Автоматика для газовых котлов отопления: принцип работы энергозависимой и независимой систем, котлы по способу инсталляции. Погодозависимая автоматика для котла. Механическая и электронная автоматика
Тепловые генераторы (котлы) со встроенными газовыми горелками в обязательном порядке оснащаются запорной арматурой – газовыми клапанами . Эти элементы предназначены для открытия и прекращения подачи газа на горелку. К такому оборудованию относятся настенные и напольные газовые котлоагрегаты с атмосферными горелками .
Это может повредить компонент или привести к катастрофическому сбою газового клапана. Небольшая линия диаметром в 1/4 дюйма может подавать давление, но как только открывается газовый клапан, диаметр трубы должен обеспечивать необходимый объем газа, необходимый для запуска горелок с требуемой скоростью. Если объем ограничен из-за размера трубы, размера регулятора или размера измерителя, горелки не могут срабатывать с полной скоростью. Это может привести к неприятным пламенным отказам и другим операционным проблемам.
Смещенный газовый клапан ссылается на давление газового коллектора до выходного давления вентилятора воздуха для горения. Когда когда-либо есть разница в выходе вентилятора, выход газа из смещенного газового клапана отвечает соответственно, чтобы предотвратить неприятный отказ пламени или проблемы с эксплуатацией.
Газовые клапаны бывают разными по форме и исполнению:
- Электромагнитный газовый клапан (соленоидный клапан)
Данный элемент является гидравлическим устройством, которое регулирует газовый поток путем подачи электрического заряда на катушку клапана. За счет действующих электромагнитных сил сердечник, связанный с седлом клапана, втягивается в катушку, осуществляя открытие доступа газа . Седло клапана в рабочем состоянии может иметь несколько положений. В зависимости от их числа клапаны бывают 1-стадийными, 2-стадийными, 3-стадийными и модулирующими.
Когда когда-либо давление подачи газа на водонагреватель или котел превышает ½ фунта или 14 дюймов, давления газа необходимо использовать вторичный регулятор блокирующего типа. Для газовой утилиты очень часто используется услуга 2 фунта на квадратный дюйм от счетчика.
Таблицы подачи газа, используемые Лочинваром и Национальным кодексом по топливным газам, основаны на падении давления в 5 дюймов. Пока наблюдается падение давления не более одного дюйма, водонагреватель или котел, как правило, работают без неприятных проблем с пламенем или циклического включения при запуске. Если в любое время давление подачи газа падает ниже минимально необходимого давления, это указывает на наличие проблемы объема и возможность возникновения проблем с эксплуатацией, основанных на подаче газа.
1-стадийный (одноходовой соленоидный клапан) газовый клапан может находиться только в полностью закрытом или полностью открытом положении. При электрическом сигнале клапан открывается на максимально возможное положение, обеспечивая прохождение всего количества газа, на который рассчитан.
2-стадийный (двухходовой соленоидный клапан) может занимать промежуточное положение. Это позволяет в первые секунды включения отопительного котла частично использовать газ и производить плавный запуск горелки . Через определенное время клапан открывается полностью, обеспечивая котлу работу в максимально возможном режиме. Частичное открывание клапана способствует образованию устойчивого факела на горелке.
Эта жидкость должна испаряться до газа, прежде чем она может использоваться водонагревателем или бойлером. В холодном северном климате низкие температуры могут серьезно ограничивать способность резервуаров превращать жидкость в газ в достаточном объеме для поддержания процесса горения.
Многие из этих гибких газопроводов имеют значительное сокращение внутреннего диаметра и могут привести к ограничению объема газа, необходимого для сжигания в большом коммерческом газовом водонагревателе или котле. Эти гибкие газопроводы обычно используются в бытовых водонагревателях, печах, жилых помещениях и сушильных машинах.
