Автоматика для котлов отопления: основные виды и преимущества, особенности

Проверка исправности и замена автоматики

Сроки периодичности проверки систем автоматики котлов, работающих на газовом топливе, оговариваются в СНиП. Обслуживание осуществляется дважды в год при плановом осмотре, перед началом и после окончания отопительного сезона.

На необходимость в проведении ремонтных работ, указывают следующие признаки:

Участившиеся неисправности автоматики котлов, работающих на газе. Проблемной считается ситуация, при которой, котел самостоятельно отключается раз в несколько недель.
Самопроизвольное затухание огня.
Отказ системы розжига.

Обслуживание и настройка автоматики газового отопительного котла, согласно действующим правилам, выполняется исключительно квалифицированным персоналом, имеющим соответствующее разрешение и лицензию. Электронный блок управления, требует установки специального программного обеспечения (прошивки).

Во время очередного сезонного осмотра, проводится диагностика микропроцессора, чего требуют правила обслуживания релейной автоматики. В большинстве контроллеров, установлена функция диагностирования проблем, отчет о которых сохраняется в памяти устройства. Информация об ошибках, учитывается при настройке модуля.

Полная замена автоматики, требуется крайне редко. В большинстве случаев, меняются отдельные узлы: термопара, клапаны, датчики и т.п.

Конструкция автоматики

Всю внутреннюю оснащенность автоматики для газовых котлов, которая применяется при монтировании отопительной системы, можно разделить на категории, их всего две:

первая категория – это те приборы, которые обеспечивают безопасную и верную работу всего оборудования котла;
вторая категория – это те устройства, которые могут значительно повысить комфорт при пользовании котлом.

Автоматика безопасности газовых котлов состоит из следующих элементов:

тот модуль, который обеспечивает контроль над пламенем. Он состоит из термопары и газового клапана, работающего, как электромагнитный, и перекрывающего подачу топлива;
также там есть то устройство, которое защищает от перегрева систему и поддерживает необходимый температурный режим, такую задачу берет на себя термостат. Он самостоятельно, по необходимости, включает либо отключает котел, в те моменты, когда температура приближается к заданным пиковым отметкам;
тот датчик, который контролирует тягу. Этот прибор работает на основании колебаний, зависящих от того, как изменяется положение пластины биметаллической. Она, в свою очередь, соединяется с клапаном газовым, прекращающим подачу газа на горелку;
также есть клапан предохранительный, который может отвечать за сброс излишек теплоносителя (например, воздуха или воды) в контуре. Некоторые производители сразу же предусматривают элемент, помогающий сбрасывать излишки.

Устройства, которые входят в систему безопасности, поделены на следующие типы:

механические;
и работающие от источника питания.

Автоматика обеспечивает пользователю более комфортный функционал, который является дополнительным:

автоматический поджиг горелки;
модуляция интенсивности пламени;
самодиагностические функции.

Но таким функционалом не ограничивается внутренняя конструкция моделей.

В некоторых конструктивных особенностях моделей есть такие дополнения, как отправка данных и обработка их электронной системой на оснащённом контроллерами и микропроцессорами оборудовании. Дальше происходит следующая ситуация: на основании полученных данных сам контроллер начинает регулировку команд, которые приводят в действие приводы системы автомата.

Механическая автоматика газового котла тоже требует детального рассмотрения.

Газовый клапан полностью перекрыт, и установка отопительная находится в нерабочем состоянии.
Для того чтобы запустить газовый котел механический, выжимается шайба, обеспечивающая пуск топлива и открывающая клапан.
Клапан под воздействием шайбы открылся, и газ потек на запальник.
Осуществляется поджиг.
После этого начинается постепенный разогрев термопары.
На электрический запорный магнит подается такое напряжение, которое обеспечивает его открытое положение, для того чтобы доступ топлива не перекрывался.
Механический поворот шайбы регулирует нужную мощность устройства газового обогрева, и топливо в нужном объеме и с необходимым давлением подходит на саму горелку. Происходит возгорание топлива, и котельная установка начинает существовать в рабочем режиме.
И после этого этот процесс контролирует термостат.

Автоматика от разных производителей

Настенный газовый котел

Если говорить о стандартном настенном газовом котле , то он может работать по температуре теплоносителя. К нему может быть подключен комнатный термостат или хронотермостат. Так же существует возможность подключения регулятора протокола openterm (опентерм).

Частным случаем эксплуатации настенных котлов является возможность применения погодозависимой автоматики. За счёт применения датчика наружной температуры, появляются дополнительные переменные, которые позволяют более оперативно выполнять корректировку мощности горелки, температуру подачи, в зависимости от изменяющихся условий снаружи здания.

