Как работает автоматика для газовых котлов

Механическая или электронная автоматика для газовых котлов, обеспечивает безопасную, экономичную и бесперебойную работу отопительного оборудования.

Современные устройства, работают на основе микропроцессорного контролера, подключаемого к комнатным и погодозависимым термостатам. Простейшая автоматика, использует термопару.

Особенности и принцип работы автоматики котла на газе

Стабильная работа газового котла, зависит от многих факторов: стабильного давления, своевременной подачи и отключения газа, розжига и контроля наличия пламени. Принцип работы автоматики, заключается в обеспечении контроля над всеми данными параметрами и необходим для устойчивой работы бытовых газовых котлов.

Первые регуляторы, имели простую конструкцию и следили за тем, чтобы не произошла утечка газа по причине затухания пламени. В некоторых моделях котлов, запальник отсутствовал, выполнялся ручной розжиг основной горелки на минимальной мощности. Осуществлялась регулировка подачи газа, в трех режимах.

Современная автоматика для газовых котлов отопления, имеет улучшенный функционал и обеспечивает полную безопасность эксплуатации.

Механическая и электронная автоматика

Существует два основных типа автоматики, регулирующей работу котла. По своей конструкции, принято различать механические и электронные регуляторы.

У каждого типа контроллера есть свои особенности, отражающиеся на принципе их работы:

• Механическая автоматика бытовых газовых котлов – принцип работы основан на использовании электрического потенциала термопары. Устройство представляет собой два металлических стержня, из металлов разной плотности, спаянных между собой в нескольких местах. При нагревании, возникает низкопотенциальное напряжение, воздействующее на механический клапан подачи газа и удерживающее его в открытом положении. При остывании, перестает вырабатываться электричество и происходит обратный процесс, приводящий к закрытию газового клапана.
  В конструкции, также используется терморегулятор, устанавливаемый в водяной контур отопления. Внутри прибора, имеется металлический стержень (инваровый). Под воздействием температуры, внутренняя полоска металла удлиняется или укорачивается, открывая или прикрывая клапан, регулирующий подачу газа на горелку.

• Электронная автоматика – имеет сложную конструкцию. Помимо основных задач, включения отключения газовой горелки и регулировки интенсивности нагрева теплоносителя, обеспечивает безопасность работы и другие функции.
  Современные котлы пятого поколения, оснащаются встроенной погодозависимой автоматикой или отдельным программатором, способным в автоматическом режиме контролировать работу в течение недели. Управление осуществляется микропроцессором.
  Принцип работы основан на использовании электромагнитного клапана и является энергозависимым, поэтому, при скачках напряжения в сети или отсутствия электричества, работа газового оборудования становится невозможной.
  

   

Энергозависимая и энергонезависимая автоматика

Принцип работы энергонезависимой автоматики существенно отличается от энергозависимых устройств. Основные отличия заключаются в следующем:

• Энергонезависимая механическая автоматика – работает, используя для регулировки физические законы. Подачу газа, открывает термопара, продуцирующая при нагреве низкопотенциальную электроэнергию, равную 40-60 мВт. Напряжение удерживает шток газового клапана в отрытом положении.
  Регулировка интенсивности нагрева осуществляется посредством термического расширения внутреннего стержня, расположенного в полости термодатчика.
• Энергозависимая электронная автоматика – в данном случае, работой управляет микропроцессорный чип. В конструкции котла и водяном контуре, установлены датчики, считывающие информацию о рабочих параметрах: давлении газа, температуре теплоносителя, интенсивности притока воздуха и характеристиках тяги.
  После обработки полученной информации, микропроцессорный чип дает сигналы на срабатывание газовых клапанов, вентиляторов и другой запорной и регулирующей арматуры.

Единственный недостаток электронного контролера – это зависимость автоматики от энергопотребления. Микропроцессор автоматически приспосабливается к фактическим условиям работы, подбирает оптимальный режим нагрева и обеспечивает безопасность.

