозволяють забезпечити максимально можливу точність регулювання, оскільки виключаються механічні похибки у роботі пальникових пристроїв.
Цінові переваги та недоліки
Звичайно, пальники, що модульуються, дорожчі за ступінчасті моделі, проте вони мають перед ними цілий рядпереваг. Механізм плавного регулювання потужності дозволяє звести циклічність включення-вимкнення котлів до мінімуму, що значно знижує механічну напругу на стінках та у вузлах котла, а значить, продовжує його «життя». Економія палива при цьому становить не менше 5%, а при грамотному налаштуванні можна досягти 15% і вище. І, нарешті, встановлення пальників, що модулюються, не вимагає заміни дорогих котлів, якщо вони справно функціонують, при цьому підвищуючи ККД котла.
На тлі недоліків ступінчастих пальників переваги пальників очевидні. Єдиним фактором, який змушує керівників зробити вибір на користь ступінчастих моделей, є їх більш низька ціна. Але економія такого роду оманлива: чи не краще одночасно витратити велику суму на більш досконалі, економічні та екологічні пальники? Тим більше, що витрати окупляться у найближчі кілька років!
Багато покупців розуміють вигоду використання пальників, що модулюються, і тепер їм залишається тільки вибрати необхідні моделі. До яких виробників краще звернутися? Навіть при поверхневому вивченні цін на імпортні та вітчизняні пальники видно, що різниця дуже значна. Деякі моделі закордонних виробниківдорожче продукції російського виробництвабільш ніж удвічі.
Детальний аналіз ринку виробників пальників показує, що російське обладнання значно поступається імпортним аналогам за рівнем автоматизації. Для того, щоб досягти високого рівняавтоматизації пальників російського виробництва, необхідно вкласти чимало грошових коштівна придбання необхідних системавтоматики та робіт з монтажу та налагодження обладнання. За результатами всіх робіт виходить, що вартість дообладнаних пальників російського виробництва близька до вартості імпортних пальників. Але при цьому, Ви не матимете стовідсоткової гарантії, що доукомплектований російський пальник забезпечить Вам необхідний результат
Висновок наших спеціалістів
Правильний вибір пальника - важливий етаппри будівництві чи модернізації котельні. Від того, наскільки відповідально Ви підійшли до цього питання, залежить подальша робота опалювального обладнання. Стабільна робота пальника, відповідність екологічним нормам, більше довгий термінслужби котлів і можливість повної автоматизації роботи теплоенергетичної установки говорять про значні переваги застосування в котельних пальників, що модулюються. А якщо вигода від їхньої експлуатації очевидна, не скористатися нею - просто нерозумно.
Пальники Weishaupt
/ Німеччина , Elco /Німеччина , Cib Unigas / Італія, Baltur / Італія зарекомендували себе як надійне та якісне обладнання. Вибираючи ці пальники, Ви отримуєте впевненість та вигоду! У свою чергу ми готові забезпечити для Вас прийнятні ціни та найкоротші терміни постачання обладнання.Виробники сучасних котлів, постійно вдосконалюючи свою продукцію, наділяють її новими функціями та одночасно ускладнюють вибір потрібного котла та його налагодження. Це й не дивно, адже система опалення сучасного заміського будинкускладається не тільки з котла, труб, радіаторів під вікнами, але також до неї входить безліч опалювальних контурів, управління якими слід доручити автоматичним контролерам.
А якщо ні, то домовласникам доведеться постійно регулювати окремі елементи вручну, щоб забезпечити достатній рівень комфорту. Проте, складніша система управління — це і вища ціна. "А чи потрібно це мені?" — ставить риторичне запитання покупець.
У цій невеликій статті ми спробуємо донести до читачів фізику процесів у робочої системиопалення, що притаманне всім системам опалення, включаючи складні. Мати уявлення про те, що ти маєш або збираєшся придбати дуже важливо при виборі системи опалення, її експлуатації чи модифікації. У структуру сучасних системопалення вже закладено функції, що передбачають її модифікацію та вдосконалення.
Отже, на котлову автоматику покладено дві найважливіші функції: система безпеки та тепловий комфорт. Зрозуміло, забезпечення безпеки має найвищий пріоритет серед інших завдань. Наприклад, верхня межа регулювання котлової води встановлюється таким чином, щоб через вибіг температури вона ніколи не перевищувала б граничний рівень. Величина можливого вибігу температури залежить від конструкції та матеріалу котла та враховується виробником автоматики при встановленні верхньої межі регулювання температури у котлі.
У нашій статті ми зосереджуємося на роботі автоматики щодо забезпечення комфортної температури в опалюваних приміщеннях.
