Автоматика для твердотопливного котла, блок управления

Применение автоматического управления делает работу устройств эффективнее. Твердотопливные котлы таким образом лучше используют энергию от сжигания топлива, снижают требования к качеству и интенсивности обслуживания, становятся более автономными. Разобравшись в основных принципах работы управляющих устройств, владелец сможет правильно выбрать нужную аппаратуру и обеспечить её эффективное применение.

Твердотопливный котёл в доме Источник tproekt.com

Видео описание

Об автоматике, которая регулирует подачу воздуха в твёрдотопливные котлы
Автоматика для твердотопливного котла позволяет обеспечивать для топлива оптимальные параметры горения. Это достигается посредством управления такими устройствами, как циркуляционный насос, вентилятор и некоторыми другими. Данные о горении собираются с помощью специальных датчиков и передаются в электронный контроллер. После обработки поступившей информации он вносит соответствующие изменения в режим работы твердотопливного котла.

Вентилятор поддува для котла Источник tproekt.com

Горение происходит на протяжении длительного периода времени. При этом постепенно выгорает топливо, меняется режим функционирования. Если не предпринимать никаких действий, эффективность работы котла будет снижаться. Чтобы это делать в ручном режиме, мастеру необходимы соответствующие знания и опыт. Автоматическая система осуществляет нужную корректировку с минимальным участием человека. При этом улучшается не только эффективность, но и безопасность его функционирования.

Регулируемая дверца зольника Источник tproekt.com

Изготовление своими руками

Термостат, как автоматический прибор для регулирования работы отопительной системы, можно приобрести в торговой сети электротоваров. Сзади у этого прибора имеется теплоснимающая пластина, ее нужно будет прижать к оголенной части агрегата.
Внутри у термостата расположены три контакта: общий, нормально открытый и нормально закрытый. При вращении регулирующей ручки, можно менять положения контактов.

Так нужно установить рукоять на минимальную отметку и произвести подключение на разомкнувшиеся контакты:

К общему присоединяем фазу.
К разомкнутому подключаем один провод от турбины.
Ко второму проводу от турбины подсоединяем прямой ноль.

Автоматизированная система управления, по праву, считается не только удобным, но и эффективным прибором. С его помощью можно существенно упростить процесс эксплуатации отопительной системы.

Достоинства и недостатки

Автоматика для твердотопливных котлов отопления имеет следующие плюсы:

В различные моменты времени нужная степень нагрева может отличаться. Обычно в ручном режиме корректировка интенсивности горения осуществляется с помощью изменения положения заслонки. Этот процесс сложный и часто не даёт возможности для точного регулирования работы. Автоматическая система управления может не только обеспечить нужный тепловой режим в определённый момент, но и его выполнение на протяжении заданного периода времени.
КПД горения возрастает в среднем на 15%-25%.
Если владелец дома планирует на несколько дней уехать, он должен остановить работу котла. После возвращения его нужно будет разжигать снова. Применяя автоматику, достаточно на этот период установить минимальные параметры, а затем вновь использовать котёл в активном режиме.
Важную часть в искусстве пользования котлом играет умение правильно разжечь дрова или другое топливо. Автоматическая система может выполнить эту операцию самостоятельно.
Если используется влажное топливо, система подбирает для него оптимальный режим горения.
При использовании автоматики для твердотопливных котлов происходит более экономный расход топлива.
Регулировка теплового режима исключает возможность закипания котла.
Одной из важнейших задач устройства является поддержание безопасности на достаточно высоком уровне. Для этого предусмотрена встроенная система диагностики. Она может автоматически находить различные виды неисправностей. При их наличии принимаются специальные меры для отключения определённых узлов или для исправления проблем.
Для функционирования рассматриваемой системы необходима подача электроэнергии. Если происходит её прекращение, в системе предусмотрено аварийное питание, действующее на протяжении определённого отрезка времени.
При желании пользователя автоматическое управление можно сочетать с ручным. Владелец, хорошо разбираясь в работе устройства, может, например,
В некоторых моделях котлов предусмотрен дополнительный бак, где находится топливо, которое можно будет добавить. Электронный контроллер обеспечит автоматическое выполнение этой операции.
При необходимости очистка зольника может происходить без участия человека.
Могут быть предусмотрены различные реализации системы управления. Иногда для этого достаточно использовать переключатели или нажимать кнопки непосредственно на устройстве. В других случаях управление может осуществляться с помощью дистанционного пульта.