Электронная автоматика, подключенная к комнатным термостатам, экономит до 30% газа, по сравнению с котлами, работающими с механическими блоками управления.

Виды и типы автоматики газовых отопительных котлов

Термин «автоматика», обычно употребляют в широком смысле, называя им не только сам блок управления, но и остальную сопутствующую арматуру, обеспечивающую безопасность и работоспособность котла. Главное предназначение устройства, это обеспечение стабильной работы и предотвращение утечки газа, и взрыва.

В основные узлы автоматики входят:

• Система безопасности.
• Газовые клапана.
• Контроллер или блок управления на базе микропроцессора.
• Датчики, контролирующие наличие газа и теплоносителя, и интенсивность нагрева системы отопления.

Функции автоматики меняются, в зависимости от выбранного устройства. Современный регулятор, полностью управляет процессом работы котла. Погодозависимые модели, корректируют интенсивность нагрева с учетом атмосферных условий.

В большинстве современных газовых котлов, установлен блок управления, способный распределять тепловые потоки теплоносителя на несколько водяных систем отопления.

Автоматика безопасности котлов

Автоматика безопасности служит для предотвращения потенциально опасных ситуаций:

• Утечка газа.
• Перегрев теплоносителя.
• Попадание угарного газа в жилое помещение.
• Скопление газовоздушной смеси в помещении, в концентрации, достаточной для взрыва.

Параметры газового котла, контролируемые автоматикой безопасности, следующие:

• Давление газа – чтобы обеспечить бесперебойную работу газового котла, требуется стабильное давление в газопроводе. На подаче, к горелочному устройству, устроен клапан, фиксирующий параметры. При недостаточном давлении, газ перекрывается.
• Система, контролирующая наличие пламени – при затухании огня на горелке, требуется отключить подачу газа. С этим справляется термопара или специальный датчик (в электронной автоматике).
• Наличие тяги в дымоходе – в современных котлах, устанавливают датчик тяги, дающий сигнал на отключение работы котла при недостаточной интенсивности тяговых характеристик.
• Температура теплоносителя.

Тяга, нагрев теплоносителя, затухание пламени и давление газа – это основные контролируемые параметры автоматики безопасности и сигнализации газового котла. При необходимости, функционал микропроцессора может быть увеличен, дополнен системой самодиагностики и т.д. Но, основное назначение первичных приборов автоматики безопасности, остается постоянным, вне зависимости от конфигурации и типа установленного контроллера.

Газовые клапана для котлов

Газовый клапан в котле работает как обычный водопроводный кран с электроприводом. Задача узла – регулировка объема топлива, подающегося на горелку.

Устройство, принцип работы и технические характеристики электромагнитного клапана, следующие:

• Запорные электромагнитные катушки – назначение состоит в моментальном отключении подачи газа, при выходе из строя модуляционного регулятора или затухании пламени на горелке. Две катушки объединены в единый блок и дублируют друг друга.
• Модуляционный клапан – регулирует размер проходного сечения. Работает под воздействием тока. Микропроцессор меняет подающее напряжение, заставляя катушку увеличивать или уменьшать диаметр подающего отверстия.
• Предохранительный клапан – цель узла, отключение подачи газа при повышении или понижения давления газа свыше установленной нормы. Предохранительный клапан на газовом котле срабатывает при давлении, на 5% отклонившегося от верхних и нижних пределов нормы.

Погодозависимая автоматика для котла

Первые попытки сделать блок управления, уменьшающий расход газа, привели к созданию электронных микропроцессоров, подключаемых к комнатным термодатчикам. По сравнению с обычным регулятором, фиксирующим исключительно нагрев теплоносителя, данное решение позволило более точно контролировать температуру в отапливаемом помещении.

