Автоматика для твердотопливного котла

Виды контроллеров для управления котлами

Следует обратить внимание на классификационные особенности не только самих котлов отопления, но и виды контроллеров, так как они используются для разных целей и обладают разными возможностями

Каскадные контроллеры

Контроллер для каскадного управления позволяет контролировать и управлять сразу несколькими котлами и насосами. Для этого тепловые генераторы внутри котельной объединяют в каскад. Мощность такой системы может быть различной и меняется в зависимости от требуемой тепловой нагрузки.

Каскадная система отопления

Контроллер каскадного управления котлами функционируют по специально разработанным алгоритмам с плавным или ступенчатым контролированием мощности по нагрузке всей системы. Для подающей и обратной магистралей каскада к устройствам подсоединяются температурные датчики.

Программа у контроллера управления каскадом котлов выполняется за счет показаний от вышеуказанных конструктивных элементов. Поэтому происходит учет абсолютной температуры, ее снижения и скорости нарастания. Поэтому в разные временные моменты происходит подключение ступеней мощности к каскаду. Ступенями являются котлы.

Контурный вид

Контроллер управления электрокотлом в большинстве случаев относится к контурному типу. Это означает, что выполнение всех функций базируется на показаниях со стороны датчиков наружного воздуха, а также температур и основных магистралей, внутри помещения и внутри бойлера. Поэтому здесь предметами управления являются циркуляционные насосы и клапаны.

В большинстве случаев используются одно- или двухконтурные контроллеры управления электрическим котлом. Приборы отвечают за поддержание ряда значений температуры и ГВС из прилагаемого программного обеспечения, которые соответствуют экономичному и номинальному эксплуатационным режимам.

Переключение между ними происходит за счет создания временных программ, создаваемых пользователем.

Универсальные устройства

Нередко для управления внутри котельных применяют универсальные контроллеры, функционал которых был перечислен выше. Суть заключается в том, что в качестве полноценной системы для «умного дома» требуется достаточно большой объем функций. Число схем для управления часто в данном случае ограничено.

Модульные решения

Чтобы преодолеть ограничения функционала предыдущего вида контроллеров управления котлом отопления используют системы, действие которых основывается на модульных принципах. Базовый блок отвечает за сам котел, и к нему производится подключение других дополнительных модулей, которые расширяют возможности системы.

Контроллер Овен

Например, популярным отечественным решением сегодня для использования модулей каскадного управления одновременно с подключением контуров отопления со смесителем, модулями ГВС внедряют контроллер управления котлом «Овен». Эта марка широко применяется как для узких и простых решений, так и в рамках сложных модульных систем.

Коммуникационный вариант

Но следует понимать, что иногда встречаются ситуации, где требуется наличие решения с отсутствием функциональных ограничений. Тогда понадобятся контроллеры управления котлами, которые объединяются в сеть.

И здесь устройства могут подключаться разного типа и для разных видов котлов. Например, для управления газовым или твердотопливным типом прибора. В целом, такая система позволяет содержать большое количество элементов, которые в зависимости от требований могут расширяться и дополняться еще новыми компонентами.

Принцип работы заключается в наличии шины для обмена данными, которая действует по одному из стандартных протоколов. Есть общепринятые решения, а также разработанные под определенные виды контроллеров управления котлами отопления производителями варианты. Сети на базе таких стандартов дают возможность объединять между собой сразу несколько десятков единиц контроллеров.

Схема работы системы отопления

Общая шина дает возможность применять в работе одни и те же датчики, что объединяет компоненты в одну систему управления. Коммуникационный тип контроллера для котельных установок может передавать данные о текущем состоянии систем, аварийных ситуациях, появлении новых настроек по интернету, GSM и даже обычной телефонной сети.

На основе коммуникационного контроллера строятся системы диспетчеризации локального и удаленного типа.

Почему специалисты Петербурга рекомендуют автоматический контроль?