При использовании рассматриваемых систем можно отметить такие недостатки:

Для функционирования необходима электроэнергия. При аварийном отключении в течение некоторого времени она может продолжать свою работу, но этого достаточно только на принятие неотложных мер в такой ситуации.
Такие системы более дорогие по сравнению с обычными. Потратив больше средств, владелец получит много полезных возможностей, но не всегда он может позволить себе эту покупку.
Работа вентилятора может создавать дополнительный шум, однако в большинстве случаев он достаточно тихий.

Использование автоматической системы управления твердотопливным котлом делает жизнь владельца намного более комфортной.

Схема работы котла с автоматическим пополнением топлива Источник tproekt.com

Содержание

И все же большинство населения отпугивает обслуживание твердотопливных котлов, которое нужно производить каждые 3?4 часа. Из-за того, что топливо быстро сгорает, необходимо регулярно подкидывать уголь или дрова в топку. Чистка зольника – тоже процесс трудоемкий и не самый приятный. А регуляция температуры составляет целую проблему: для этого владелец должен поправлять положение заслонки, с помощью которой контролируется поступление воздушных масс в топку.

Теперь же, благодаря автоматике, все эти процессы можно выполнять реже или дистанционно, при этом экономя средства на электричестве и газе.

Порядок монтажа

Покупка твёрдотопливного котла, оснащённого всем необходимым доступна. Но обычно её требуется устанавливать. Это можно сделать самостоятельно. Чтобы выполнить эту процедуру, необходимо предпринять следующие шаги:

Сначала устанавливают вентилятор. Его можно поставить там, где имеется дверца зольника или предназначенная для подачи воздуха. В некоторых моделях твердотопливных котлов уже предусмотрено место для монтажа вентилятора. Если это не так, то потребуется самостоятельно просверлить отверстия для соответствующих болтов. При этом вентилятор необходимо установить на специальную термоустойчивую прокладку.
Далее нужно выполнить непосредственное подключение автоматики к котлу. Обычно место установки контроллера предусматривается в верхней части корпуса котла. Важно при этом убедиться, что место закрепления электронной платы перегреваться не будет. В противном случае повышение температуры может стать причиной неисправности системы.
Устанавливаются необходимые датчики. Для контроля теплоносителя могут использоваться погружные. Для них предусматриваются специальные гильзы.
Все элементы необходимо установить в соответствии со схемой подключения. Она обычно входит в состав документации, которая предоставляется при покупке системы управления.

После того, как подключение завершено, необходимо провести настройку оборудования.

Принцип работы твердотопливного котла Источник househill.ru

Что лучше – дымосос или нагнетатель?

Когда тяговая турбина интегрирована в теплогенератор производителем, подобных вопросов не возникает. Другое дело – добавление вытяжного вентилятора к обычному котлу прямого горения. Надо понимать, что в данном случае дымосос решает только 1 задачу – создание разрежения в топке и усиление тяги. Здесь кроется ряд негативных моментов:

Без электронного блока управления производительность придется регулировать вручную. Автоматическое поддержание температуры теплоносителя исключено.
При подаче воздуха через открытую дверцу зольной камеры вентилятор заставит котел работать на максимуме. Настроить режим длительного сжигания будет непросто.
В случае аварийной остановки крыльчатки горение топлива не прекратится, поскольку газы свободно проходят через улитку или корпус дымососа. В топку проникает воздух, вероятность перегрева повышается.
Рабочее колесо и внутренние поверхности агрегата покрываются сажей, которую необходимо удалять. Скорость залипания зависит от влажности и смолистости древесины.

Дутьевые машины всегда работают совместно с контроллером, поэтому перечисленные выше проблемы отсутствуют:

нагнетатель меняет производительность и выключается по команде блока управления, теплоноситель греется до заданной температуры;
в процессе горения дверца зольника герметично закрыта, воздух подается по отдельному каналу;
при отключении электроэнергии воздушный канал автоматически перекрывается гравитационной заслонкой;
лопасти крыльчатки не контактируют с горячим дымом и сажей.

Теперь сравним стоимость тягового и дутьевого вентилятора, не учитывая цену контроллера. Дымосос для ТТ-котла до 30 кВт обойдется в 90 у. е., нагнетатель – 60—65 у. е. Разница обусловлена конструктивными особенностями вытяжного агрегата – раскаленные газы не должны перегревать электродвигатель плюс крыльчатка делается из металла (при наддуве – из пластика).

За монтажным фланцем агрегата стоит малая крыльчатка, призванная охлаждать электродвигатель

По сложности инсталляции агрегаты примерно одинаковы. Монтаж нагнетающей улитки подразумевает выпиливание проема в дверце зольника, дымососа – разборку либо вырезание трубы. Крышную вытяжку поставить проще, но придется тянуть длинный кабель.

Оснащение котла, имеющего электронное управление

Если работа устройства регулируется в ручном режиме, то интенсивность горения зависит от тяги в дымоходе и других факторов, которые могут изменяться в значительной степени случайным образом.

Принцип работыы твердотопливного котла Источник househill.ru

Автоматические системы реализуют проведение эффективного управления практически независимо от внешних условий.

Разновидности тяговых вентиляторов

Для котлов на твердом топливе и дровяных каминов продается несколько типов дымососов:

котловой (конструкция рассмотрена выше);
центробежный канальный;
накладной;
каминный / печной (он же – крышный).

Разновидности канальных дымососов, некоторые модели комплектуются датчиками температуры Канальный вентилятор отличается собственным корпусом с двумя присоединительными фланцами или патрубками. Агрегат устанавливается вертикально либо горизонтально в разрыв дымоходного канала. Устройство и принцип действия аналогичен работе котловому дымососу.
Накладной дымосос для бытового котла снабжен полукруглой площадкой и фиксаторами–стяжками. Монтаж производится на вертикальный участок дымохода (неутепленного):

По бумажному шаблону в трубе вырезается проем.
Рабочее колесо тяговой машины вставляется в отверстие, площадка с электромотором прижимается к поверхности фиксаторами.
Соединение уплотняется асбестовым шнуром, приклеенным к внутренней стороне монтажной площадки дымососа.

Электрические вытяжки для каминов насаживаются на оголовок кирпичного дымохода и крепятся распорными болтами. Кабель питания прокладывается по трубе и вводится в помещение рядом с домашней печью.

Чтобы выбрать тяговую машину, нужно ориентироваться по 3 критериям:

мощность теплогенератора, модели дымососов рассчитаны на производительность котлов до 20, 30, 50 и 100 кВт;
точка монтажа – на самом котле, трубе или оголовке;
для накладных моделей – диаметр неутепленного газохода.

Накладной (слева) и крышный дымосос (справа)

Видео описание

Как сделать автоматику для котла с применением подручных средств.
Для этой цели твёрдотопливные котлы могут оснащаться следующими устройствами:

Электронная плата управления в каждый момент времени должна точно знать уровень тяги. Для этой цели устанавливается специальный датчик.
Если тяги недостаточно для полноценного горения, может быть использован вентилятор, который корректирует подачу воздуха в камеру, где находится топливо.
Применяются датчики, которые передают информацию об уровне воды в рубашке.
Осуществляется регистрация уровня давления.
Циркуляционный насос, обеспечивающий подачу нужного количества воздуха для поддержания нужной интенсивности горения.
Если осуществляется нагрев теплоносителя для системы отопления, то могут быть установлены датчики его температуры и расхода топлива.
Плата управления может получать информацию о загрузке ёмкости дровами, паллетами или углём. В соответствии с ними может быть организована подача следующей порции.

Электронная плата управления получает нужную информацию о работе устройства, обрабатывает её и даёт необходимые команды. Она обеспечивает исполнение режима работы, заданного владельцем.

Комплект автоматики для котла Источник gradusplus.com

Основные характеристики контроллера

Автоматика предотвращает замерзание труб в системе отопления

К характеристическим показателям встроенных в котел электронных контроллеров относят:

возможность управления интенсивностью подачи топлива в узел, ответственный за его сгорание;
реализацию всех предусмотренных для таких систем защитных функций (от перегрева или замерзания труб, остановки насоса);
количество объектов управления и возможность их приоритетного выбора;
наличие GPS блока, позволяющего управлять автоматикой котла дистанционно;
возможность обновления программного обеспечения с определенной периодичностью.

Настройка котла

Перед тем, как выставить необходимые параметры для автоматики, нужно убедиться в том, что она работоспособна. Для этого делают следующее:

Систему отопления заполняют теплоносителем. Нужно проверить наличие воздушных пробок и при необходимости избавиться от них.
Нужно включить циркуляционный насос и убедиться в том, что он нормально работает.
В системе имеются датчики температуры давления. Важно проверить, насколько точно они проводят измерения, а также соответствие параметрам нормативных значений, указанных в инструкции.
Проводят розжиг печи. После этого добавляют нужное количество топлива. Во время работы необходимо убедиться в том, что измеренные датчиками параметры не выходят за пределы нормы.

Установленный на котле вентилятор наддува Источник gradusplus.com
Электронная плата может обеспечить выполнение различных вариантов работы твердотопливного котла. Чтобы определить тот вариант, который требуется владельцу, он должен выставить все необходимые параметры. Обычно это делают в следующем порядке:

Нужно определить, когда должен запускаться циркуляционный насос. Для этого указывают соответствующую температуру. Таким образом насос будет включаться не сразу, а после того, как котёл предварительно прогреется. В большинстве случаев используется значение, равное 50 градусов.
Автоматика для вентилятора твердотопливного котла обеспечивает выход воздуха через дымоход. Её использование целесообразно в тех случаях, когда имеющаяся сила тяги недостаточна. Владелец имеет возможность желаемую скорость вращения. Могут быть доступны предустановленные режимы работы вентилятора. При необходимости программируют паузы, во время которых он остаётся отключённым. В определённых моделях предусматривается плавное изменение скорости вращения.
Хозяин имеет возможность установить желаемую температуру в помещении. Контроллер будет получать информацию от датчика и, в зависимости от того, насколько он больше или меньше желаемого, корректируется режим работы котла.
Нужно установить параметры розжига печи.

В некоторых моделях может быть предусмотрено программирование работы на несколько дней вперёд. В такой ситуации пользователь устанавливает желаемый алгоритм, а система обеспечивает выполнение указанных им команд.

Схема работы автоматики котла Источник udobnovdome.ru

Особенности выбора

Поскольку в заводскую комплектацию котла регулятор не входит, при выборе отопительного устройства нужно обращать внимание на наличие гильзы для аксессуара поверх корпуса. Последняя монтируется внутрь водяной рубашки и может находиться в трех положениях — сбоку, спереди, сверху

Второе требование к котлу — возможность открытия дверцы зольника вверх. Без такой возможности регулятор не настроить.

Кроме того рекомендуется учитывать следующие параметры:

мощности устройства должно быть достаточно для беспрепятственного поднятия дверцы зольника;
желаемый диапазон поддерживаемых температур (обычно это 60-90° С);
наружная резьба регулятора походит к внутренней резьбе гильзы;
угол поворота рычага позволяет полностью открывать и закрывать дверцу.

Конструкция котлов обычно такова, что действие регулятора ограничено в пространстве, и на это нужно обращать внимание при выборе места установки отопительной системы. Однако встречаются отопительные устройства, у которых тот работает в любом положении

Как выбрать систему управления

Автоматика делится на два типа: механическая и электронная. Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы.

Пульт управления автоматикой Источник otoplenie-expert.com

Механическая система имеет свои достоинства:

Её можно использовать независимо от наличия или отсутствия электросети.
Механическая система простая и удобная при эксплуатации.
По сравнению с использованием электронной управляющей платы она существенно дешевле.
Высокая надёжность при эксплуатации.
Монтаж могут сделать те владельцы, которые не имеют профессиональных навыков для такой работы.

Применение такого варианта позволяет регулировать использование воздуховода, выполнять другие действия для оптимизации работы котла. Недостатком является меньшая эффективность по сравнению с автоматикой, реализованной с помощью электронных устройств.

Различные виды блоков управления Источник otoplenie-expert.com

Электронный вариант обеспечивает наличие таких плюсов:

Высокое качество работы.
Возможность программирования на несколько дней.
В некоторых системах доступно удалённое управление, в том числе и через интернет.

В качестве недостатка отмечают высокую стоимость оборудования и энергозависимость. Там, где нет возможности подключить электропитание, система функционировать не будет.

Различные виды твердотопливных котлов Источник spasipiter.ru

Виды

Автоматику для твердотопливных агрегатов можно классифицировать по автономности.

Здесь различают два вида:

Автоматика, не требующая электроэнергии.
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.

Из этих двух вариантов рекомендуется именно второй вариант, так как он обладает большим количеством разнообразных функций, и эффективно выполняет свои обязательства.