Следующим шагом разработок, было создание погодозависимой автоматики. В котлах пятого поколения, установлен микропроцессор, считывающий показания выносных термодатчиков, установленных на улице. Некоторые модели газового оборудования «премиум» класса, способны подключаться к интернету и получать информацию о погодных условиях из сети.

Для проверки наличия теплоносителя

В конструкцию современной автоматики, входит прессостат. Суть устройства сводится к тому, чтобы не допустить работы котла на холостом ходу. Прессостат подключен к циркуляционному оборудованию и считывает показатели давления в водяном контуре. Если давление теплоносителя недостаточно (отключился насос, произошла утечка из системы отопления и т.п.), срабатывает релейная защита.

Если своевременно не отключить работу котла при недостаточном давлении в водяном контуре, произойдет перегрев теплоносителя и взрыв отопительного оборудования. Прессостат обязателен в системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Устанавливается в конструкции всех энергозависимых котлов.

Автоматика давления газа

Повышенное давление газа, подающегося на горелку, приводит к выходу из строя клапанов и регулирующей арматуры, настроенной на определенные рабочие параметры. Недостаточная интенсивность подачи, становится причиной затухания пламени.

Работа автоматики безопасности котла заключается в том, чтобы при недопустимых колебаниях давления газа (средние показатели должны быть в пределах от 1,3 до 3 кПа), отключить работу котла.

По этой причине, первые модели газового оборудования, поступившие из стран ЕС, отказывались работать при подключении к отечественному газопроводу. Автоматика фиксировала параметры, существенно отличающиеся от установленной верхней и нижней границы давления, и отключала горелку.

Перед приобретением автоматики, следует убедиться, что она настроена на отечественные параметры газоснабжения.

Мультиблоки автоматизации

Мультиблочная автоматика – это второе название механического блока управления, устанавливаемого на бытовые отопительные приборы энергонезависимого типа. Модули являются универсальными и подходят для большинства типов котлов. В своей конструкции, автоматика имеет все необходимое для поддержания работы газового котла в работоспособном состоянии.

Преимущество мультиблоков – небольшие затраты, связанные с приобретением и установкой модуля. Недостаток – отсутствие многих функций и систем безопасности, имеющихся в электронных аналогах.

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.

Причины плохого срабатывания автоматики, могут быть самыми разнообразными, от ошибок, допущенных во время монтажа, до неправильно выставленных настроек.

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.

Какая автоматика лучше для газовых котлов

Лидеры в производстве газовой автоматики для бытовых котлов – это, в первую очередь, итальянские компании. Отдельного упоминания, заслуживают регуляторы, производства США и Великобритании.

Судя по отзывам потребителей и ремонтных бригад, занимающихся заменой и настройкой блоков управления, лучшими считаются модули следующих марок:

• Evrosit,
• Skif,
• 710 Minisit,
• Mertik Maxitrol,
• Kaletka,
• Honeywell,
• FEG,
• SID,
• TGV,
• 810 Elettrosit.

В котлах четвертого и пятого поколения, установлена встроенная автоматика, поэтому, выбор контроллера ограничен предпочтениями производителя техники. Микропроцессор не является взаимозаменяемым, можно установить исключительно ту модель, которая использовалась ранее. Мультиблоки являются универсальными и взаимозаменяемыми.

Сколько стоит автоматика котла

Стоимость варьируется от нескольких тысяч рублей, до половины стоимости котла. На цену влияет несколько факторов:

• Страна производитель.
• Тип автоматики.
• Комплектация.

Отечественная автоматика в полной комплектации, включающей горелочное устройство, запальник и мультиблок управления, обойдется приблизительно в 5-6 тыс. руб. За эту сумму, можно приобрести комплект АПОК – 1, Искра, Вакула и т.п.

Итальянская автоматика управления на базе микропроцессора, будет стоить, начиная от 10 тыс. руб. и выше. Стоимость мультиблока, приблизительно на 1-2 тыс. руб. выше, чем у отечественного аналога.