3-стадийным (трёхходовой соленоидный клапан) оснащаются котлы и теплогенераторные установки с двумя уровнями мощности. В таких конструкциях отопительного оборудования третье положение клапана обеспечивает работу котла на максимальной мощности, второе положение соответствует первой ступени в 2-стадийных клапанах, а первое положение позволяет произвести запуск теплоагрегата.
Отдельные газовые клапаны, регуляторы и реле давления оцениваются производителем компонентов, чтобы выдерживать максимальное давление подачи 14 дюймов. или давление газа ½ фунта на квадратный дюйм. Гибкие газовые соединения обычно используются на бытовых водонагревателях, жилых печах и газовых диапазонах. Гибкий газовый соединитель может обеспечить значительное сокращение внутреннего диаметра трубопровода подачи газа на коммерческий прибор. Это может уменьшить необходимый объем газа, необходимый для обеспечения возможности пожара устройства при полной скорости ввода.
В том случае, если котел оснащен функцией плавной автоматической регулировки (модуляции) - мощности горелки, то он оборудуется газовыми клапанами с модуляцией. В этих элементах газовой запорной арматуры седло клапана открывается на произвольное положение, заданное пользователем, в границах положений «открыто» и «закрыто».
Традиционно запорные газовые клапаны в современном котельном оборудовании устанавливаются не самостоятельно, а в комплекте с другой газовой арматурой. Данный вид сборки считается мультиблоком, в который входят кроме газового клапана стабилизатор и реле давления , фильтр.
Когда объем газа уменьшается до блока, поддерживающего вентилятор, это может привести к неприятным проблемам с отказом пламени или сбоям в работе при отключенных циклах. Владелец газа обеспечивает 2 фунта на квадратный дюйм после счетчика. Этот регулятор должен уменьшить давление газа в 2 фунта на квадратный дюйм в пределах минимального и максимального давления, указанного на паспортной табличке устройства.
Внешний регулятор давления газа должен быть установлен от шести до десяти линейных футов от входа газа к водонагревателю или котлу. Это обеспечивает достаточный резервуар в трубопроводе между двумя регуляторами, чтобы каждый регулятор постоянно реагировал на действие другого регулятора. Если регулятор установлен близко к внутреннему регулятору устройства, он, как правило, реагирует постоянно меняющимся давлением входного газа при каждом изменении внутреннего регулятора газа и вызывает проблемы с эксплуатацией.
Для обеспечения высокой надежности и безопасности работы газового отопительного оборудования используют систему дуплексной установки газовых клапанов, когда два элемента устанавливаются поочередно, один за другим. Первым ставится 1-стадийный основной клапан, а вторым – элемент, соответствующий конструкции горелки. Стабилизатор давления обеспечивает постоянное давление газа, уменьшая колебания газовых потоков из подводящего газопровода. Стабилизатор позволяет получить ровное и стабильное пламя горелки.
Регулятор давления газа работает, устанавливая нагрузку на диафрагму с помощью пружины для управления открытием регулятора на основе давления. Направленный газовый клапан использует комбинацию ручной регулировки пружины и давления воздуха от вентилятора воздуха для горения для установки выходного давления от регулятора в газовом клапане. Пружина будет подавать от 4 дюймов до 8 дюймов механической предварительной нагрузки на диафрагму регуляторов. Дополнительное давление от давления нагнетания вентиляторов размещается на диафрагме.
Отдельной линейкой выпускаются газовые клапаны для отопительных установок с пьезоэлектрическим типом розжига. Эти котельные установки являются энергонезависимыми , так как для их работы не требуется электроэнергия. При запуске такого устройства газовый клапан механически (вручную) открывается, а факел поджигается за счет пьезоэлемента. В открытом положении клапан удерживается катушкой, которая подключена к термопаре.
