Автоматика для твердотопливного котла – плюсы и минусы

Твердотопливные котлы продолжают удерживать прочно свои позиции на рынке отопительного оборудования. Современные модели способны выжать максимум тепловой энергии из дров, угля и брикетов, притом с минимальными потерями передать ее теплоносителю. Повысить качество работы, упростить обслуживание и эксплуатацию помогает автоматика для твердотопливных котлов. Весьма эффективный способ контролировать процесс горения и поддержания заданной температуры теплоносителя достигается всего лишь наличием нагнетающего вентилятора и командоконтроллера, управляющего им и циркуляционным насосом.

Как работает

Кажется, весьма сложным проконтролировать процесс горения угля или дров. Во все времена настройка котла была сугубо индивидуальной для каждого котла, выполнялась вручную и требовала немало опыта и сноровки. В качестве хорошего результата достигался максимальный КПД в совокупности экономией топлива. Однако при неверной настройке большая часть тепла попросту вылетала в трубу.

Процесс автоматизации, давно ставший обычным делом для любых других типов котлов, дошел и до твердотопливных котлов. Оказалось, что достаточно использовать весьма ограниченный набор инструментов и датчиков, чтобы обеспечить контролируемый процесс горения, повысить безопасность котлов и в точности поддерживать температуру воды в контуре отопления.

Автоматика для твердотопливных котлов включает в себя:

• нагнетающий вентилятор;
• контроллер;
• циркуляционный насос (опционально);
• регулятор тяги (опционально).

Принцип действия автоматики предельно прост. Достаточно перенять на себя управление поддувом, контролировать объем поступающего воздуха в камеру сгорания, чтобы обеспечить оптимальный режим сгорания топлива и безопасность работы всего котельного оборудования.

Вентилятор устанавливается вместо стандартной заслонки, через которую в камеру сгорания поступает свежий воздух. Контроллер управляет вентилятором и в соответствии с установками способен изменять объем поступающего воздуха:

1. Если необходимо получить максимум тепловой мощности, то вентилятор включается на полные обороты и подает большой объем воздуха насыщенного кислородом. Активное горение топлива сопровождается нарастающим выходом тепловой энергии
2. В рабочем режиме вентилятор переходит на умеренные обороты и поддерживает горение на оптимальном уровне необходимом для получения нужной температуры теплоносителя.
3. В случае перегрева или снижения целевой температуры воды в контуре вентилятор останавливается и без доступа кислорода топливо лишь едва тлеет, выделяя минимальное количество тепла.

Подобный цикл повторяется раз за разом, обеспечивая хоть и ступенчатый, но регулярный контроль горения.

Опорными данными для контроллера являются показания датчика температуры воды в котле. Собственно этого достаточно для обеспечения нормальной работы автоматики. Помимо этого некоторые типы автоматики контролируют температуру исходящих газов, поступающих в дымоход, температуру за пределами дома и внутри помещения. В этом случае обеспечивается дополнительная защита и безопасность, а также появляется возможность расширенной настройки котла с автоматической коррекцией целевой температуры воды в котле, возможностью управления обогревом для поддержания комфортной температуры в доме.

В дополнение к управляемому вентилятору автоматика может управлять циркуляционным насосом, чтобы способствовать постоянному и равномерному распространению тепла по контуру отопления. Увеличивая или снижая скорость обращения воды в контуре, можно влиять на эффективность теплоотдачи от камеры сгорания к теплоносителю, напрямую повышая КПД котла.

В числе дополнительных функций блока автоматики твердотопливного котла могут быть:

• GSM-модуль для удаленного контроля работы котла и возможности дистанционной настройки.
• Планирование работы котла, по расписанию устанавливая нужную температуру в зависимости от времени суток и дня недели.
• Внедрение твердотопливного котла в общую систему управления «Умный дом».

