Автоматика для газовых котлов отопления: устройство, принцип работы, обзор производителей

Потребность в отоплении в разное время суток различна. Утром и вечером, когда все дома, требуется не только тепло, но и го­рячая вода. Ночью температуру лучше снизить на несколько градусов. Несколько стандартных программ отопления может быть «зашито» в память — пользователю достаточно выбрать подходящую. Стан­дартная программа отопления включает в себя один или несколько сменяющих друг друга в течение суток режимов ком­фортного и пониженного обогрева, иногда с разной температурой в каждом периоде. Очень часто бывает так, что в будние дни в рабочее время дома никого нет, а на вы­ходные требуется другая программа ото­пления. Чтобы не возиться с перепрограм­мированием, многие системы способны «создать» одну или несколько «недельных» программ отопления.

Если используется погодозависимое отопление, требуется также провести на­стройку температурной кривой, т. е. запро­граммировать необходимую температуру котловой воды (она определяется с помо­щью датчика, установленного в любой точ­ке системы, обычно на входе или выходе теплоносителя в котёл) в зависимости от температуры наружного воздуха. Допу­стим, отопление должно включаться при температуре воздуха ниже 20 °C. Это пер­вая точка кривой.

При снижении наруж­ной температуры требуется более сильный нагрев, но насколько сильный — зависит от условий, в частности от теплопотерь зда­ния: чем они выше, тем сильнее надо топить. Обычно в контроллер модуля управления «зашито» несколько таких кривых, нужная подбирается исходя из конкретных усло­вий. После выбора кривой устанавливается температура котловой воды в точке наи­меньшей температуры воздуха для данного региона. На этом настройка заканчивается.

Время включения/выключения обо­грева и настройку температурной кривой реально запрограммировать или с поль­зовательского, или с сервисного уровня. Некоторые системы позволяют создать собственные программы отопления, в до­полнение к стандартным.

Программы отопления удобны тем, что разрешают системе эффективно работать в автоматическом режиме. Для большего удобства предусматривается ещё несколь­ко режимов. Большинство из них легко включить вручную, с модуля управления.

Режим «зима/лето» настраивается или вручную, или автоматически (при погодоза-висимом управлении). Если система вклю­чает в себя контур ГВС, в «летнем» режи­ме энергия расходуется только на нагрев санитарной воды в баке-водонагревателе, возможно и полное отключение котла. При длительном отсутствии в доме целе­сообразно включить режим «отпуск», при котором будет поддерживаться заранее заданная невысокая температура, а контур

ГВС отключится. Разумеется, программа защиты от замерзания имеет приоритет перед всеми иными, полностью выключить котёл она не даст, но расходоваться топли­во будет куда экономнее.

Разные производители предлагают и не­которые иные предустановленные про­граммы, например временное отключение отопления для проветривания или режим «вечеринка», включив который продле­вают период комфортного отопления на некоторое время. Другие доступные функции управления зависят от конфи­гурации самой системы. Если в ней есть бак-водонагреватель для ГВС, можно на­строить режимы разового нагрева (когда требуется большое количество горячей воды в неурочное время) и термической дезинфекции (периодический нагрев воды для уничтожения бактерий в ней).

Включение и выключение всех режимов обычно производится с центрального мо­дуля управления. Если в системе есть до­полнительные, комнатные, регуляторы, не­которые режимы включают и с них, но это зависит от настроек. В любом случае ниче­го сложного в установке нужного режима на уровне пользователя нет.

Разновидности автоматики для отопительных котлов

Автоматика работает исправно, четко и надежно, повышает эффективность греющего оборудования, способствует разумному потреблению энергетического ресурса и делает эксплуатацию греющей системы простой, комфортной и абсолютно безопасной.

Система-автомат предохраняет отопительные установки от перегрузок и активирует аварийное отключение подачи газа в случае внезапных форс-мажорных обстоятельств. Дополнительно техника регламентирует уровень интенсивности горения и текущий расход топлива, позволяя хозяевам экономить финансовые средства на обогреве помещений.

Автоматический узел имеет гибкие настройки и позволяет владельцу задавать оборудованию максимально удобные для себя параметры работы

По базовому принципу работы и конструктивным особенностям автоматика для оборудования, работающего на газе, подразделяется на:

• устройства с энергетической зависимостью;
• независимые от энергии приборы.

