Автоматическое регулирование мощности горелки котлов отопления

Важная функция модуляции пламени

Что такое уровень модуляции горелки газового котла? Простыми словами, это режим автоматического изменения интенсивности пламени. Такая гибкая настройка позволяет экономить на расходе топлива, ведь сила горения будет зависеть от того, насколько горячая вода бежит из крана.

Температура внутри системы отопления постоянно меняется, а задачей котла остается поддерживать ее на одном уровне. Модуляция позволяет владельцу задать оптимальный показатель температуры, на который будет ориентироваться автоматика прибора. Она сможет управлять функционалом водонагревательного прибора в соответствии с поставленной задачей.

Современные двухконтурные котлы оснащаются модулируемым горелочным оборудованием “из коробки”.

Блиц-советы

1. В последнее времякомбинированные горелки набирают популярность. Это одни из самых безопасных конструкций, но при этом устроены они очень сложно. Коэффициент полезного действия у них довольно высокий, но цена также дает о себе знать.
2. Горелку газового котла следует прочищать в случае если стал заметно расти расход газа в помещении, если возник какой-то неприятный запах, если при всех неизменных показателях температура воздуха в отапливаемом помещении стала заметно снижаться.

Газовые

В работе используется наиболее дешевое горючее, поддерживающее стабильность пламени и бесшумное горение. Такие горелки обеспечивают полное сгорание газа и отсутствие вредных выбросов. Они могут перерабатывать как сжиженный газ, так и природный.

Запуск осуществляется в считанные секунды. Некоторые модели оснащаются системой самодиагностики. Оборудование устанавливается в газовые котлы, теплогенераторы, а также применяется для металлургических печей, на электростанциях, в сварочных и строительных работах.

Рассмотрев, что такое модуляция пламени в газовом котле, можно ознакомится с конструкцией горелки. Она состоит из:

• удлиненной или обычной головки;
• редуктора и регулятора подачи горючего;
• микропроцессора для работы в автоматическом режиме;
• форсунки, распыляющей газовоздушную смесь;
• системы розжига (пьезоэлемент).

Горелка смешивает газ с воздухом и сжигает полученную смесь. Это позволяет поддерживать равномерное пламя.

В свою очередь газовые горелки делятся на несколько классов по методу образования топливной смеси:

• Диффузионные. Естественное поступление воздуха. Применяются в котлах систем отопления, стекловаренных и сталелитейных печах.
• Наддувные. Нагнетание воздуха вентилятором.
• Инжекционные. Всасывание воздуха зависит от давления струи газа. Работают с природным газом. Для пропана к баллону понадобится установить дополнительный комплект.

Принцип работы модуляции

Газовая колонка с модуляцией пламени что это. Это агрегат с горелкой, которая непрерывно нагревает котел, плавно регулируя мощность прибора. Режим горения при этом измеряется в диапазоне 10-100% номинальной мощности.

Когда приближается время для отключения горелочного оборудования, электронная система посылает сигнал с командой снижения количества газа, подаваемого в клапан. Мощность горения уменьшается. Котел или колонка не выключается.

Для примера: через газовую колонку проходит определенное количество воды с температурой 40 градусов. Если расход жидкости вдруг увеличивается, горелка автоматически усиливает мощность для того, чтобы поддерживать температуру воды на прежнем уровне. Соответственно, если расход будет снижаться, модуляция перейдет в более экономный режим мощности.

Стоит помнить, что некоторые модели колонок не поддерживают автоматическое изменение мощности, зависящее от протока. В таких случаях пользователь регулирует параметры горелки вручную.

Пример модуляции можно увидеть здесь:

Чтобы понять, модуляция пламени в газовом котле, что это такое, нужно ознакомиться с принципом работы модулируемых горелок. По этому критерию их разделяют на три категории:

• Механические.
• Пневматические.
• Электронные. Это максимально точный тип горелочного оборудования, поскольку в нем исключаются погрешности, связанные с механическими факторами.

Частный сектор газа: выбираем и устанавливаем котёл

Армия покупателей газовых котлов составляет примерно 60% среди общего числа покупателей котлов. Голубое топливо самое выгодное для владельцев частных домов. Чтобы выбрать, нужно понять, какие бывают. Будем отталкиваться от Ваших потребностей и возможностей.