Схема работы автоматики
С автоматикой для твердотопливных котлов уже нет необходимости постоянно и самостоятельно контролировать его работу, корректировать установки заслонок, переживать за то, что топливо будет растрачено впустую или явно неэффективно. Кроме этого получается реальная экономия средств, ведь с точной регулировкой и постоянным контролем горения топлива тратится меньше, используется эффективнее и целенаправленно. Котроллер следит за состоянием воды и управляет процессом горения в течение 24 часов в сутки каждый день на протяжении всего отеплительного сезона.

Стоимость автоматики для твердотопливных котлов, если брать предложения среднего ценового диапазона, сравнима со стоимостью топлива в расчете на половину отопительного сезона или даже треть. Если учитывать, что при использовании контроллера экономится топливо на обогреве, то оборудование окупится буквально за два-три сезона. И все же основное преимущество остается в том, что пользователю не обязательно, как и ранее, каждые полчаса-час проверять работу котла и корректировать ее в надежде получить нужную температуру воды, притом с большой погрешностью.

Автоматика для твердотопливных котлов чаще выпускается производителями, напрямую не занимающимися выпуском котлов. Это фирмы и компании, специализирующиеся в принципе на автоматизации процессов. Потому будет полезным узнать список наиболее распространенных и уже проверенных производителей командо-контроллеров на рынке.

Конструкция и принцип функционирования

Автоматика, управляющая работой газового котла, состоит из многих элементов, условно разделенных на две подгруппы. В первую входят механизмы, обеспечивающие полноценное и безопасное функционирование самого котла. Ко второй относятся устройства, дающие возможность эксплуатировать отопительную систему в максимально удобном и комфортном для пользователя режиме.

Составляющие элементы системы безопасности

За эксплуатационную безопасность агрегата отвечают несколько модулей:

1. Контроллер пламени – состоит из двух основных деталей – электромагнитного клапана и термопары. Своевременно и надежно перекрывает газ и препятствует образованию утечки.
2. Термостат – осуществляет поддержку заданной температуры теплоносителя и предохраняет систему от перегрева. Когда теплоноситель остывает до минимальных температур, модуль запускает котел в работу, а после фиксации пиково-высоких показателей отключает его, полностью избавляя хозяев от необходимости постоянно уделять внимание системе.
3. Датчик, контролирующий тягу, несет ответственность за прекращение подачи газа на горелку в случае изменения базового положения биметаллической пластины, предупреждая таким способом утечку газа.
4. Предохранительный клапан – следит за количеством теплоносителя в контуре.

Помимо всех вышеперечисленных полезных качеств, автоматика имеет ряд дополнительных функций, повышающих комфортность использования оборудования.

Устройство выполняет авторозжиг газовой горелки, осуществляет выбор самого эффективного рабочего режима, способствует рациональному расходу энергоресурса и проводит самостоятельную диагностику, избавляя хозяев от всех этих занятий.

Принцип работы автоматики безопасности

Актуальная нормативная документация говорит, что комплекс безопасности газовых котлов должен быть обязательно оборудован прибором, прекращающим работу всей системы и перекрывающим подачу газа в случае неожиданной поломки или каких-либо еще форс-мажорных обстоятельств.

Атос (Atos)

• Производитель: Польша;
• Питание: 220В/50Гц;
• Мощность подключаемого насоса: до 130Вт;
• Мощность вентилятора: до 130 Вт;
• Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
• Точность измерения температуры: 1оС
• Диапазон установки температуры в помещении: 25-50оС;
• Сигнализация пи выходе за пределы установленного диапазона температур;
• Релейный выход дополнительной сигнализации;
• Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
• Ориентировочная стоимость: 6750 руб.

Автоматика родом из Польши хорошо зарекомендовала себя в сочетании с различными по типу и конструкции котлами отопления мощностью 25-50 кВт. В числе достоинств возможность розжига топлива при любых погодных условиях, повышение КПД котла при поддержании стабильной температуры теплоносителя, согласно установленному значению.

Блок управления компактный, с простым интерфейсом и циферблатом на две цифры для установки всех ключевых параметров.