Автоматика Арбат

Устройства имеют 5 степеней защиты. Присутствует термоэлектрическая защита пламени. Подача газа блокируется при выключении. Модуляционный термостат обеспечит комфорт в применении, а сетчатый фильтр грубой очистки продлит срок эксплуатации.

Некоторые модели оснащены циркуляционным насосом. Устройство распределяет теплоноситель равномерно по системе отопления. А так же есть возможность подключения к внешнему термостату внутри или снаружи помещения.

Автоматика Хонивел (Honeywell)

Фирма Honeywell имеет широкий ряд автоматики для газовых котлов от самых бюджетных (механических) до многофункциональных автоматических систем.

Основные возможности:

теплоноситель автоматически поддерживает температуру;
выключение котла при перебоях в подаче газа;
выключение при отсутствии тяги или при обратной тяге;
блокировка подачи газа при потухании газовой горелки.

Некоторые модели оснащаются программируемой автоматикой с возможностью задать температурные периоды в зависимости от времени суток, погоды и даже разработать режим нагрева/охлаждения по дням недели. А модели серии Smile управляют сразу несколькими температурными контурами (отопление, вентиляция, «тёплый пол», горячая вода и т.д.).

Автоматика паровых котлов

Автоматика для котлов отопления парового типа используется для тех же целей, что и в котлах другого типа. Она не только позволяет контролировать все процессы, но и обеспечивает должную безопасность. Автоматика позволяет регулировать все процессы самостоятельным образом, без того, чтобы в них принимал участие человек.

Автоматика паровых котлов отопления

Автоматизация котлов парового типа предполагает наличие таких систем, как преобразователь уровня воды. Его функциями являются:

регулировка уровня воды в устройстве;
воспроизведение сигнала, который отключит горелку, в случае если вода будет находиться ниже или выше, чем уровень допустимой нормы;
клапан для продувки непрерывного типа;
прибор электропроводимости;
клапан для быстрой продувки;
система, которая посредством программирования может управлять продувкой.

Подобные системы осуществляют как контроль работы устройства, так и уровень безопасности.

Что автоматизируют?

Главная цель установки устройства — облегчение управления температурой в строении. Основной компонент, который включают в механизм — котёл. Сверив показания уличных датчиков, прибор изменяет подачу топлива. Это позволяет свести затраты к минимально возможным.

Автоматика программируема. Её настраивают на изменение температуры не только по счётчикам, но также по дням недели.

Справка! Мастер способен задать программе самостоятельное отключение по нажатию владельцем пары клавиш, что позволит экономить в отсутствие.

Преимущества устройства:

Подачу тепла изменяют вручную, по личным предпочтениям. Автоматика легко настраивается, если не учитывать сложные программы.
Способность устройства самостоятельно управлять климатом в загородном помещении по погоде на улице или по дням недели.
Постоянное изменение подачи топлива снижает затраты на отопление.
Автоматизация защищает обвязку от перегрева, контролирует давление.

Недостатки:

Высокая стоимость. Простые устройства довольно дёшевы, а программируемые дороже.
Для написания алгоритма работы требуется много времени или вызов мастера.
Использование газового котла приводит к большим расходам.

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях

Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

сварочный аппарат;
электроды;
железный тройник;
электродная изоляция (из полиамида);
нулевой провод;
муфта;
клеммы заземления;
труба соответствующих размеров из стали;
изоляция для клемм.

Этап 2. Сборка ионного котла

Собираем котел

Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

Собираем котел

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Собираем котел

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Чертеж ионного котла

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Детали для сборки котла

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котлаСхема подключения котла

воздухоотводчики;
манометр;
предохранитель.

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Монтаж котла электродногоМонтаж котла электродногоСхема подключенияСборка системы отопленияСборка системы отопленияСборка системы отопленияПолифосфатный фильтрНастройка электродного котла

Видео – Ионный котел своими руками

Другие важные моменты установки.

Котел устанавливается исключительно вертикально, что объясняется только особенностями функционирования. Крепежные элементы должны быть отдельными.
Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительность ионного котла существенно снизится.
Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводность рабочей жидкости.
Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.
От чугунных изделий следует отказаться вовсе, ведь примеси, содержащиеся в них в большом количестве, снизят производительность ионного котла. Также у таких батарей слишком большой объем, что повысит потребление электроэнергии.