У Вас большой дом или маленький?

Нужно выбирать из напольных и настенных. Они устроены по-разному. Настенные хорошо брать покупателям с дефицитом места. Подойдут для квартиры или небольшого дома (50-350м²). Диапазон мощности 10-40 кВт. Они компактные, установить легко. Среди моделей есть что выбрать по дизайну. Все настенные котлы – это маленькая котельная, где «вшито» всё необходимое оборудование для теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС): теплообменник, мембранный бак, элементы управления и безопасности оборудования, циркуляционный насос. И покупать ничего больше не надо. Есть линейка котлов с модуляцией – горелка контролирует расход и подачу газа. Хозяин задаёт температуру воды, и она поддерживается неизменной, даже при меняющемся расходе воды. Топливо расходуется в экономном режиме.

Преимущества котлов с функцией модуляции

После того, как мы разобрались, что такое модуляция пламени в газовой колонке, можно ознакомиться и с преимуществами таких моделей. Их несколько:

• Постоянная температура воды в кране и душе, без перебоев и скачков.
• Экономия ресурсов. За всю свою “жизнь”, котел работает на максимальной мощности 20% времени. Этот показатель можно значительно уменьшить за счет модулированной горелки.
• Экономия топлива. Модулированная горелка позволяет добиться 5-процентной экономии топлива. Если грамотно настроить элемент, этот показатель можно повысить до 15%.
• Снижение количества включений/выключений агрегата, а, соответственно, снятие механических напряжений в узлах и на стенках котла. И как приятный бонус, устранение постоянного “клацанья” агрегата.
• Высокий уровень автоматизации для любых систем нагрева и отопления.
• Погодозависимое регулирование.
• Применение в производстве со строгими технологическими требованиями. Некоторые процессы не допускают даже малейших перепадов температуры, поэтому модулируемые горелки, как раз то, что нужно.

Особенности двухступенчатых атмосферных и дутьевых горелок ООО «НПО «Вр КС»/ А. Сердюков

Опубликовано: 05 апреля 2016 г.

Использование двухступенчатых горелок во всех случаях позволяет экономить до 15 % газового топлива, по сравнению с одноступенчатыми горелками, как атмосферными, так и дутьевыми.

Потери тепла и газа при работе одноступенчатых горелок

Одноступенчатые горелки двух типов функционируют по принципу «включено–выключено». Во время работы одноступенчатой горелки КПД котлоагрегата соответствует его величине, указанной в техническом паспорте изделия, как правило, «не ниже 90 %». Когда такая горелка «выключена», тепло из котлоагрегата вместе с воздухом в прямом смысле вылетает в дымовую трубу под действием ее тяги. Это особенно заметно и существенно в котлах наружного размещения, в которые может поступать воздух, охлажденный до температуры -45 °C. Этим воздухом осуществляется съем полезного тепла с теплообменника котла и удаление его в атмосферу. КПД котла в этом случае отрицателен, так как в атмосферу удаляется полезное тепло из системы отопления. Выключается же одноступенчатая горелка часто, так как проектировщики при подборе котла ориентируются на самую холодную неделю и завышают необходимую мощность котлоагрегата до 50 %. Потери газа в одноступенчатых горелках вследствие их выключений достигают 15–20 %. Это происходит при использовании таких горелок любого типа – как атмосферных, так и дутьевых.

Преимущества двухступенчатых горелок

Учитывая вышеизложенное, специалисты ООО «НПО «Верхнерусские коммунальные системы» (ООО «НПО «Вр КС») разработали и освоили с 2016 г. двухступенчатые атмосферные и дутьевые горелки. В целях организации бесперебойного горения в схемы управления горелкой введены регулирующие шаровые краны, с помощью которых удалось согласовать мощности горелок котлоагрегата с мощностью системы отопления. Атмосферные горелки производятся мощностью 20–500 кВт, дутьевые – 40–1000 кВт, причем дутьевые горелки все двухступенчатые. КПД котлов с двухступенчатыми горелками составляет при работе обеих ступеней 90–91 %, а при работе на первой ступени – 94–95 %. Горелки выключаются только в аварийных случаях, средневзвешенный КПД котла наружного размещения КСУВ и КСВ составляет 92–93 %. Экономия газа, по сравнению с экономией, полученной при использовании одноступенчатых горелок импортного производства, – 11–17 %.