Автоматические регулирующие устройства изменяют работу котловой горелки, обеспечивая температуру теплоносителя в подающей линии, которая точно соответствует текущим потребностям в теплоснабжении. Регулирование температуры позволяет полностью контролировать работу отопительной системы для достижения максимального комфорта и экономии топлива:

• Тонкий выбор режима экономит энергоносители.
• Снижается нагрузка на отопительную систему, исключается перегрев.
• Автоматика учитывает естественное тепло замкнутой структуры, чтобы сэкономить расход средств на обогрев.

Возможности эксплуатации котлов

Несмотря на разнообразие автоматических режимов, как правило, используется только один из возможных: при котором котёл нагревается до значения, установленного на панели управления и продолжает поддерживать его. Этот режим допустим, но не оптимален. По температуре теплоносителя котёл работает в режиме модуляции, это хорошо. В то же время, устройства котла не имеют данных о ситуации на объекте, который обслуживает отопительный прибор. Отсутствуют данные о температуре в помещении. Есть только один параметр: температура теплоносителя. При достижении заданного значения, мощность котла снижается. Затем грелка отключается, прибор некоторое время простаивает. Как только температура носителя падает на установленное количество градусов, осуществляется повторный старт.

Как подключить и настроить блок

Независимо от модели контроллера, принципы его подключения и настройки практически идентичны.

Необходимо выполнить действия в такой последовательности:

1. Расположить автоматический блок в месте, защищенном от перегрева. Максимальное расстояние зависит от протяженности кабелей для подключения насоса, вентилятора и необходимых датчиков. Оно может составлять от 2 до 10 метров.
2. Установить нагнетательный вентилятор для подачи воздуха в месте заслонки на топочной дверце. Если отсутствуют отверстия для крепления, предварительно просверлить их.
3. Установить температурный датчик при помощи хомута с термо прокладкой, идущего в комплекте с прибором. Для этого в большинстве моделей котлов имеется специальное посадочное отверстие с глубиной 60 мм и диаметром 10 мм. В случае отсутствия — датчик монтируется на металлической выходной трубе.
4. Подсоединить все необходимые разъемы. На корпусе блока закреплены клеммы, предназначенные для циркуляционного насоса, вентилятора и всех датчиков. Их нужно подключить в соответствии с инструкцией, прилагаемой к устройству.
5. Завершающий этап ― установка базовых настроек: температуры, объема воздуха и др.

После настройки система подключается к электроснабжению и выполняется тестовый запуск.

Как использовать автоматику, смотрите в видео.

Основные функции, которые возложены на автоматику

Перед следует внимательно изучить принцип его работы и механизмы управления. Изучение процессов рабочего цикла нагревательного прибора позволит понять, как работают приспособления и механизмы, осуществляющие контроль над системой отопления. Что на сегодняшний день представляет собой автоматика для твердотопливных котлов, и каковы ее основные функции.

На автоматику возлагаются следующие функциональные задачи:

• обеспечение оптимального температурного режима в отопительном контуре;
• выполнение контролирующей функции за работой насоса и трехходового клапана в контуре подмеса;
• обеспечение контроля над работой циркуляционного насоса на основном отопительном контуре;
• контроль температуры нагрева воды в системе ГВС;
• обеспечивают включение/выключение трехходового клапана;
• автоматика котельного оборудования представляет собой комплект оборудования вместе с комнатным термостатом.

На схеме показана обычная обвязка автономной системы отопления с установленной автоматикой.

Автоматизация многих процессов при работе нагревательных приборов на твердом топливе позволяет добиться существенной экономии топливного ресурса и освободить обитателей дома от функции истопника. Сегодня автоматика представляет собой набор сложных и энергоемких устройств, каждое из которых решает определенный круг задач и вопросов.

Автоматический котел – это такой агрегат, который способен работать целиком и полностью в автономном режиме, начиная с закладки топлива, заканчивая регулировкой температуры нагрева.

Твердотопливный котёл — достойная альтернатива

Благодаря последним разработкам в области систем отопления, твердотопливные котлы с автоматикой неплохо конкурируют с газовыми и электрическими.

На рынке есть как российские производители, так и зарубежные. Отечественные бренды:

• Сибирь;
• Виадрус;
• Очаг;
• Зота;
• Прометей;
• Буржуй К;
• Stropuva.