Механическая

Механическая автоматика для газовых котлов не требует подключения к электросети. В этом и заключается основное преимущество. Однако не всегда она является полностью механической. В ней может использоваться встроенный источник питания – батарейка или аккумулятор – и использоваться другие источники, например термопара, вырабатывающая ЭДС под воздействием высоких температур. Все равно сохраняется энергонезависимость, что, в конечном счете, и требуется. Все настройки устанавливаются вручную, притом со значительной погрешностью.

На данный момент распространение получила одна система автоматического управления – EuroSit 630. Этот блок автоматики с итальянскими корнями получился настолько хорошим и практичным, что его ставят практически на все газовые котлы с энергонезависимым управлением. Производят его во многих странах по лицензии или без нее.

Блок автоматики EuroSit 630

Блок механической автоматики представляет собой металлический корпус с лабиринтом внутри, по которому может пройти газ от входа к выходу. Целый ряд клапанов регулируют подачу, давление и расход газа в зависимости от условий эксплуатации и установленных настроек. Две ручки управления задают режим работы котла и настройку целевой температуры теплоносителя.

Основная ручка определяет три режима работы:

полное выключение;
розжиг запала;
режим основного горения.

В первом режиме подача газа полностью прекращена.

Во втором режиме обеспечивается работа только запальника. Это небольшая горелка с минимальным потреблением газа, которая постоянно горит и нужна для поджога газа в основных горелках камеры сгорания. Нажимая на ручку переключателя, открывается заслонка на пути газа к запальнику. С помощью кнопки пъезорозжига зажигается запальник. Рядом с ним закрепляется термодатчик, термопара. Под воздействием высокой температуры на датчике вырабатывается ЭДС, примерно 25 мВ, которой хватает для питания электромагнитного реле, поддерживающего заслонку постоянно открытой. Когда термопара хорошо прогреется ручку, отпускают, и запальник уже не погаснет. Если же он по какой-то причине потух, то термопара остынет и реле опять закроет клапан.

В режиме основного горения автоматика открывает проток для основной массы газа на пути к горелкам. Газ загорается от запальника, тепло поднимается к теплообменнику и передается теплоносителю.

Клапан, отвечающий за подачу газа, завязан на термодатчик, который крепится на выходе теплообменника. Датчик представляет собой сосуд, наполненный жидкостью или газом, способными сильно расширятся или сжиматься при изменении температуры. Сосуд соединяется с помощью тонкой медной трубки с блоком автоматики и оказывает давление на шток клапана.

Ручка регулировки задает пороги срабатывания клапана в зависимости от давления, оказываемого датчиком. Если температура теплоносителя ниже установленной регулятором, то подача газа разрешается. При достижении максимально допустимого значения температуры подача газа прекращается.

Еще один датчик температуры устанавливается перед выходом в дымоход. Он реагирует на температуру исходящих газов. Если они слишком холодные, значит, нет тяги, или горелка не работает, огня нет. В любом случае это сигнал к перекрытию газа. Если температура исходящих газов слишком высока, значит, поддерживается слишком интенсивное горение, что так же следует пресечь.

Ряд регулировочных болтов, не доступных пользователю в режиме обычной эксплуатации, позволяет:

настроить допустимый расход и давление газа;
установить минимальный напор газа;
корректировать пределы изменения температуры теплоносителя.

Их установкой должен заниматься специалист во время монтажа и первоначальной настройки газового котла.

Частой проблемой энергонезависимой автоматики является неправильная работа термочувствительных элементов. Термопара на запальнике сложна в производстве, а выходные характеристики каждого датчика сильно разнятся даже в одной партии, что дает существенную погрешность в работе газовых котлов. Упрощает ситуацию то, что заменить терморегулятор или термопару под силу даже не специалисту, они доступны в продаже и часто взаимозаменяемы.

Автоматика для твердотопливных котлов отопления

Снова стать твердотопливным котлам конкурентоспособными позволило изобретение автоматики, которая делает обслуживание агрегата проще и удобнее. При этом такое оборудование возможно установить почти на все модели котлов для отопления