При применении атмосферных двухступенчатых горелок за счет организации постоянного режима работы первой ступени достигается примерно такой же эффект экономии, по сравнению с одноступенчатыми импортными и отечественными горелками, как и при использовании двухступенчатых дутьевых горелок, производимых ООО «НПО «Вр КС».

Специалистам компании удалось при применении первой ступени атмосферной горелки мощностью до 100 кВт организовать модулируемое горение в пределах 10–100 %, что недостижимо для атмосферных горелок импортного и отечественного производства. Первая ступень атмосферной горелки ООО «НПО «Вр КС» выполнена электронезависимой. Благодаря этому, котлы наружного размещения КСУВ обеспечивают подогрев теплоносителя посредством первой ступени горелки при полном отсутствии электроэнергии. Этим обеспечивается надежная защита котла и системы отопления от размораживания. Для котлов наружного размещения это еще и самый эффективный способ. На аналогах оборудования от других производителей этого не предусмотрено, и замораживание теплоносителя в таких котлах наружного размещения при длительном отсутствии электроэнергии — рядовое явление.

ООО «НПО «Вр КС» выпускаются дутьевые горелки ГДК (горелки диффузионно-кинетические), обладающие уникальными шумовыми характеристиками. При работе двух ступеней такой горелки уровень звукового давления даже ниже, чем при работе двухступенчатой атмосферной горелки. Таким образом, использование котлов КСУВ и КСВ с горелками ГДК предпочтительнее с любых точек зрения.

Ввиду того что электросхема двухступенчатых горелок ГДК элементарна, ее обслуживание доступно электрику 3-го разряда, что позволяет надеяться на качественную эксплуатацию горелок и котлоагрегатов, оснащенных этими горелками. Газовая схема горелок ГДК очень проста и подобна газовым схемам атмосферных горелок. Сервисное обслуживание газовой части горелок доступно соответствующим специалистам районных газовых организаций по месту нахождения владельца котла. ООО «НПО «Вр КС» производятся и поставляются по заказу все необходимые запасные части к горелкам ГДК, компания производит их капитальный ремонт через 4 года эксплуатации. Кроме уникальных шумовых характеристик, горелки ГДК способны работать в котлах наружного размещения при температуре окружающей среды до -45 °C; расходуют в три раза меньше электроэнергии; в два раза легче импортных горелок той же мощности; характеризуются меньшей длиной факела, чем у лучших дутьевых горелок импортного производства; в два раза дешевле импортных горелок той же мощности.

Отличные характеристики двухступенчатых горелок ГДК дают нам надежду на успешное преодоление кризиса.

Принципиальная схема двухступенчатой горелки (см. рис.):

1 – клапан-отсекатель; 2 – устройство многофункциональное регулирующее УМР-М1; 3 – датчик пламени и сетевого газа; 4 – датчик газа; 5 – магнитный пускатель; 6 – пусковой рычаг; 7 – запальная горелка; 8 – ­ кран первой ступени; 9 – основная горелка; 10 – клапан; 11 – седло клапана; 12 – термобиметаллическая пластина; 13 – кран второй ступени; 14 – датчик предельной температуры; 15 – терморегулятор; 16 – клапан; 17 – седло; 18 – микропереключатель датчика температуры; 19 – микропереключатель датчика пламени; 20, 21 – канал управления, соответственно, первой и второй ступеней

Коротко о главном

Модулированные горелки — хороший способ сэкономить на горючем, да и еще продлить ресурс газового оборудования. Принцип работы таких установок заключается в автоматической регулировке мощности котла для поддержания заданной температуры и снижения тактов включения/выключения агрегата. Это не очередной маркетинговый ход, а действительно надежное и практичное решение как для домашних систем отопления и нагрева воды, так и для производственного оборудования.

Подобрать качественное оборудование Вы можете на нашем сайте

Как по-вашему, стоит ли отдавать деньги за модулируемые горелки? Или может лучше остановить свой выбор на более дешевых ступенчатых вариантах?