Пружинное давление плюс давление воздуха от вентилятора объединяются для давления валового коллектора на горелки. Давление газа все еще выше минимального давления, указанного на вашей этикетке. Когда объем требуемого газа уменьшается, он может опередить процесс горения, когда пламя не может быть обнаружено. Это приводит к возникновению состояния пламени. Блок с указанным газовым клапаном более устойчив к изменениям давления газа в некоторых пределах. Много раз вы можете столкнуться с пламенем, но движение газового манометра указывает на то, что давление газа достигло минимального уровня, необходимого для работы.
На рынке комплектующих элементов и деталей для котельного оборудования и газовых горелок существуют свои фавориты-производители запорной газовой арматуры и мультиблоков. Среди них можно отметить Honeywell и Sit, которые специализируются на поставке запасных элементов для настенных и напольных котлов небольшой мощности, а Dungs и Kromschroder являются производителями - запорной газовой арматуры для напольных котельных установок большой мощности.
Это связано с тем, что перемещение водяного столба в манометре имеет задержку между фактическим падением давления и временем, которое требуется для отображения указанного изменения. Изменение давления не поддерживается в течение длительного периода времени, и манометр не дает мгновенного указания на изменение давления. Правильно откалиброванный магнахель обычно будет показывать эти быстрые изменения отклика в давлении подачи газа более легко, чем основной манометр.
Это видно из-за крайних колебаний в указательной стрелке на шкале давления. Подключение газовой линии к блоку основано на калибровке внутренних газовых клапанов и регулятора для поддержания падения давления менее одного дюйма внутри устройства. Вполне возможно, что расстояние от газового счетчика до прибора потребует большей газовой линии, чем газовое соединение с прибором. Большая газовая линия требуется для компенсации потерь на трение в трубе, поскольку газ переносится от счетчика к прибору. Это справедливо для всех производителей.
Газовый клапан – это разновидность трубопроводной арматуры, которая выполняет такую функцию, как регулировка рабочей среды, а также распределения и перекрытия потока газопровода.
Без этого оборудования человеку пришлось бы очень туго в работе с трубопроводами, что занимаются транспортировкой газов, нефти и других подобных веществ.
Отдельные компоненты, которые используются в газовой поездке, рассчитаны на максимальное входное давление 14 дюймов в дюймах или ½ фунта на квадратный дюйм газа. До тех пор, пока давление подачи газа не будет превышать 14 дюймов в дюймах или ½ фунта на квадратный дюйм, не будет повреждений компонентов газовой схемы.
Чрезмерное давление подачи газа может либо заблокировать газовую дозу или регулятор в закрытом положении, либо в случае чрезвычайно высокого давления газа; он может переопределить газовый клапан, повредить диафрагму и обеспечить беспрепятственный поток газа к горелкам. Чрезвычайно высокое давление газа может привести к катастрофическому сбою оборудования.
Основная информация, характеристики и принцип работы
Устройство газового клапана должно соответствовать ГОСТу Российской Федерации 32028, согласному которому, конструкция выглядит следующим образом.
Главный рабочий элемент клапана – седло, это проходное отверстие, размещенное в середине корпуса, через которое движется поток рабочей среды, а также перекрывающий механизм. В зависимости от особенностей отдельно взятой модели, затвор может выполняться в виде поршня либо в форме диска.
Владельцы оборудования должны тщательно контролировать оборудование для смешивания пропана, чтобы обеспечить постоянное качество газа. Это является показателем проблемы объема в подаче газа. Поскольку газ, подаваемый на вход водонагревателя или бойлера, течет в газовую поездку, происходит перепад давления. Обычно это падение давления составляет один дюйм толщины воды или меньше. Минимальное входное давление обычно равно давлению в коллекторе и внутреннему перепаду давления в клапанах, регуляторах и фитингах газовых клапанов до подачи газа на горелку.
Принцип работы устройства предельно простой: человек, посредством воздействия на рычаг управления (либо на электропривод, в случае автоматизированной конструкции), приводит затвор в возвратно-поступательное движение, вследствие которого он перекрывает проходное отверстие, что блокирует подачу газа.