Цена и отзывы

На стоимость автоматизированной системы влияют технические показатели и функциональные возможности прибора. Так, цена самой простой модели механического типа варьируется в пределах 1,5 тысяч рублей.

Ценовой диапазон более прогрессивных вариантов от 25 000 рублей до 100 000 рублей. Чем дороже модель, тем выше будет эргономичность отопительной системы, а расход ресурсов будет соответственно ниже. Поэтому, целесообразнее отдавать свое предпочтение более дорогим вариантам.

READ Как установить автозвук своими руками

Отзывы:

Николай Викторович. “Блок управления от компании Криптон является одним из лучших приборов на сегодняшний день. Отличается качеством комплектующих, в комплект входит датчик, шнуры для подключения к вентилятору и насосу, хомут, переходники. Надежный прибор от польского производителя.”

Федор. “По рекомендации товарища установил автоматику ATOS, ее рабочие характеристики на высоте.”

Анатолий Юрьевич. “Автоматика Proton удивила наличием дополнительных комплектующих в упаковке (хомут для крепления датчика, подставка под блок, саморезы). Прибор отличается эффективностью, надежностью и удобством в работе. ”

Аир (Air)

• Производитель: Украина;
• Питание: 220В/50Гц;
• Мощность подключаемого насоса: до 450Вт;
• Мощность вентилятора: до 220 Вт;
• Диапазон установки температуры теплоносителя: 40-85оС;
• Точность измерения температуры: 0.1оС
• Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
• Ориентировочная стоимость: 3000-3500 руб.

Компактный блок автоматического управления твердотопливными котлами. Позволяет установку и управление мощным циркуляционным насосом и вентилятором с соответствующим током по нагрузке 2 и 1 ампера, в модификации допускаются токи нагрузки до 5А.

Разновидности твердотопливных котлов

Принцип действия твердотопливных котлов позволяет им быть частью различных современных схем. Речь идет как о самых простых одноконтурных приборах, так и о мощнейших многофункциональных агрегатах с высокой производительностью. Существует несколько способов классификации твердотопливного оборудования.

По материалу изготовления:

1. Из стали. Стоимость на стальные приборы ниже, чем на чугунные. К тому же они более просты в обслуживании: чистка проходит без особых проблем. Из недостатков можно выделить чувствительность моделей к температуре в обратной трубе: она должна быть не менее +60 градусов. Это предусматривает использование специальных клапанов для поддерживания необходимого температурного режима путем подмешивания в обратку горячей воды из подающей трубы.
2. Из чугуна. Отличаются более высокой долговечностью, однако требуют сложный уход. Использование чугунных твердотопливных котлов рекомендуется в случае их непрерывного использования. Приобретение сверхнадежного чугунного агрегата только для аварийных случаев является непрактичным решением. С подобными задачами в состоянии справиться более дешевые стальные модели.

Tech

• Производитель: Польша;
• Питание: 220В/50Гц;
• Мощность подключаемого насоса: до 200Вт;
• Мощность вентилятора: до 200 Вт;
• Диапазон установки температуры теплоносителя: 30-80оС;
• Точность измерения температуры: 1оС;
• Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
• Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
• Ориентировочная стоимость: 6500-7250 руб.

Функциональный блок управления с практичным корпусом, защищенным от перегрева. Удобный интерфейс. Наличие ЖК-дисплея и расширенного набора клавиш управления облегчает настройку автоматики и контроль работы котла.

Зачем нужны регуляторы

Примечание. Худо-бедно котел без всякой автоматики может работать совместно с буферной емкостью – теплоаккумулятором, чей объем правильно рассчитан. Туда пойдет лишнее тепло в том случае, если вы вовремя не прикрыли дверцу и не ограничили поступление воздуха в топку.