Источник

Модулируемая горелка газового котла

Горелка газового котла в чем-то подобна электродвигателям и двигателям внутреннего сгорания — не «любит» частые пуски и остановки. В таком режиме работы у нее резко сокращается срок службы. В режиме высокого тактования у котла отопления идет значительный перерасход газа. Одна из главных задач производителей котельного оборудования — сделать работу газовой горелки плавной, приблизить ее мощность к восполнению рельных теплопотерь помещения.

В идеале, было бы отлично, если бы горелка газового котла выдавала мощность соответствующую теплопотерям помещения независимо от температуры наружного воздуха. Полностью эта проблема не решена, но частично да. Путем модуляции. Модуляция газовой горелки — способность плавно понижать мощность по мере снижения потребности в теплоте. Достигается это путем установки на газовый котел отопления пошагового газового клапана. Количество положений клапана определяет коэффициент модуляции. Все популярные модели котлов (BAXI, VAILLANT, NAVIEN и другие) имеют коэффициент модуляции около 1:3-1:7, а самые новые котлы, например BAXI PLATINUM или DUOTEC до 1:10.

Частота включения котла при невысокой потребности в тепле очень высокая. Газ расходуется неэкономно, постоянные вспышки газа отрицательно влияют на элементы котла. Модулируемая горелка работает несколько по-другому. По мере приближения к температуре отключения, компьютер котла подает команду газовому клапану на уменьшение подачи газа. Цикл горения продлевается и, соответственно, уменьшается тактование. В двухконтурных котлах отопления при открывании горячей воды котел начинает работать на полную мощность.

Газ с каждым годом дорожает. Несмотря на то, что цена газовых котлов отопления с современной модулируемой горелкой несколько выше, чем обычных мы рекомендуем покупать именно такой. Он себя быстро окупит. И по сроку службы, и по расходу газа. А экономия, при правильной настройке, может достичь 15%.

Источник

Подбор и настройка оборудования

Вопросы эксплуатации системы теплоснабжения частного дома, в отличие от централизованных систем, целиком ложатся на ее владельцев. И одной из задач, которые приходится решать — это вопрос правильного подбора газового оборудования.

Опыт эксплуатации систем показывает, что правильно подобранный котел должен работать не менее 30% отопительного периода.

Среднее же значение потребляемой мощности котла на квадратный метр отапливаемого помещения (при высоте потолков до 3 метров) составляет около 100 ватт.

Также практика показывает, что установка котла или горелки слишком высокой мощности может создавать множество проблем, связанных с перерасходом газа, трудностью подбора температуры в отапливаемых помещениях и надежностью работы системы.

После подбора и установки системы теплоснабжения, а также при каждом ее запуске проводятся следующие регулировки:

1. Полный прогрев котла.
2. Полное открытие шибера дымохода.
3. Выставление пламени горелки на максимальную мощность (пламя при этом должно состоять из синего и желтого сегментов).
4. Перекрытие крана подачи газа на опуске для удаления желтого сегмента пламени.
5. Проверка автоматики безопасности и рабочих режимов котла.

Важно! Настройка правильного цвета пламени газовой горелки имеет ключевое значение для полного сгорания газа без образования сажи, оседающей на стенках топки и дымохода, снижающей эффективность работы системы и увеличивающей расход газового топлива.

Как отрегулировать мощность горелки

Если горелка значительно превосходит котел по мощности, ей может не хватать объема топки, притока воздуха через шиберы и от наддува. Горение пламени в этом случае становится малоуправляемым, и пламя горелки желтеет.

Неполное сгорание газового топлива вызывает закопчение топки и дымохода продуктами горения, а часть энергии рассеивается в окружающее пространство, повышая расход топлива.

Фото 1. Запорный кран помогает регулировать подачу газа в случае возникновения неполадок с котлом.

В этом случае мощность горелки можно уменьшить прикрытием крана подачи газа на опуске.

Однако, если мощность будет постоянно установлена на минимальное значение, это снизит эффективность работы и диапазон регулировок системы.

Справка! При выборе газовой горелки, помимо габаритов камеры сгорания и геометрии факела, важно учитывать соответствие паспортных значений минимальной и максимальной мощности и способов ее регулирования, а также расход газа горелкой.