Импортные котлы:

• Grandeg (Латвия);
• Faci (Италия);
• Bosch (Германия).

В России большой популярностью пользуются котлы Стропува, благодаря оригинальным разработкам они работают на угле до семи дней и адаптированы к местным климатическим условиям.

При выборе обратите внимание, что отечественные котлы дешевле, но автоматизация импортных котлов более продвинута, вплоть до интеграции их в системы «умный дом». Однако, первое, на что следует обратить внимание при выборе — мощность котла и тип используемого топлива, а отталкиваясь от этого уже отдавать предпочтение конкретному бренду

Однако, первое, на что следует обратить внимание при выборе — мощность котла и тип используемого топлива, а отталкиваясь от этого уже отдавать предпочтение конкретному бренду

Схема автоматики для твердотопливных котлов: расширяем возможности

Лучше всего человек научился управлять электричеством – именно электрические сигналы и импульсы используются для контроля всего чего нужно, в том числе и другого оборудования, задействованного в работе системы отопления.

1. Циркуляционный насос отопления. Автоматическое управление позволяет обеспечить постоянное и, главное, равномерное распределение тепла по всем помещениям дома.
2. Циркуляционный насос для ГВС. Как минимум это контроль температуры воды, а как максимум это ее подача по расписанию, что, опять-таки, позволяет эффективно распоряжаться полученным теплом.
3. Температура воды в бойлере. Самое главное здесь – это недопущение перегрева и предотвращение последствий этого.

   Автоматика для твердотопливных котлов: схема

И это еще не все – современная автоматика для твердотопливного котла может много разных других вещей. Например, она позволяет выполнять ее программирование, так сказать, дистанционно, посредством GSM модуля. Также имеется возможность программировать работу отопления посуточно, поденно и даже почасово. По большому счету, правильно выбранная автоматика для твердотопливного котла дает даже возможность интегрировать ее в глобальную систему умного дома.

Какие существуют виды автоматики

Возможности современных электронных приборов, входящих в комплект оборудования контроля над работой отопительного прибора достаточно широки, позволяя настроить приборы в соответствии с собственными приоритетами и желаниями. В большинстве случаев в комплект современных сложных нагревательных приборов входят:

• компьютер, обеспечивающий управление отопительным прибором;
• вентилятор или воздушную турбину.

Сегодня можно обычный полуавтоматические твердотопливные агрегаты практически любого вида оснастить автоматическим блоком управления типа Комфорт Эко. Полуавтоматический твердотопливный котел, оборудованный таким комплектом, может уже большую часть процессов выполнять самостоятельно. Датчики, регулируют на температуру нагрева теплоносителя, на состояние тяги. Вся информация поступает на экран. Обычный или агрегат длительного горения с автоматикой становится на порядок удобнее в эксплуатации и безопаснее.

Если с электроникой все более, менее понятно, то с механической частью следует разобраться детальнее. Существует классификация автоматики в плане автономности. В данном случае принято различать:

• автоматику, энергозависимую – работающую от электроэнергии;
• автоматика, энергонезависимая, которая не требует подключения к электросети.

В первом случае работоспособность основных приборов осуществима только тогда, когда приборы подключены к электропитанию. Для повышения безопасности работы таких устройств, автономная система отопления оборудуется ИБП. Первый вариант выглядит предпочтительней, так как автоматика, работающая от сети, обладает большей функциональностью.

Второй случай ориентирован на большую автономность. Такие варианты очень удобны в тех ситуациях, когда часты перебои с энергоснабжением, да и нагревательный прибор настроен, работать самостоятельно без лишней электроники.

Внутренние устройства газового котла

Внутренние устройства котельного оборудования можно разделить на две группы:

1. Обязательные;
2. Дополнительные.

К обязательным конструктивным элементам газового котла относятся:

1. Горелочное устройство;
2. Теплообменник;
3. Наружная обшивка (кожух);
4. Элемент управления температурой теплоносителя;
5. Газовый клапан.