Такой принцип работы обуславливает обширные сферы применения газовых клапанов: они используются как в разных областях промышленности, на газовых магистралях и заводах, так и в бытовом применении – устанавливаются на газовые, колонки, конвекторы, кухонные плиты, используются для газового котла и т.д.
Это указывает на проблему объема в подаче газа. Ознакомьтесь с размерами газопроводов, клапанами, размерами газового счетчика и размерами регулятора. Все должны быть рассчитаны согласно Национальному кодексу по топливному газу и спецификациям производителя компонентов. В идеале мы не хотели бы видеть более одного дюйма падения давления между статическим и рабочим давлением. В большинстве случаев давление, которое не падает ниже минимальной работы горелки, будет поддерживаться. В некоторых случаях, когда давление падает до минимума, манометр может реагировать недостаточно быстро, чтобы показать фактическое падение ниже минимального давления.
Разумеется, специализированные профессиональные устройства и клапаны для бытового использования крайне отличаются друг от друга не только в особенностях конструкции, но и в цене, по которой их можно купить.
Так, обратный клапан для газовой колонки можно купить за каких-то 40 долларов, а вот качественное запорное устройство на газопровод стоит никак не меньше 300 долларов.
В этом случае у вас могут возникнуть неприятные эксплуатационные проблемы при воспламенении при минимальном давлении. Ни один производитель не может поставлять внутренние клапаны и регуляторы, которые будут работать под этими экстремальными испытательными давлениями. Подрядчик по установке отвечает за поставку клапана в точке, где газ подается в прибор.
Это достигается установкой регулятора блокировки в подаче газа. Приемлемым является один регулятор подачи газа, который надлежащим образом рассчитан для нескольких приборов. Ключом к надежной работе является правильная калибровка и размещение регулятора в трубопроводах подачи газа. Правильная установка, как правило, требует от 6 до 10 футов трубы после регулятора и перед первым блоком, чтобы обеспечить объем газа для подачи нескольких блоков и предотвратить изменение давления подачи газа.
Виды и отличия
Основной классификацией, по которой происходит разделение устройств, представленных на сегодняшний день на рынке регулирующей арматуры, в том числе и для газового котла, является количество входов. Выделяют следующие группы:
- Клапаны двухходовые: это конструкции, обладающими двумя отверстиями – входным и выходным. Такие устройства используются исключительно для блокирования подачи, либо открытия потока рабочей среды трубопровода.
- Трехходовые механизмы оборудованы одним входным и двумя отверстиями на выход. Данная конструкция позволяет устройству выполнять не только запорно-регулирующую, но и перенаправляющую функцию.
- Четырехходовой газовый клапан – имеет 4 отверстия, из которых – 3 выпускных, и одно входное. Они, по сути, по функционалу идентичные трехходовым клапанам, однако наличие дополнительного выхода несколько расширяет их рабочий потенциал и сферу, где может быть использован четырехходовой клапан.
Также производится разделение по типу управления клапаном, в зависимости от этого выделяют две категории:
Они одинаково важны, потому что вам нужен как правильный объем, так и давление, чтобы газовый прибор работал правильно. Литой алюминиевый теплообменник позволяет обеспечить более высокую и более высокую теплопередачу, что приводит к большей эффективности. Большие водотоки котлов приводят к более низким перепадам давления через котел, что позволяет уменьшить размеры насоса. Современная горелка премикса - это.
Легкий теплообменник позволяет устанавливать его в местах с повышенной чувствительностью, более чем на 30% легче, чем другие конденсационные котлы. Десятилетняя гарантия без пропусков покрывает литой алюминиевый теплообменник от всего, что вы бросаете на него.
- Клапаны с ручным управлением запирающим элементом. Это простые механизмы, затвор которых приводится в движение посредством поворота управляющего колеса, либо рычага. Главной отличительным качеством устройств данного типа является достаточно высокая надежность и небольшая цена, по которой их можно купить.