Автоматику для твердотопливных котлов можно установить почти во все модели

Процессы выполняемые автоматикой

Данная функция будет производиться автоматически.
Автоматика упрощает регулировку температуры твердотопливной системы отопления: процедура сводится к выставлению показателей ЦО и ГВС. Далее, в котле, при помощи специального оборудования (насоса, вентилятора и т. д.) запускается регуляция подачи воздуха, не требующая участия человека. Когда твердотопливное устройство остывает больше, чем на 10 градусов, усиливается горение, а если необходимо уменьшить температура,просто воздух подается меньшими порциями. Таким образом, автоматика поможет экономить топливо и при этом поддерживать в помещение комфортную для вас температуру. Также это позволяет оставлять агрегат включенным на минимум во время вашего отсутствия для того, чтобы помещение не остывало.
Еще одним достоинством автоматики является система безопасности, которая при нарушениях работы котла, отключает устройство, и оповещает жильцов о неполадках звуковым сигналом. Это позволяет быстро устранить сбои, возникшие в функционировании агрегата.
Так как автоматика делает твердотопливный котел зависимым от электроэнергии, производители предусмотрели и случаи отключения света. Устройство сможет проработать автономно даже без электропитания еще определенный промежуток времени.
В современных моделях автоматических котлов возможна даже загрузка топлива без участия человека. Для этого они оборудованы специальным бункером, предназначенным для хранения горючего, из которого дрова или уголь автоматически попадают в топку. Единственный недостаток – такая система требует, чтобы топливо было определенного вида и размера. Также автоматически может выполняться функция вычищения золы.
Автоматика позволяет управлять системой отопления при помощи пульта управления, что сведет ваши посещения котельной к минимуму.

Какие инструменты прикупить для того, чтобы сварка труб отопления прошла как по маслу? Если выбор пал на трубы из нержавеющей стали, то читайте про установку тут.

Защита оборудования

Защитные устройства для паровых котлов на жидком/газообразном топливе прекращают подачу топлива, когда:

понижается или повышается давление газа перед горелками;
понижается или повышается давление жидкого топлива перед горелками, кроме ротационных горелок;
уменьшается разрежение в топке;
понижается давление воздуха перед горелками с принудительной его подачей;
гаснут факелы тех горелок, которые не должны быть погашены при работе котла;
повышается давление в автоматизированных котельных, которые работают без присутствия специалистов;
понижается или повышается уровень воды в барабане;
исчезает напряжение или появляются другие неисправности цепей защиты, если речь идёт о котельной II категории.

Защитные устройства для водогрейных котлов на жидком/газообразном топливе прекращают подачу топлива, когда:

понижается или повышается давление газа перед горелками;
понижается или повышается давление жидкого топлива перед горелками, кроме ротационных горелок;
уменьшается разрежение в топке;
понижается давление воздуха перед горелками с принудительной его подачей;
гаснут факелы тех горелок, которые не должны быть погашены при работе котла;
понижается или повышается давление воды на выходе из устройства;
исчезает напряжение или появляются другие неисправности цепей защиты, если речь идёт о котельной II категории.

Для котлов с максимальной температурой воды 115°С понижение давления воды и уменьшение её уровня не являются поводом для превращения подачи топлива к горелкам.

Защитные устройства для паровых котлов на твёрдом топливе прекращают подачу топлива, когда:

понижается давление за дутьевыми вентиляторами;
уменьшается разрежение в топке;
гаснет факел;
понижается или повышается уровень воды в барабане;
исчезает напряжение или появляются другие неисправности цепей защиты, если речь идёт о котельной II категории.

Защитные устройства для паровых котлов с механизированными слоевыми топками на твёрдом топливе прекращают подачу топлива, когда:

понижается давление под решёткой;
уменьшается разрежение в топке;
понижается или повышается уровень воды в барабане;
исчезает напряжение или появляются другие неисправности цепей защиты, если речь идёт о котельной II категории.

Защитные устройства для водогрейных котлов с механизированными слоевыми и с камерными топками на твёрдом топливе прекращают подачу топлива, когда:

повышается температура воды на выходе из котла;
повышается или понижается давление воды на выходе из котла;
уменьшается разрежение в топке;
снижается расход воды;
понижается давление воздуха за дутьевыми вентиляторами или под решёткой.

Необходимость в дополнительном оборудовании выясняется индивидуально, в зависимости от параметра котла. Например, многие производители конкретно указывают на защитные требования, которые необходимо выполнить для безопасной эксплуатации оборудования.

Подогреватели высокого давления (ПВД) должны автоматически отключаться, если уровень конденсата в корпусе подогревателя поднимается выше разрешённой отметки.

Системы пылеприготовления должны располагать следующими защитными функциями:

при повышении температуры сушильного агента — подача воды в шахту;
при повышении температуры пылегазовой или пылевоздушной смеси за мельницей — прекращение подачи сушильного агента;
при прекращении подачи топлива из-за аварии — включение вибраторов;
при понижении давления в коробе — открытие клапанов присадки воздуха.

Насосы серной кислоты в водоподготовительных установках автоматически отключаются понижении рН воды.

То, на сколько сильно параметры должны нарушиться для срабатывания защиты, определяют производители защитного оборудования. Всё есть в инструкциях.