Горелочное устройство состоит из группы труб с перфорацией по диаметру, воздухозаборной решеткой (атмосферные горелки). В закрытые камеры сгорания воздух нагнетается вентилятором. Наддувные горелки оборудованы вентилятором повышенной производительности.

Теплообменный аппарат – трубчатый змеевик с пластинами оребрения. Выполняется из чугуна или стали.

Стальные теплообменники отличаются высокой прочностью, более высокими показателями теплопередачи. Сталь несколько легче чугуна, поэтому все настенные агрегаты имеют теплообменник из этого материала. Сталь более подвержена коррозии, срок службы изделий из нее меньше чугунных аналогов.

Чугунные теплообменные аппараты тяжелее, но меньше подвержены коррозии. Чугун отрицательно реагирует на гидроудары и резкое изменение температуры. При резком вбросе холодной воды (в процессе подпитки системы) горячий теплообменник может лопнуть.

Наружная обшивка выполняется из стали или пластика, под ней иногда оборудуется слой тепловой изоляции.

Элемент управления температурой имеет различные модификации – от механической до дистанционного управления режимом работы.

Газовый клапан осуществляет процесс подачи газа, регулирует величину объема подаваемого на горение топлива. Работа его напрямую зависит от терморегулятора температуры теплоносителя.

К дополнительным элементам относятся:

1. Циркуляционный насос;
2. Расширительный бак (экспанзомат);
3. Вентилятор системы удаления дыма и забора воздуха;
4. Теплообменник ГВС;
5. Трехходовой клапан ГВС;
6. Система управления и автоматики.

Циркуляционные насосы всегда приблизительно соответствуют по производительности тепловой мощности котла. Объем встроенного расширительного бака довольно мал, рекомендуется проводить проверочный расчет его соответствия смонтированной системе отопления.

Вентиляторами оборудуются настенные котлы с закрытой камерой сгорания. Система ГВС входит в состав двухконтурного котла, как настенного, так и напольного типа.

Системы управления отличаются степенью сложности и наполненности функциями. Простейшие системы осуществляют управление температурой, имеют ряд блокировок безопасности (от закипания, наличие протока и так далее).

Более сложные системы обладают возможностями самодиагностики, интегрирования с системами погодозависимой автоматики, программирования режимов работы, дистанционное управление.

Особенности эксплуатации автоматики в газовых котлах отопления

Для безопасного использования и долгого срока эксплуатации необходимо соблюдать ряд правил при использовании газовых отопительных приборов. Прежде чем включать прибор, внимательно изучите инструкцию пользователя, с газом шутки плохи.

Все работы по установке, подключению, настройкам, в том числе прошивке блока управления должны выполнять специалисты, имеющие лицензию на такую деятельность. Обязательны регулярные осмотры прибора мастером, диагностика микропроцессора блока управления, просмотр отчётов модуля памяти устройства.

Осмотр на предмет дефектов или износа отдельных деталей. Полностью менять автоматику приходится крайне редко, все детали можно менять по мере износа. При обнаружении серьёзных поломок следует провести ремонт. В этот период отопительные приборы не должны использоваться.

Автоматика для котла отопления (виды и устройство)

Ручные котлы с автоматикой

Для функционирования ручного котла уголь кладется на уже прогоревший слой. Интенсивность теплоотдачи регулируется открытием/закрытием заслонки вручную.

Данный класс отопительных агрегатов имеет свои плюсы: такие котлы легко производить и достаточно просто эксплуатировать, они сравнительно недороги и могут потреблять как разные виды угля, так и дрова.

К минусам следует отнести низкую теплоотдачу при высоких топливных затратах, необходимость часто добавлять дрова/уголь. На самом простом уровне такой вид котлов можно усовершенствовать за счет появления термостата, который контролирует степень поднятия заслонки при изменении температуры. Более сложные модели оснащены вентилятором и термометром, которые управляются простым регулятором.

Ручной котел с автоматикой

Котлы с автоматической подачей твердого топлива

Этот вид автоматизированных котлов представлен шнековыми агрегатами, механизм которых состоит из местонахождения топлива – бункера (ямы или просто помещения, где хранятся пеллеты или уголь-горошек), шнека (шнекового транспортера), подающего горючее в горелку, теплообменника и топки. Этот тип котлов представлен огромным количеством разноплановых моделей.

