Автоматика для твердотопливных котлов: устройство, подключение и настройка

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:

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
В рабочем режиме вентилятор переходит на умеренные обороты и поддерживает горение на оптимальном уровне необходимом для получения нужной температуры теплоносителя.
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.

Требования к топливу

Пиролизные печи для дома, работающие на брикетах, могут быть полностью автоматизированы и комфорт их обслуживания в этом случае сравним с газовыми. Топливо для них представляет собой спрессованные под высоким давлением отходы без химических связующих. Подобная технология позволяет производить относительно сухие брикеты с высокой теплотворной способностью. Их свойства, однако, могут быть различным.

Пиролизные печи и котлы работают на самом разнообразном топливе

Большинство из них не разрушаются в процессе сгорания в топке, другие же можно использовать только в смеси с кусковой древесиной или бурым углём. Мелкие брикеты подаются с помощью шнековых конвейеров, и поэтому они используются в автоматизированных системах, более крупные пригодны только для пиролизных печей длительного горения с ручным управлением. Древесные гранулы, предназначенные для автоматических установок, получают таким же способом, как и обычные брикеты. Единственное их существенное различие — размеры. Самыми качественными считаются белые пиллеты из мягкой древесины без коры.

Для пиролизных печей на дровах размеры и тип сырья могут значительно влиять на производительность — большая площадь поверхности древесины обуславливает большее количество высвобождающего газа за единицу времени. Твёрдые породы газифицируются медленнее.

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.

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.

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.

Виды блоков управления

Блоки бывают электронными и механическими.

Электронный вариант признан более эффективным, но для него характерна энергозависимость.

Механический, наоборот, является энергонезависимым. Он не требует подключения к электрической сети и стоит дешевле. При этом является надежным и удобным в эксплуатации.

При выборе необходимо обращать внимание на такие важные параметры:

совместимость блока с определенной моделью котла;
тепловой режим работы;
экономическая эффективность;
требуемая степень настройки уровня температуры.

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.

Чем можно управлять с помощью автоматики

Автоматические системы выполняют ряд важных задач:

оптимально дозируют подачу воздуха, необходимого для тяги;
контролируют производительность теплового генератора;
регулируют мощность устройства в зависимости от погодных и температурных факторов;
гарантируют безопасный режим работоспособности водогрейной установки прибора;
подают дрова, пеллеты, брикеты или уголь автоматизировано;
разжигают и погашают топку.

Как подключить и настроить

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

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.
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.
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.
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.
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.