Системы первого типа представляют собой сложные электронные агрегаты и для корректной работы, которые нуждаются в бесперебойной подаче электрики. Вторые виды устройств являются упрощенными механическими конструкциями, не требующие энергетической подпитки.

Вид #1 — энергозависимые изделия

Энергозависимый модуль – это небольшой электронный прибор, реагирующий на подачу топливного ресурса. Включается и отключается в момент активации или закрытия основного газового крана. Отличается сложной конструкцией и большим количеством элементов и микросхем.

Позволяет хозяевам решать следующие задачи:

• активация или прекращение подачи газа;
• запуск отопительной системы в автоматическом режиме;
• регулировка уровня мощности базовой горелки (благодаря наличию термостата);
• выключение работающего котла как в экстренных ситуациях, так и в рамках заданного пользователем режима;
• вывод текущих показателей на дисплей (общий уровень температуры воздуха в комнате, отметка, до которой прогрет рабочий теплоноситель и пр.).

Более «навороченные» модули имеют дополнительный функционал и предлагают пользователям неограниченные и максимально удобные условия для контроля работы и управления агрегатом. Электронные панели обеспечивают полноценную защиту греющего оборудования от неисправности трехходового клапана и не дают котлу промерзнуть.

Если в комнате резко опускается температура, «умная» система сама запускает отопительное оборудование и отключает его, когда жилище наполняется комфортным теплым воздухом.

Опция самостоятельной диагностики, имеющаяся у отдельных модулей, предупреждает сбои в работе и способствует своевременному выявлению неисправных деталей и узлов в системе. Она дает возможность максимально рано заметить поломку и заменить какой-то мелкий элемент еще до того, как он создаст для оборудования реальную проблему.

Небольшие поломки греющей системы в итоге превращаются в глобальные сложности и влекут за собой денежные траты, связанные с ремонтом и демонтажем (полным или частичным) оборудования. Самостоятельная диагностика помогает выявить неисправность и дает возможность своевременно ее устранить

Электронная автоматика, отвечающая за безопасную эксплуатацию оборудования, обеспечивает бесперебойную работу котла, не дает системе перегреваться и перекрывает подачу газа в случае падения тяги или затухания пламени в горелке.

Ассортиментная линейка энергозависимой автоматики, представленная сегодня на рынке, радует разнообразием. Полезные и нужные мини-агрегаты выпускают знаменитые на весь мир бренды и небольшие компании, только пытающиеся завоевать свое место под солнцем.

Энергозависисмая автоматика представлена в форме панели управления, где пользователь может выставить удобные для себя параметры работы оборудования. Стоимость «умного» элемента высока, но затраты оправданы, ведь с помощью управляющего блока можно снизить потребление ресурса без какого-либо ущерба для собственного комфорта

Среди предлагающихся моделей есть как совсем простые изделия, так и более продвинутые агрегаты с опцией программирования.

На них пользователь может выбрать наиболее подходящие для себя индивидуальные настройки и запрограммировать систему на работу в режиме день/ночь или, ориентируясь на прогноз погоды, выставить определенный уровень прогрева дома или квартиры на период от 1 до 7 суток.

Вид #2 — энергонезависимые агрегаты

Энергонезависимая автоматика более проста и практична. Управление и настройка осуществляются вручную при помощи механических поворотных тумблеров и не представляют сложности даже для тех, кто далек от техники. Работает устройство абсолютно автономно и не нуждается в подключении к центральной электросистеме.

Для отопления жилого дома и подачи горячей воды в краны ручку контроля достаточно повернуть в направлении увеличения на 2-3 деления. Если требуется принять ванну или душ, тумблер необходимо установить на максимальный показатель

Изделие маркируется цифровой шкалой с перечнем значений от минимальных до максимальных. Для активации пользователь выбирает нужную отметку и таким способом задает подходящую рабочую температуру непосредственно котлу.

После этих манипуляций подключается термрегулятор и берет под контроль указанный режим прогрева. Котел активно работает до тех пор, пока помещение не прогревается до желаемой температуры. Потом теморегулятор отключает подачу газа в систему и активируется снова только тогда, когда в комнате становится холоднее.

Принцип действия основан на специфической конструкции устройства. Встроенная в теплообменник термопара газового котла оснащена специальным стержнем. Он изготовлен из особого железно-никелевого сплава под названием инвар.

Физические характеристики этого прогрессивного материала наделяют его возможностью почти мгновенно улавливать минимальные температурные колебания.