Відчуття температурного комфорту значною мірою суб'єктивне. У зв'язку з цим фахівці в області кліматичних системоперують поняттям індекс комфортності за Фагнером. Він передбачає сім позицій, що відповідають суб'єктивним відчуттям
- -3 «холодно»
- -3 «прохолодно»
- -1 «легка прохолода»
- 0 «нейтрально»
- 1 «легке тепло»
- 2 «тепло»
- 3 «спекотно»
Та чи інша температура в приміщенні встановлюється, коли досягається рівновага між тепловими втратами та тепловіддачею приладів. При цьому для підтримки заданого значення температури будь-яка зміна тепловтрат, спричинена зміною погоди, повинна компенсуватися відповідною корекцією температури теплоносія або його об'ємного потоку через опалювальні прилади.
Розглянемо спочатку другий випадок, саме регулювання температури приміщення шляхом зміни об'ємного потоку через опалювальні прилади.
Це завдання легко вирішується за допомогою термостатичних вентилів, встановлені на радіаторах або конвекторах. У цьому випадку завдання автоматики котла підтримувати температуру теплоносія на заданому рівні (просто повернути ручку потенціометра на пульті котла, задаючи потрібну температуру). У більшості котлів так і відбувається і не передбачає нічого більшого. Алгоритм роботи котла відрізняється залежно від пальника: модуляційного, одного або двоступінчастого.
При роботі з одноступінчастим пальникомрегулятор температури працює як пороговий перемикач, який включає та вимикає пальник при досягненні температурної подачі порогових значень. Між порогами включення та вимикання задана різниця — «гістерезис включення». Як правило, пороги включення та вимкнення розташовані симетрично щодо заданої температури подачі, так щоб середнє значення температури за тривалий період збігалося із заданим.
Проблемавиникає, коли обсяг теплоносія невеликий, а теплоспоживання суттєво менше потужності пальника, температура пальника зростатиме занадто швидко. Має місце небезпека надто частих включень пальника, що може зашкодити її ресурсі. Проблема долається у різний спосіб. Наприклад, за допомогою, що змінюється у часі величини гістерези.
При низьких теплових навантаженнях і, відповідно, коротких періодах розігріву котла діє збільшене значення гістерези. Якщо за заданий час гістерези поріг вимкнення не був досягнутий, величина гістерези автоматично лінійно зменшується до стандартних 5 гр. Цельсія. Фірма «Будерус» використовує інший алгоритм, названий «динамічним перемиканням» — коли температура подачі, зростаючи чи зменшуючись, порівнюється із заданою температурою та система починає обчислювати інтеграл функції зміни неузгодженості у часі.
Увімкнення та вимкнення пальника відбувається після досягнення інтегралом заданого значення, що при швидкому розігріванні котла температура перемикання вище, ніж за повільного. Таким чином, поріг перемикання автоматично підлаштовується під характеристики системи опалення та величину теплоспоживання.
Для двоступінчастого пальникапроцес принципово не відрізняється від того, що розглянуто вище — лише порогів перемикання вдвічі більше.
Модуляційний пальникдає можливість постійного пропорційного регулювання температури подачі, коли величина потужності пальника лінійно залежить від величини неузгодженості температури. Однак таке регулювання можливе не завжди, оскільки у багатьох модуляційних пальників потужність змінюється плавно не від нуля, а від 30-40% максимального значення. Якщо ж теплоспоживання в контурі опалення нижче за цю межу, ми стикаємося знову з пороговим регулюванням. Досі ми розглядали процеси, коли задана температура котла встановлювалася вручну потенціометром на пульті котла, а завдання автоматики було підтримати цю температуру.
Підтримка комфортної температури у приміщенні шляхом регулювання температури котлової води. Відбувається це шляхом застосування системи автоматики кімнатного термостата.
Зауважимо, що кімнатний термостат зазвичай не входить до стандартної комплектації котла. Управління роботою котла з метою підтримки заданої температури в приміщенні може здійснюватися одним із двох видів регулювання: двопозиційним (увімкнути/вимкнути) або безперервним. У першому випадку алгоритм управління такий самий, як для котла з одноступінчастим пальником. Однак, порівняно з температурою котлової води, температура в приміщенні змінюється значно повільніше і це може призвести до великих вибігів за порогові значення. Тому двопозиційне регулювання зазвичай не рекомендується для систем опалення з котлами більше 25-30 кВт.
При безперервному регулюваннікеруючим впливом служить температура подачі, що змінюється в залежності від відхилення температури в приміщенні. Датчик температури повинен розташовуватися в певному приміщенні (назвемо його еталонним) і температура в інших приміщеннях виставляється щодо температури цього еталонного приміщення. Комфортна температура в різних приміщенняхвідрізняється один від одного. У спальні, наприклад, вона нижча. Вдень приміщення зазвичай порожні та підтримують комфортну температуру— безглуздо, марна трата грошей.