- Электромагнитные клапаны . Наличие электрического привода дает возможность производить управление затвором в автоматическом режиме. В основном такие устройства используются в промышленных газопроводах, на теплосетях, и производственных линиях – то есть в местах, где необходим одновременный контроль над большим количеством регулирующих устройств.
Помимо этого электромагнитные газовые клапаны , в зависимости от положения затвора, которое он принимает в случае отключения электричества, можно разделить на три основные группы:
Благодаря четырем датчикам температуры, постоянно контролирующим температуру на входе и выходе, обеспечивается максимальная защита теплообменника. Максимальная мощность котла может быть отрегулирована в пределах 25% от общей нагрузки на здание. Это означает, что высокий огонь может быть установлен на огонь при скорости стрельбы.
Истинное модулирующее горение, либо отдаленно, либо. Нет минимальной температуры возвратной воды. Четыре датчика температуры котла для. Легко интегрируется со зданием. Системы управления и необходимый контроль. Проверенный тридцатилетний европейский литой алюминий.
- Нормально открытые конструкции. Такие устройства при отключении электроэнергии переходят в открытое положение, тем самым гарантируя рабочей среде свободную циркуляцию в трубопроводе.
- Нормально закрытые. Без подачи электроэнергии затвор принимает закрытое положение и перекрывает поток газа в системе.
- Универсальные клапаны. Такие клапаны, в ситуации, когда прервана подача электричества, остаются в том положении, в котором они находились до этого.
Также, в зависимости от функционального предназначения, выделяют ещё две вида газовых клапанов.
Например, обратный газовый клапан: устройства данного вида выполняют функцию защиты трубопровода от движения рабочей среды в обратном направлении. Конструкционные особенности механизма, где задействован обратный клапан, позволяют пропускать поток только в строго заданном направлении. Таков его принцип работы.
Защита трубопроводов будет основным назначением такого механизма, как обратный клапан. Эти клапаны обычно устанавливается непосредственно возле газового оборудования: ёмкостей для хранения, перекачивающих насосов, колонок, газового котла и редукторов, поскольку обратный клапан таким образом предотвращает движение пламени в их сторону.
Газовый предохранительный клапан выполняет функции, схожие с теми, что возложены на обратный клапан. Это специальные защитные устройства, предотвращающие аварийную ситуацию вследствие резких перепадов давления в газотранспортной системе, в том числе и с наличием газового котла.
Эти клапаны выполняют автоматическое перекрытие подачи газа в случае, когда давление рабочей среды превысило, либо упало ниже заданного предела.
Конструкция предусматривает выброс в атмосферу создающего лишнее давление объема газа, после чего клапан закрывается и трубопровод продолжает работу в нормальном режиме функционирования.
Стоит упомянуть, что данный вид трубопроводной арматуры может быть существенно модифицирован.
Так, на предохранительный запорный клапан высокой ценовой категории обычно устанавливают термостат, измеритель загазованности воздуха, датчик давления рабочей среды, механизм для регулировки расхода газа. Конструктивные особенности механизма, будь то обычный или обратный клапан, зависят от его непосредственного назначения.
Обзор продукции популярных производителей и моделей
Теперь рассмотрим продукцию самых популярных компаний, которые занимаются производством такой продукции.
Dungs
Dungs – немецкая фирма, являющаяся одним из наиболее востребованных производителей регулирующей газопроводной арматуры.
Товары компании Dungs присутствуют на рынке России с 1999 года и за более чем 15 лет они завоевали славу качественных и надежных устройств, обладающих длительным периодом эксплуатации и отличными техническими характеристиками.
Единственным минусом, который можно отметить в сегодняшних реалиях, в результате сравнения клапанов Dungs и изделий китайских производителей, заполонивших рынок, является цена. Произведенное фирмой Dungs оборудование стоит на порядок дороже, однако, его качество несравнимо выше.