Как качественно и быстро сделать отопление теплицы своими руками в своем доме? Лучший и надежный котел газовый двухконтурный турбированный, подбираем здесь.

Существенным недостатком этого вида изделий является невозможность работы таких агрегатов на основе сжигания антрацита и необходимость использования длиннопламенного угля. С другой стороны плюс шнековых котлов в том, что пеллета (гранулы из древесной стружки и отходов) может выступать как альтернатива углю. На сегодняшний день именно отходы древесины называют одним из самых экономичных, энергосберегающих и экологичных видов топлива.

Существуют котлы с пневматической системой подачи топлива, которая основана на компрессоре подачи воздуха в пневмопроводах, по типу напоминающая пылесос. Интересно, что такая конструкция способна передавать топливо на расстояния до 1000 см и до 250 см в высоту.

Котел с автоматической подачей твердого топлива

Твердотопливные котлы длительного горения

Котлы этого типа имеют большое преимущество благодаря увеличенному объему топки. Особенностью таких устройств является установка в камере сгорания жаростойких деталей, которые улучшают качество сгорания твердого топлива. Условно этот тип отопительных устройств подразделяется на три подвида:

• классические котлы с увеличенным объемом топки;
• пиролизные котлы верхнего горения;
• котлы нижнего горения.

В среднем на одной загрузке такого рода агрегаты могут проработать до 26 часов. Ведущие производители твердотопливных котлов разработали модели, которые могут функционировать до 5 суток без дополнительной подачи топлива, а КПД такого рода агрегатов доходит до 90%. В пиролизных котлах горит древесный газ, выделение которого является результатом воздействия высоких температур. Он продувается через форсунки и горит бесцветным пламенем.

К преимуществам пиролизных котлов относят малое количество золы, образовавшейся в результате горение, и высокий КПД. К недостаткам – высокую цену и необходимость использования только очень хорошо просушенных дров.

Твердотопливный котел длительного горения

Автоматика для котлов, работающих на антраците

Данный тип агрегатов мало распространен, так как антрацит встречается в основном на территориях России, Украины, Китая. Принцип работы этого оборудования основан на получение тепла при переработке этого вида угля.

К преимуществам таких котлов можно отнести сравнительную дешевизну топлива и широкое его распространение в нашей стране.

Автоматизированный котел, работающий на антраците

Назначение вентилятора для котла

Современная система теплоснабжения предполагает установку блока автоматики для регулирования тепловых процессов котла. Она построена на изменении подачи воздуха, который подается в зону горения дутьевым вентилятором и считается более прогрессивной, по сравнению с гравитационными системами.

Полнота сгорания топлива, продуктивность функционирования твердотопливного агрегата в значительной мере зависит от объема подаваемого воздуха и размера тяги в топочной камере.

Блок автоматики оборудован контроллером, который по установленному алгоритму выполняет регулировку работы нагнетателя, подающего разный объем воздуха, тем самым поддерживает процесс горения и, соответственно, выработку определенного количества тепловой энергии.

Применение вентилятора в системе управления котла позволяет:

• соблюдать нужную температуру греющего теплоносителя в отопительной системе;
• повышает время выхода агрегата на рабочий режим;
• оптимизирует процессы сжигания твердого топлива;
• повышает КПД установки, работающего на твердом топливе;
• облегчает процесс обслуживания системы теплоснабжения;
• снижает удельные расходы топлива на выработку 1 Гкал тепловой энергии.

В чем отличия механической автоматики от электронной?

Механическая автоматика для твердотопливных котлов намного проще и дешевле электронной. Ее функционал ограничивается возможностью открытия и закрытия воздуховода в камеру сгорания. От этого будет зависеть скорость прогорания топлива и жар в топке. Конструктивно изделие представляет собой латунную гильзу с пластмассовой рукоятью и цепочкой, которая управляет ее перемещением.

