Устройство автоматики газового котла

Принцип работы и система управления газовым котлом

Базовый принцип функционирования газовых котлов основан на том, что при подаче к котлу газа включают электронный розжиг или пьезорозжиг. От искры возжигается запальник, который горит постоянно. Подача газа к горелке в отсутствие горящего запальника не допускается — подобная ситуация опасна взрывом. От запальника поджигается основная горелка, которая прогревает в котле теплоноситель  до заданных параметров. После этого автоматическая система отключает горелку. С понижением в котле температуры термодатчик (термопара) дает сигнал клапану на подачу газа. И горелка зажигается вновь.

Содержание

• Арматура
• Клапаны
• Реле минимального давления (газ)
• Реле максимального давления (газ)
• Термостат
• Контроллер
• Автоматика безопасности
• Датчик наличия теплоносителя
• Реле приоритета бойлера
• Газовая котельная в частном доме: ВИДЕО
• Ремонт

Котлы современного производства оснащаются все, как правило, системами автоматического регулирования. Автоматика газовых котлов бывает самой разной степени сложности. Системы эти предназначены для того, чтобы обеспечить работу оборудования (котла) без участия и постоянного наблюдения людей. Автоматические системы для котлов выполняют различные функции, среди которых:

• безопасность;
• автоматическое включение-выключение;
• управление по разным критериям: время, погода и другие.

Согласно этому все элементы автоматики котла можно распределить на несколько групп, в соответствии с его типом, устройством и функциональным назначением.

Арматура 

Газовая арматура — исполнительное устройство, из тех, что отрабатывают команды схемы по управлению котлом. Изменения регуляторов газовой арматуры запускают процессы пуска-остановки котлового оборудования, а также регулировки его мощности. Главное предназначение газовой арматуры —  обеспечить безопасную работу котла.

Клапаны 

Котлы, имеющие встроенные газовые горелки, оснащены газовыми клапанами с основной функцией — открывать и прекращать подачу газа на горелку. К таким котлам относятся, в первую очередь, настенные газовые котлы. Также к ним можно отнести напольные котлы, оснащенные  газовыми горелками атмосферного типа.

Реле минимального давления (газ) 

Газовые горелки предназначены для использования при номинальном давлении газа — они на это рассчитаны.  Именно при таких показателях будет обеспечена  декларированная полезная мощность котла. Со снижением давления газа наблюдается и падение мощности. Котлы, снабженные атмосферными газовыми горелками, чувствительны к снижению давления газа — могут прогореть трубы. Падающее  давление газа ведет к «оседанию» пламени так, что в зоне самого факела оказывается металлическая часть горелки. И это может привести к поломках.

С целью защиты котла и горелки применяют реле минимального газового давления. Реле выключает котел при падении давления ниже значения установки. Предельное значение можно поменять при  наладке котла. Реле давления газа конструктивно представляет собою некую  мембрану, которая воздействует  на группу контактов. Когда давление снижается, мембрана под воздействием пружины перемещается и происходит  переключение электроконтактов. Переключение контактов разрывает электрическую цепь, которая как раз и управляет работой котла. Останавливается подача питания на газовый клапан —  и котел прекращает работу. Когда давление газа восстанавливается, мембрана вернется в исходную позицию, контакты вновь переключатся —  и котел снова готов к запуску. Только вот прочие процессы в дальнейшем определяются логикой реально управляющей автоматики,  и они могут разниться. Реле минимального давления монтируются на вводе газа в котел непосредственно перед мультиблоком. Либо перед передним газовым клапаном.

Реле максимального давления (газ) 

Релейные приборы максимального давления газа призваны защищать котлы от возможного перегрева либо от опасности разрушения ввиду неконтролируемого возрастания давления на горелке. Это способно привести к увеличению размеров собственно факела и в итоге к прогару камеры сгорания, которая к этому не предназначена. К тому же, газовые клапаны при повышающемся давлении газа могут и не закрыться. Взлет давления может быть спровоцирован и поломкой газовой арматуры на подводящей магистрали.

Реле  последовательно включают в электрическую цепь с реле минимального давления. Это делается таким образом, чтобы срабатывание любого из них так или иначе выключало котел. Конструктивноподобное реле выполнено аналогично первому.

Термостат 

Термостаты для котлов отопления, пожалуй, одни из сравнительно несложных электромеханических устройств, используемых в цепях управления данным оборудованием. Их главное назначение — поддержание заданных параметров температуры теплоносителя в котле. Возможно также пороговые ограничения этой температуры по максимуму и минимуму. Термостаты, таким образом, можно относить и к регулирующим устройствам автоматики котельного оборудования, так и к приборам безопасности.

Контроллер 

Контроллеры — это специальные электронные устройства, которые призваны реализовать довольно  сложный алгоритм управления установкой отопления при меняющихся условиях внешней среды. По своим функциям и возможностям контроллеры различны. Но во всех установлены специальные датчики температуры и давления.  Контроллеры хорошо классифицированы. Их различают по алгоритмам управления, по объектам управления, по непосредственной интеграции с котлом, по коммуникативным возможностям и т.д.