Наиболее технологичной разработкой компании Dungs в массовом сегменте является клапан Dungs DMV-D – это двухходовое устройство, которое, по сути, является соединением двух независимых клапанов в одном компактном корпусе.
Технические характеристики клапана позволяют ему работать с очень высоким давлением рабочей среды, доходящим до 500 мБар, при этом энергоэффективность этой конструкции от Dungs выше всяких похвал.
Цена, по которой можно купить оборудование из линейки DMV-D начинается с 250 долларов, и заканчивается в районе пяти тысяч, в зависимости от размера и конструкционных особенностей изделия.
Регулировка клапана (видео)
Sit Group
SIT – итальянский производитель, который начал свою работу в 1953 году и с тех пор прочно удерживает лидирующие позиции на рынке газового оборудования и поныне.
На сегодняшний день клапан Sit является наиболее востребованной регулирующей арматурой в среднем ценовом сегменте. Продукция фирмы получила всеобщее признание благодаря оптимальному соотношению цены и качества, которое удалось достичь инженерам компании.
Теперь рассмотрим наиболее популярные устройства под брендом Sit.
Клапан Sit 845 Sigma — по праву наиболее популярное и востребованное устройство из тех, что можно купить в бюджетной ценовой категории.
Газовый клапан 845 Sigma имеет двухходовую конструкцию, которая может устанавливаться на газопотребляющие приборы большинства распространенных производителей, подойдет она и для газового котла.
Этот 845-ый клапан оборудован электроприводом, поэтому для его функционирования необходимо постоянное напряжение в 220 вольт, в случае отсутствия которого запорный механизм клапана принимает закрытое положение.
Главными преимуществами 845 Sigma являются минимальный период включения клапана в работу и компактные размеры конструкции.
Данная модель позволяет производить регулировки граничного уровня давления газа на выходе. Монтаж устройства на трубопровод осуществляется посредством фланцевого соединения. Клапан для газового котла Sit 845 Sigma в размере 34” можно купить за 60 долларов.
Клапан Sit 820 Nova – оптимальный вариант для газопотреблящих устройств, мощность которых не превышает 60 КВт.
Он производится в электроприводном варианте без модулятора мощности, при этом присутствует возможность автоматической регулировки, для осуществления которой необходимо наличие постоянно источника энергии.
Граничный уровень максимального давления на входе в клапан не должен превышать 60 мБар.
Оптимальная температура окружающей среды для нормальной работы от 0 до +70 градусов (предназначен для установки внутри отапливаемых помещений). Купить клапан Sit 820 Nova можно по цене от 55 до 130 долларов, в зависимости от размера.
Такой клапан представляет собой технически продвинутое устройство, оборудованное, помимо электропривода, ещё и термостатом, как, например, в газовом клапане 630 Eurosit. Данный механизм предназначен для бытового использования, он может устанавливаться на газовые колонки, конвекторы, нагреватели воды быть в комплекте оборудования для газового котла, и др.
В качестве примера можно рассмотреть клапан 630 Eurosit. Регулировка газового клапана 630 Eurosit выполняется посредством специального колесика, которое имеет три режима работы: «MS» (выбор температуры), «зажигание», и «выключено». Также в клапане 630 Eurosit предусмотрена настройка максимального расхода газа, что является особенностью клапана 630 Eurosit.
Термостат, оснащенный специальной системой модуляции, предотвращает любые неполадки в работе клапана 630 Eurosit, и в случае превышения допустимой рабочей температуры полностью перекрывает поступление газа к основной горелке.
Монтаж клапана 630 Eurosit происходит с использованием резьбовых соединений . Конструкционные особенности клапана позволяют ему работать с входным давлением газа на уровне 50 мБар.
При этом допустимая рабочая температура внешней среды составляет от 0 до 80 градусов. Клапан 630 Eurosit можно купить за 50 долларов, подразумевается деталь в размере 34 дюйма.