Движение гильзы будет регулироваться значением температуры воды в системе. Это делает автоматику полностью независимой от электроснабжения, так что по уровню надежности она опережает компьютеризированную модель. Этот вид автоматики можно без проблем установить самостоятельно, так как для это нужно сделать в буквальном смысле два действия.

Цена автоматики для твердотопливного котла зависит от его технических возможностей. Самые простые модели механического типа обойдутся в 1500 рублей. А наиболее «умные» автоматизированные системы управления в сумме перевалят за 20 тысяч рублей. Но целесообразность покупки неоспорима, так как кроме повышения эргономического уровня котла автоматика также позволяет экономить приличную сумму денег за счет более эффективного потребления ресурсов.

Но на сегодняшний день котлы начали выпускаться более модернизованными. Теперь человеку не придется постоянно вертеться возле котла, чтобы закинуть пару дров или вынести золу, не придется также проверять температуру. Все это котел делает сам, независимо от человека, так как теперь они имеют автоматику. Это значит, что человеку остается только настроить автоматику по желанию, а дальше он может не вмешиваться в работу котла. Автоматика для твердотопливных котлов включает в себя компьютер для управления, а также вентиляторную турбину, что позволяет повысить КПД.

Автоматику для твердотопливных агрегатов можно классифицировать по автономности.

Здесь различают два вида:

1. Автоматика, не требующая электроэнергии.
2. Автоматика, работающая на электроэнергии. Этот тип все свои функции выполняет только в том случае, если он подключен к источнику питания. Конечно, он также оснащен и запасным резервом, если вдруг прервут подачу электроэнергии. Так что, если даже подачу электричества прервали, то котел будет работать еще некоторое время.

Подключение термостата

При подключении к котлу обычного термостата (как элемента автоматики), увеличивается комфортность эксплуатации и сокращается расход газа. Это происходит за счёт того, что котлом управляет датчик, установленный в самом термостате и выключающий горелку, когда в помещении достигается заданная температура воздуха.

С учётом того, что объем воздуха в помещении в несколько раз(а то и в десятки раз) превышает объём теплоносителя, скорость его охлаждения в несколько раз ниже, чем скорость падения температуры в котле.

Однако в этом режиме работы невозможно корректировать температуру теплоносителя за счёт самого термостата. Поэтому на котле чаще всего выставляется значение на расчётный максимум. Это делается для того, чтобы котёл как можно быстрее достиг заданной температуры. Однако этот метод имеет одну отрицательную сторону. Температура носителя то вырастает до максимальной, то падает практически до комнатной во время простоя. В период межсезонья это может приводить к некомфортным ощущениям. Радиатор то холодный, то горячий — это не очень удобно.

Рекомендации по установке

Простой автоматизированный узел отслеживания и управления системы отопления типа КСИТАЛ можно поставить своими руками, если хорошо вникнуть в инструкцию по эксплуатации. Крепление прибора и монтаж датчиков не представляют особой сложности, как и их подключение. Поставляемые в комплекте кабели имеют достаточную длину, чтобы разнести датчики по всему дому. Но есть нюансы, которые обязательно нужно учесть при организации управления отоплением.

Первый – наличие хорошего GSM покрытия в месте проживания. Бывает, что в одном месте есть покрытие нескольких операторов сотовой связи, но ни одно из них не работает стабильно. На этот случай КСИТАЛ снабжен двумя слотами для SIM – карт, чтобы дублировать сообщения. Второй нюанс – перед постановкой SIM – карты в гнездо надо связаться с оператором и отключить рассылку любого рекламного контента в виде СМС. Подобные сообщения, приходящие на номер прибора, могут вызвать сбои в его работе.

Такие же рекомендации можно дать и относительно аппаратов, взаимодействующих с хозяином через интернет. Кабель, подключаемый к LAN – входу, не должен идти от роутера или модема, питающегося от сети 220 В. Иначе при отключении электричества пропадет и канал связи. Сами же приборы должны всегда иметь собственный аккумулятор, могущий обеспечить их работу не менее, чем на 3 суток. Подробные рекомендации по монтажу КСИТАЛА можно получить, просмотрев видео: