Автоматическое регулирование мощности отопительного котла
11.03.2019
Даже использование такого сравнительно дешевого энергоносителя, как магистральный газ, может привести к чрезмерным затратам на отопление и/или горячее водоснабжения, если его потребление будет неэффективным. Тепловой генератор (в данном случае газовый котел) должен адаптировать свою производительность к изменяющимся внешним условиям. Для этого в нем может быть предусмотрена система автоматического регулирования мощности.
- Одноступенчатые. Простейшие системы, в которых используются газовые горелки, способные работать лишь в режиме полной мощности. Принцип регулирования основан на измерении температуры теплоносителя. Пользователь задает два значения – максимальное, при котором горелка отключается, и минимальное, когда она опять включается. Единственное преимущество подобных систем – их дешевизна, а главные недостатки – высокая инерционность, низкая эффективность и чрезмерная нагрузка на оборудование (частые включения и выключения).
- Двухступенчатые. Здесь в дополнении к режиму максимальной мощности вводится промежуточная ступень (чаще всего 40%) которая позволяет частично устранить указанные выше недостатки. При достижении температуры теплоносителя (или другого отслеживаемого параметра) заданного пользователем значения горелка не отключается, а лишь переходит на более экономный режим потребления газа. Это позволяет не только снизить затраты на отопление и ГСВ, но и продлить срок службы оборудования.
- Модулируемые. Это самые технологичные системы, работающие в широком диапазоне мощностей (обычно от 10 до 100%). Такая автоматика способна очень точно поддерживать заданный температурный режим (±2°С), гибко варьируя мощность газовой горелки. В результате показатели экономии энергоносителя могут достигать 30% и более. Несмотря на высокую стоимость подобных систем, они достаточно быстро окупаются из-за снижения затрат на отопление и ГСВ, а также значительного повышения ресурса техники.
Основные компоненты систем автоматического регулирования
- Термостат. Непрерывно отслеживает текущие значения температуры теплоносителя и передает их на контроллер для обработки и изменения режима горения.
- Реле давления газа. Устройство мембранного типа, предназначенное для контроля критических значений давления газа (минимального и максимального). В случае их достижения реле срабатывает, и регулирующий клапан корректирует давление.
- Реле давления теплоносителя. Еще один прибор, служащий для предотвращения критических режимов работы котла – слишком высокого или наоборот, чрезмерно низкого давления теплоносителя в контуре. При срабатывании реле котел отключается.
- Датчик заполнения. Сенсор безопасности, контролирующий наличие теплоносителя в котле. При его отсутствии система просто не включится.
- Контроллер горения. Наконец, ключевой прибор, управляющий работой горелки. Исходя из полученных с датчиков данных, он выдает управляющий сигнал на изменение положения воздушной заслонки и топливного клапана для обеспечения требуемой мощности.
Способы конструктивной реализации
- Энергонезависимые системы. Их принцип работы основан на аналоговых физических процессах. В частности, расширение материала при нагреве позволяет физически воздействовать на механический рычаг, перекрывающий подачу газа.
- Энергозависимые проводные системы. Более сложная реализация, при которой передача сигналов между датчиками, контроллерами и исполнительными устройствами осуществляется в виде электрических импульсов. Это обеспечивает возможность тонкого программирования.
- Энергозависимые беспроводные системы. Усовершенствованный вариант предыдущего решения, при котором провода заменяются беспроводными приемниками и передатчиками (в том числе, GSM). Это упрощает монтаж системы и предоставляет возможность удаленного управления.
- Двухступенчатые. Здесь в дополнении к режиму максимальной мощности вводится промежуточная ступень (чаще всего 40%) которая позволяет частично устранить указанные выше недостатки. При достижении температуры теплоносителя (или другого отслеживаемого параметра) заданного пользователем значения горелка не отключается, а лишь переходит на более экономный режим потребления газа. Это позволяет не только снизить затраты на отопление и ГСВ, но и продлить срок службы оборудования.
- Модулируемые. Это самые технологичные системы, работающие в широком диапазоне мощностей (обычно от 10 до 100%). Такая автоматика способна очень точно поддерживать заданный температурный режим (±2°С), гибко варьируя мощность газовой горелки. В результате показатели экономии энергоносителя могут достигать 30% и более. Несмотря на высокую стоимость подобных систем, они достаточно быстро окупаются из-за снижения затрат на отопление и ГСВ, а также значительного повышения ресурса техники.
Основные компоненты систем автоматического регулирования
- Термостат. Непрерывно отслеживает текущие значения температуры теплоносителя и передает их на контроллер для обработки и изменения режима горения.
- Реле давления газа. Устройство мембранного типа, предназначенное для контроля критических значений давления газа (минимального и максимального). В случае их достижения реле срабатывает, и регулирующий клапан корректирует давление.
- Реле давления теплоносителя. Еще один прибор, служащий для предотвращения критических режимов работы котла – слишком высокого или наоборот, чрезмерно низкого давления теплоносителя в контуре. При срабатывании реле котел отключается.
- Датчик заполнения. Сенсор безопасности, контролирующий наличие теплоносителя в котле. При его отсутствии система просто не включится.
- Контроллер горения. Наконец, ключевой прибор, управляющий работой горелки. Исходя из полученных с датчиков данных, он выдает управляющий сигнал на изменение положения воздушной заслонки и топливного клапана для обеспечения требуемой мощности.
Способы конструктивной реализации
- Энергонезависимые системы. Их принцип работы основан на аналоговых физических процессах. В частности, расширение материала при нагреве позволяет физически воздействовать на механический рычаг, перекрывающий подачу газа.
- Энергозависимые проводные системы. Более сложная реализация, при которой передача сигналов между датчиками, контроллерами и исполнительными устройствами осуществляется в виде электрических импульсов. Это обеспечивает возможность тонкого программирования.
- Энергозависимые беспроводные системы. Усовершенствованный вариант предыдущего решения, при котором провода заменяются беспроводными приемниками и передатчиками (в том числе, GSM). Это упрощает монтаж системы и предоставляет возможность удаленного управления.