Если в комнате становится чрезмерно жарко или слишком холодно, размер стержня изменяется. На это реагирует соединительный клапан и своевременно перекрывает либо активирует поступление газа в горелку.

Наличие энергонезависимой автоматической управляющей системы дает возможность пользователям устанавливать в доме или квартире наиболее подходящий для себя температурный режим и экономно расходовать топливный ресурс, не переплачивая по коммунальным счетам

Дополнительно автоматика энергонезависимого типа имеет чувствительные датчики тяги и пламени. Если в трубе внезапно снижается давление или уровень тяги в дымоходе по каким-то причинам падает, подача ресурса сразу же прекращается и утечки газа удается избежать.

Энергонезависимая автоматика стоит вполне разумных денег и, в отличие от электронных аналогов, не требует покупки и установки стабилизатора, контролирующего напряжение и выравнивающего непредвиденные скачки в центральной электросети

Корректную работу датчика пламени обеспечивает специальная пластина. При нормальном и правильном функционировании системы она находится в слегка изогнутом состоянии.

Таким способом деталь удерживает перекрывающий клапан в режиме «Открыто». Когда пламя становится меньше, пластина выравнивается и клапан под ее давлением закрывается.

Инструкция по установке и подключению GSM-модуля к котлу

Установка и подключение к котлу у всех GSM-модулей практически ничем не отличается, а подробный алгоритм всегда описан в инструкции прибора. Разберем процесс подключения на примере «Котел ОК».

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.

Для осуществления этой задачи автоматика должна держать под контролем такие параметры, как:

• давление газа в системе;
• наличие в горелке пламени оптимального размера;
• полноценная, качественная тяга;
• уровень температуры рабочего теплоносителя.

Когда в энергонезависимой механической системе давление газа опускается до критического уровня, подача ресурса немедленно прекращается. Это происходит автоматически благодаря наличию клапанного механизма, настроенного на определенное значение.

Энергозависимые электронные устройства сконструированы несколько иначе. В них вышеописанную функцию осуществляет реле минимального/максимального давления.

При увеличении количества атмосфер мембрана со штоком изгибается, размыкая контакты питания самого котла. Газ перестает поступать и не подается до тех пор, пока уровень давления не восстанавливается.

Самостоятельно устранять неполадки и как-то вмешиваться в базовый функционал оборудования запрещено законодательно. Исправлять любые возникшие проблемы может только квалифицированный специалист – сотрудник газоподающего предприятия

Если в горелке исчезает пламя, термопара остывает и перестает вырабатывать ток. После этого электромагнитная заслонка в клапане уже не функционирует, и газ перестает поступать к горелке. При падении тяги биметаллическая пластина интенсивно прогревается, меняет форму и воздействует на клапан, заставляя его прекратить подачу топлива.

Температуру теплоносителя держит под контролем термостат. Он обеспечивает поддержание выбранного пользователем режима прогрева, при этом не давая системе перегреться и выйти из строя.

Нюансы функционирования системы

Энергозависимая электронная автоматика в работе опирается на информацию, полученную от датчиков. Микропроцессор и внутренний контроллер анализируют эти данные, обрабатывают и подают системе команды, оптимально подходящие для отдельно взятой конкретной ситуации.

Чтобы электронная автоматика нормально функционировала в течение длительного времени, необходимо ежегодно вызывать мастера для осмотра оборудования, диагностики микропроцессора и просмотра отчетов модуля памяти

У механики несколько иной принцип. Когда котел выключен, внутренний газовый клапан полностью перекрыт. В момент запуска оборудования шайба на клапане выжимается и происходит принудительное открытие прохода для топливного ресурса к запальнику. Розжиг стимулирует нагревание термопары и на ней происходит выработка напряжения.

Этот ресурс использует в работе электромагнит, поддерживающий клапан в открытом положении. Поворачивая шайбу вручную пользователь может без всяких усилий регулировать уровень и мощность своего греющего оборудования.

Работа устройства в режиме ГВС

В теплое время года, когда отсутствует необходимость обогрева помещения, котел может быть включен на летний режим. В этом случае будет функционировать только контур ГВС.

Принцип работы газового двухконтурного котла в этом режиме следующий: трехходовой клапан перекрывает линию отопления, и теплоноситель из первичного теплообменника подается во вторичный.

Проходя через него, холодная вода нагревается и попадает в контур ГВС. Данный процесс запускается при помощи реле давления, которое замыкается при расходе воды, превышающем 2,5 литра.

Сначала автоматически подается команда на розжиг горелки, а затем открывается газовый клапан и постепенно мощность увеличивается до максимальной. Аппарат работает в заданном режиме, пока не произойдет нагрев воды, а потом переходит на этап плавного регулирования.

Причем горелка настраивается автоматически на расходуемое количество жидкости. Ее выключение происходит при превышении температуры на 5º С, а включение – при понижении на 1º С.

При эксплуатации в данном режиме контур отопления отключается и тепло от горелки передается неподвижному теплоносителю, а через него в контур ГВС.

Обзор популярных моделей и производителей

На рынке прогрессивного газового оборудования и сопутствующих элементов представлена автоматика как отечественных, так и зарубежных производителей. По принципу работы все устройства абсолютно одинаковы, однако в конструкционном плане между ними есть существенные различия.

Наличие управляющей автоматики в системе газового отопления дает возможность комфортно обогревать помещение и рационально расходовать энергоресурс. При разумном подходе экономия может составить от 30 до 43%

Стоимость на модули варьируется в широчайшем диапазоне. Простые механические изделия с минимумом функций принадлежат к классу бюджетных и продаются по самой низкой цене. Продвинутые электронные панели ценятся гораздо выше, но предоставляют пользователю более развернутые возможности для индивидуальных настроек и контроля работы.

Некоторые устройства, как например, автоматика САБК, помимо базовых функций, снабжаются встроенным стабилизатором давления. Это позволяет осуществлять более точную регулировку работы газового оборудования

Электронные приборы с возможностью программирования считаются люксовыми. Они дают возможность владельцу задавать оборудованию план работы на длительный период времени с учетом сезонных погодных условий и текущей температуры воздуха на улице.

№1 — автоматика EUROSIT 630

Автоматический энергонезависимый блок EUROSIT 630 производства итальянской компании Sit Group (Eurosit) по продажам занимает лидирующее место на рынке.

Считается универсальным и эффективно работает с парапетными и напольными котлами мощностью от 7 до 24 кВт. Включение/выключение, поджиг запальной горелки и установка желаемой температуры осуществляются с помощью одной ручки с кнопкой.

Модуль Eurosit 630 – это современный агрегат для управления газовым оборудованием. Полностью соответствует международным стандартам и требованиям безопасности, предъявляемым к таким устройствам. Имеет евросертификат качества и гарантию от производителя

Изделие отличается высоким уровнем надежности, выдерживает значительные эксплуатационные нагрузки и имеет обширный функционал. Конструктивные элементы «прячутся» в корпусе, к которому подводятся кабели датчиков и прочие соединительные трубки.

Время зажигания отопительного котла при помощи автоматики Eurosit 630 составляет 10 секунд. Газ сразу же подается в систему и очень скоро помещение прогревается до заданной температуры

Внутри агрегата располагаются отсекатель, пружинный клапан и регулятор давления. Подвод газа осуществляется снизу или сбоку сообразно пожеланиям пользователя. По стоимости агрегат входит в разряд бюджетных.

№2 — модуль Honeywell 5474

Прибор Honeywell 5474 изготовляется немецким концерном Honeywell, уже более сотни лет специализирующимся на разработке и продаже различных видов автоматики. Корректно работает с бытовыми газовыми котлами мощностью до 32 кВт.

Honeywell 5474 – энергонезависимый прибор для управления системой отопления. Оснащен микрофакельными горелками из жаропрочной нержавеющей стали. Они обеспечивают более качественное сгорание газа, снижают выброс в атмосферу вредных веществ и не дают лишней саже откладываться в дымоходе

Автоматическая система Honeywell 5474 снабжена базовым набором контролирующих функций, которые гарантируют эффективную работу котла при абсолютной безопасности для пользователей.

Изделие в авторежиме поддерживает заданную температуру теплоносителя (от 40 до 90 градусов), отключает котел в случае прекращения подачи топлива, отсутствия тяги нужного уровня в дымоходе, возникновения обратной тяги или затухания горелки.

№3 — премиум-автоматика от Honeywell

Кроме недорогих бюджетных моделей компания Honeywell выпускает и другие виды автоматического оборудования, например, люксовые хронотермостаты премиум-серии СТ либо программированные термостаты Honeywell YRLV430A1005/U.

Прибор YRLV430A1005/U при максимально широком функционале обладает дружественным интерфейсом и не вызывает у клиентов никаких сложностей в процессе использования. Стоимость изделия довольно высока, но все же ниже, чем у конкурентов, предлагающих сходные по характеристикам модели

Эти электронные панели позволяют задать греющему оборудованию самые подробные и точные настройки, вплоть до изменения температурного режима несколько раз в день в зависимости от времени суток, погодных условий и личных пожеланий.

№4 — устройство Орион

Автоматическое устройство Орион изготовляется в России. В комплектацию прибора входят пьезоэлектрический розжиг и датчик тяги.

Прибор Орион выглядит просто и имеет минимальный набор функций. Его возможности не слишком велики, но, благодаря лояльной стоимости и элементарному способу управления, агрегат пользуется спросом

Устройство отключает газ в случае произвольного затухания горелки или отсутствия нужной тяги. Когда температура воздуха в помещении снижается, термостат активирует подачу топлива и работа котла возобновляется.

Переход в режим уменьшения пламени при достижении определенной (заданной пользователем) температуры происходит автоматически и позволяет экономить топливный ресурс.

«УМНЫЕ ДОМА»

Концепция «умного дома» предполагает централизованное управление и взаимо­действие нескольких систем одновременно. Для создания комфорта в помещении одной температуры бывает недостаточно, ещё надо позаботиться о системе вентиляции или кондиционирования и влажности воздуха. Некоторые элементы, подразумевающие совместную работу отопления с другими системами, могут управляться и некоторы­ми штатными контроллерами, например при подключении датчиков открытия окна можно запрограммировать отключение обогрева комнат при проветривании.

Элементы систем отопления разных производителей связываются друг с дру­гом по различным протоколам и с помо­щью различных шин — в общем, «говорят на разных языках». Чтобы встроить «умное отопление» в «умный дом», вероятнее все­го, потребуется модуль сопряжения (шлюз) контроллера отопительной установки, соединяющий его с прочими системами, не относящимися к отопительному обо­рудованию. Преимущества одновремен­ного управления всеми системами дома, а не только отоплением, очевидны, всё за­висит от сложности системы.

Неисправности контроллеров управления

Во избежание неисправностей, сопровождающихся сбоями в системе дистанционного управления, рекомендуется проводить периодический осмотр устройства. Такую проверку необходимо произвести в случае получения ложных сигналов о срабатывании предупредительной сигнализации, ухудшении качества сигнала, увеличение времени вхождения сигнала или получения ошибочных данных.

Причиной могут стать следующие неисправности:

• внешние повреждения на корпусе контроллера;
• обрыв проводки от датчиков;
• повреждения изоляции;
• обрыв заземляющего контура.

Следует помнить, что осмотр проводится при условии отключения электрического питания от устройства. Нарушение правил техники безопасности может привести к необратимым последствиям.

Какими системами можно управлять на расстоянии

Возможность автоматического управления отоплением доступна, если речь идет об автономных двухтрубных системах с принудительной циркуляцией теплоносителя. Это значит, что котел оснащен циркуляционным насосом или такой насос встроен дополнительно в подачу или обратку. При этом максимальная эффективность достигается в системах с коллектором (распределительной гребенкой).

Модули управления GSM позволяют управлять не только котлом отопления, но и другими системами

При этом требуется дооборудование системы блоком безопасности, который работает в авторежиме. Он способен предотвратить негативные последствия при порывах, причиной которых стало избыточное давление. При перегреве пар, создающий высокое давление, выпускается через аварийный клапан.

Дистанционное управление котлом отопления, кроме платы управления, включается в себя:

• приборы, измеряющие температуру воды в системе;
• датчики давления;
• устройства, контролирующие уровень воды.

Есть и более сложные модели, которые способны подстраивать работу системы под изменяющуюся погоду. Для этого на улице устанавливаются дополнительные датчики. Все это «железо» управляется микропроцессором с определенным программным обеспечением. Именно программы и составляют основную долю стоимости, так как оборудование не настолько дорогое.

В систему дистанционного контроля входят датчики температуры, запорно-регулирующая арматура

Все это оборудование для контроля котла отопления на расстоянии монтируется в систему отопления дополнительно. Может устанавливаться как в процессе монтажа системы, так и «встраиваться» в уже готовую. Только учтите, что для дооборудования существующего отопления, необходимы солидные переделки — придется встраивать датчики и регулирующие/запорные устройства (клапана).