Полезное видео

(описание)
В котельной размещены два котла (модели Vitoligno-100 и Vaillant). Контроллер отопления марки Kromschroder E8.0634. При затапливании котла Vitoligno-100 прекращается синхронно работа второго котла (Vaillant). Приводом закрывается труба отопления газового котла, присоединяя трубу твердотопливного аппарата. Твердотопливный котел функционирует на аккумулирующую емкость, из коей в систему отопления поступает горячая вода. При завершении работы котла заканчивается и работа емкости, температура снижается менее 30 град Вновь включается газовый котел, отопительная система получает тепло от него непосредственно. Вода в бойлере греется от аккумуляционной емкости, если температура в ей выше 50 град., В случае более низких показателей температуры, горячую воду обеспечивает газовый котел. Вся система работает в автоматическом режиме. Два отопительных контура: один радиаторного типа, другой — типа отопления теплым полом. Установлена пара смесительных узлов.

Автоматика безопасности 

Реле минимального и максимального давления теплоносителя

Важным элементом в системе безопасности котла считается такой фактор, как защита от аварийного снижения в системе давления. Падение может произойти ввиду разных причин, в том числе утечки, поломки расширительного бака или выхода из строя предохранительных  клапанов. Низкое давление теплоносителя может вызвать его закипание в системе, а также завоздушивание ее, может привести к  прекращению циркуляции через котел и вследствие этого к  перегреву.

Защита от таких падений может быть обеспечена установкой на трубопровод рядом с котлом специального реле (минимального давления). Оно представляет собою мембрану, на которую давит теплоноситель. Мембрана связана с целой системой электрических контактов. С падением в системе давления  ниже настроенных значений контакты переключаются. В качестве точки настройки выбирают минимально- допустимые  значения давления теплоносителя, при котором система будет работоспособна. Реле включается в электричеством в общую цепь управления горелкой.  При падающем давлении работа горелки остановится.

Не менее опасно чрезмерный рост давления. Для аварийной остановки котла при повышении давления выше рабочих значений используется реле максимального давления. Оно схоже с минимальным реле, но только имеет обратную цель — переключает контакты с превышением точки установки. Реле также включено  в электрическую цепь горелки.

Оба вида реле бывают и с автоматическим перезапуском и с ручным.

В первом случае, когда параметры нормализуются, электроконтакты возвращаются к первоначальному состояниюи котел возобновляет автоматически свою работу.

Во втором случае для запуска реле понадобится вмешательство оператора. Обычно в данном типе реле имеются два контакта. Один присоединен к горелке, второй соединяется с сигнальным  устройством (лампой, зуммером). При срабатывании реле включится тревожная кнопка.

Датчик наличия теплоносителя 

Иные котлы могут даже при кратковременной работе в отсутствие теплоносителя выйти из строя. Для предотвращения подобных ситуаций предназначен датчик наличия (или отсутствия) теплоносителя. Особенно это важно для электрокотлов с ТЭНами. Датчик устанавливается либо рядом с котлом либо внутри.  Он включается в цепь управления прибора и замыкает контакты лишь при заполнении  блока теплоносителем. Самые  распространенные устройства — герконы и датчики кондуктометрические.

У первых магнитный сердечник встраивается непосредственно в поплавок, который, всплывая, замыкает контакты лишь в случае наличия жидкости.

Второй тип датчиков — это специальные электроды, размещаемые в гидравлическом контуре. При заполнении теплоносителем котла между электродами иногда протекает ток. Замкнутая цепь — это знак о штатной ситуации теплоносителя и сигнал о работе котла.

Реле приоритета бойлера 

Котлы  бытового назначения в большинстве своем имеют такую возможность, как подключение к электрической схеме цели, управляющей емкостным водонагревателем. Это предполагает, в числе прочего, присоединение питания насосов циркуляции  и их коммутацию. Для правильного выполнения алгоритмов работы насосов отопительной системы и бойлера (который нацелен на приоритет нагрева воды), используется специальное реле приоритета бойлера. Это прибор, коммутирующий силовую цепь насосов по командам  цепи управления котла. Реле представляет собой конструктивно пару-тройку групп контактов, управляемых катушкой. Реле применяется вместе с цоколем, который вмонтирован в котле. К цоколю прицепляется вся нагрузка. При установке реле цоколь обеспечивается приоритет системы ГВС.  Без такого реле обе тепловые нагрузки функционируют независимо.

Газовая котельная в частном доме: ВИДЕО

Ремонт 

Самостоятельный ремонт повредившейся автоматики котла — дело не только малоприятное, но чаще всего и практически безнадежное, поскольку паспорта котлов пишутся всё-таки не для этих целей.  А без точного знания схемы и всех тонкостей устройства автоматической системы простому человеку (не электронщику) лучше даже не начинать. Конечно, я не открою Америку, если скажу, что лучшим решением будет изначально брать котел с надежной автоматикой  от уважаемого производителя, так вы меньше рискуете нарваться на неприятности.