Автоматический регулятор тяги дымохода, который можно своими руками установить на любой твердотопливный котел, будет заниматься подачей воздуха вместо вас и гораздо лучше вас. Он вовремя среагирует на повышение температуры воды в котловой рубашке и прикроет подачу воздуха в камеру, если дрова сильно разгорелись. Хотя по инерции температура будет повышаться еще какое-то время, но в целом процесс нагрева приостановится. Помимо обеспечения безопасности, механический регулятор тяги котла помогает решать такие вопросы:

Вы можете возразить, что любые твердотопливные теплогенераторы должны подключаться к системе отопления с использованием предохранительного клапана, настроенного на аварийное давление. При перегреве клапан сработает, сбросит пар и никакого взрыва не произойдет. Так что и регуляторы тяги вроде бы ни к чему. Утверждение верно лишь отчасти, поскольку без автоматики отопитель частенько будет набирать критическую температуру, а клапан после 2—3 срабатываний банально потечет. Да и управлять температурой воды в ручном режиме довольно сложно.

Комфорт Эко

• Производитель: Польша;
• Питание: 220В/50Гц;
• Мощность подключаемого насоса: до 300Вт;
• Мощность вентилятора: до 300 Вт;
• Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
• Точность измерения температуры: 1оС;
• Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
• Ориентировочная стоимость: 7900-8200 руб.

Компактный блок управления с установкой на корпус котла с простым управлением и двухзначным циферблатом. Позволяет настраивать работу котла в зависимости от установленной целевой температуры в отапливаемом помещении. Обеспечивает защиту котла от перегрева и замерзания.

Как подключить и настроить

Монтаж любой автоматики для твердотопливного котла примерно одинаков. Необходимо выполнить ряд простых действий:

1. Разместите блок автоматики в недоступном для перегрева месте. Вовсе не обязательно устанавливать блок автоматики в предельной близости к котлу или на его корпусе. Куда важнее определи его так, чтобы избежать перегрева, даже с учетом возможных внештатных ситуаций. Максимальное удаление задается допустимой протяженностью кабелей для подключения вентилятора, циркуляционного насоса и датчиков, что может составлять от 2-х до 10 метров.
2. Подсоедините на дверце топочной вместо заслонки поддувала или в отдельно подготовленном отверстии вентилятор для подачи воздуха. Для старых моделей котлов придется вручную вырезать и подготовить отверстие для вентилятора. В современных котлах установка выполняется на подготовленное место.
3. Установите датчик температуры теплоносителя. Лучше всего измерять температуру воды непосредственно в теплообменнике котла или внутри основного теплоаккумулирующего бака. Для этого в котлах часто предусматривается специальное посадочное гнездо или отверстие глубиной до 60 мм. Если нет возможности закрепить датчик на теплообменнике то его переносят на выходную трубу котла, по которой течет самый горячий теплоноситель. Чаще производитель советует использовать хомут с термопрокладкой для лучшего контакта.
4. Подключить с помощью силовых и сигнальных проводов все оборудование к контроллеру. Для вентилятора, циркуляционного наоса и датчиков отведены соответствующие пары клемм, закрепленных на корпусе блока автоматики. Их маркировку и положение следует сверить с инструкцией от производителя.
5. Устанавливаются первоначальные настойки: целевая температура теплоносителя. Максимальный и минимальный объем воздуха, подаваемый вентилятором в камеру сгорания. Пределы допустимого изменения температуры воды в котле.

Алгоритм программирования и настройки блока автоматического управления твердоплодных котлов устанавливаются производителем и подробно описываются в инструкции.

Дрова и уголь в ТТ котлах

На сегодняшний день отапливаться углем в России невыгодно, чего не сказать о дровяном отоплении. Дрова во многих регионах России дрова дешевле газа, но с практической точки зрения обладают ощутимыми недостатками:

• дрова нужно правильно заготовить;
• в печном отсеке топливо быстро сгорает, поэтому процесс надо контролировать;
• при полном выгорании дрова приходится периодически подкладывать в котел.

В качестве альтернативы многие выбирают уголь. Это тоже твердое топливо, к тому же более дешевое, чем газ. Если прикупить автоматический твердотопливный котел длительного горения на автоматике, то решаются задачи экономии средств и времени (не надо дежурить у топки). Однако надо учитывать, что не всякий уголь хорош для ТКДГ.