Само собою напрошується функція завдання та виконання добового графіка температури у приміщеннях. Добове програмування температури часто можливе для різних днівтижня (будні, свята, вечірки, відпустка) Великою проблемою при такому способі управління стає регулювання температури в приміщеннях щодо еталонного шляхом ув'язування в єдиний контур.
Крім того, підвищуючи комфорт в еталонному приміщенні, ми ризикуємо знизити його в інших кімнатах, зав'язаних на контур управління. Крім того, в еталонному приміщенні не можна застосовувати терморегулятори на опалювальних приладах, оскільки вони є незалежними системами управління з тими ж вхідними параметрами, що й у котельній автоматики.
Для керування котлом, який нагріває воду відразу для кількох опалювальних контурів з різними характеристиками, потрібен певний загальний для цих контурів вхідний параметр. Просте та ефективне рішеннябуло знайдено.
Використання як вхідного параметратемпературу повітря зовні будівлі
Дійсно, температура подачі будь-якого опалювального контуру, необхідного для компенсації тепловтрат у приміщеннях, пов'язана з температурою зовнішнього повітря добре відомими співвідношеннями, які у графічному поданні зазвичай називаються опалювальними графіками або кривими опалювальними. Залишається тільки закласти ці співвідношення для кожного конкретного контуру алгоритм роботи системи управління котельні. В автоматиці більшості виробників для цього необхідно вибрати одну із пропонованих кривих. Є й інші підходи до цієї проблеми, наприклад налагоджувачу котлів «Будерус» достатньо задати дві точки, якими автоматика сама побудує всю криву. Зауважимо, що дуже важливо розташовувати датчик температури на північній стороні будинку на віддалі від таких джерел тепла, як вікна і димові труби. І тут погодозалежна автоматика працює максимально коректно.
А що буде, якщо відкрити кватирку?Система, що управляє котлом та опалювальними контурами по зовнішньої температури,може реагувати на непередбачені зміни теплового балансу в опалюваних приміщеннях. У більшості випадків така можливість закладена у вигляді автоматичного коригування (найчастіше – паралельного перенесення) опалювальної кривої відповідного контуру на основі показань датчика кімнатної температури.
Більш того, багато виробників пропонують додатково до погодозалежної автоматики ще й кімнатний терморегулятор. При сумісному використанні зовнішніх та кімнатних датчиків тепловий режим може бути скоригований з урахуванням додаткових джерелтепла у приміщенні. Простіше кажучи, якщо на кухні включена плита, і за рахунок цього стало там тепліше, контролер «врахує» цей факт і скоригує показники зовнішніх датчиків або кімната знаходиться на сонячній стороні і вимагає нагрівання тільки, коли сонце «піде».
У міру подорожчання автоматики до її можливостей додається здатність керувати складнішими пальниками (зі ступінчастим, ступінчасто-прогресивним та модуляційним регулюванням), вузлом приготування. гарячої води, одним або декількома (кількість радіаторних контурів зростає), низькотемпературними (тепла підлога) контурами, реалізовувати різні інші програми (підключення сонячних водонагрівачів) і т.д.
Підіб'ємо підсумки: до чого всі ці складнощі з погодозалежним управлінням? Чим воно краще елементарної схеми «котел на стоянці» плюс терморегулятори на всіх батареях?
Прихильники погодозалежного управліннякажуть, що в основну частину опалювального сезону потреба в теплі набагато менша за розрахункову, тому постійно гріти теплоносій до максимальної температури — марна трата грошей. Особливо ефективно воно працює в період заморозків та відлиг, тим самим досягається найбільш комфортна кімнатна температурата значна економія ресурсів, оскільки знижується інерційність системи та котлу не доводиться здійснювати зайву роботу, спалюючи паливо. Крім того, у разі роботи з постійною температурою теплоносія, а вона практично завжди висока, ростуть тепловтрати, які тим більше, чим більша температура теплоносія. Взагалі ККД котла зменшується зі зростанням середньої температури котлової води.
Більшість західних виробників ( « Buderus» , "Viessmann") роблять ставку навипуск низькотемпературних казанів.
Противники погодонезалежного управління апелюють до того, що ціна подібної автоматики надто висока. А ціна палива поки що цілком компенсує витрати.
Звернемося до спеціалістів. На форумі сайт однозначно каже, що погодонезалежна автоматика економить гроші і це не рахуючи комфорту, який вона приносить у будинок і забезпечує більш довгу безаварійну роботу.
Компанія «Тайм» пропонує як погодозалежну автоматику програмований контролер calorMATIC 430 West. Практично він працює як дистанційний пульт від котла. Домовласнику не доводиться бігати в котельню, щоб зробити тепліше або холодніше, якщо він встановить панель з дисплеєм у зручному місці.