Как работает автоматика безопасности газовых котлов

Бытовые котлы отопления, использующие природный и сжиженный газ, не нуждаются в постоянном контроле со стороны пользователя. За горением и поддержанием требуемой температуры теплоносителя следят электронные и механические блоки, вмонтированные в любой теплогенератор производителем. Наша задача – разъяснить, как работает автоматика для газового котла и какие виды устройств применяются в современных водогрейных установках.

Автоматические блоки напольных котлов

Подавляющее большинство напольных газовых котлов оснащается автоматикой безопасности, действующей без внешнего источника электропитания (энергонезависимая). Согласно требованиям нормативных документов, средства автоматизации должны перекрывать подачу газа на горелку и запальник в трех аварийных случаях:

1. Затухание пламени основной горелки вследствие задувания либо по другим причинам.
2. Когда в дымоходном канале отсутствует или резко снижается естественная тяга.
3. Падение давления природного газа в основной магистрали ниже критического уровня.

Для справки. Реализация перечисленных функций является обязательным для газовых котлов всех типов. Многие производители добавляют четвертую ступень безопасности – защиту от перегрева. Когда температура теплоносителя достигает 90 °С, клапан по сигналу датчика прекращает подавать газ к основной горелке.

В различных моделях газовых напольных котлов от разных производителей применяется энергонезависимая автоматика следующих видов (марок):

• итальянские блоки EuroSIT (Евросит) серии 630, 710 и 820 NOVA (отопительные агрегаты «Лемакс», «Житомир 3», Aton и многие другие);
• польские устройства «КАРЕ» (теплогенераторы «Данко», «Ривнетерм»);
• американские приборы автоматического регулирования Honeywell (отопители Жуковского );
• отечественные изделия , «Арбат».

Система подачи горючего в простейших аппаратах АОГВ, оснащенных клапанами ЖМЗ. Горелка спрятана в нижней части корпуса.

Электроника настенных агрегатов

Особенность данных теплогенераторов – электронное управление процессами розжига, горения и поддержания температуры теплоносителя. То есть, настенные газовые котлы (и некоторые напольные) оснащаются энергозависимой автоматикой, работающей от электричества.

Важный момент. Невзирая на множество «наворотов», внедренных в конструкцию мини-котельных, функциями безопасности по-прежнему ведает механика. Три типа аварийных ситуаций, перечисленных выше, будут отрабатываться аппаратурой независимо от наличия напряжения в электросети.

Автоматический газовый котел создан для максимального удобства хозяев квартир и частных домов. Чтобы запустить отопитель, достаточно нажать 1 кнопку и установить желаемую температуру. Кратко опишем алгоритм работы агрегата и задействованные в ней элементы:

1. После указанных действий по запуску контроллер генератора тепла собирает показания датчиков: температуры теплоносителя и воздуха, давления газа и воды в системе, проверяет наличие тяги в дымоходе.
2. Если все в порядке, электронная плата подает напряжение к электромагнитному газовому клапану и одновременно – разряд на запальные электроды. Фитиль отсутствует.
3. Основная горелка разжигается и дает полную мощность с целью скорейшего нагрева теплоносителя. За ее работой следит специальный датчик пламени. Контроллер включает встроенный циркуляционный насос.
4. Когда температура теплоносителя приблизится к установленному порогу, что зафиксирует накладной датчик, интенсивность горения снизится. Ступенчатые горелки переходят в режим малой мощности, а модуляционные плавно уменьшают подачу горючего.
5. Достигнув порога нагрева, электроника перекроет газ. Когда датчик зафиксирует охлаждение воды в системе, автоматический розжиг и нагрев повторится.

Примечание. В турбированных котлах с закрытой камерой сгорания контроллер вдобавок запускает и отключает вентилятор.

В инструкции к настенному газовому котлу указано, что агрегат рассчитан на работу в закрытой системе отопления, поэтому автоматика следит за давлением воды. Если оно опустится ниже допустимого предела (0.8—1 Бар), то горелка погаснет и не зажжется, пока неполадка не будет устранена.

По энергозависимой схеме работают многие импортные котлы, например, Buderus Logano, Viessmann и так далее. Как происходит монтаж электронной газовой аппаратуры, на доступном языке расскажет мастер в видеосюжете:

Выводы и полезное видео по теме

С конструктивными составляющими и принципом действия газового нагревательного оборудования ознакомит следующий ролик:

Обвязку двухконтурного газового котла представит автор видео:

Детальное знакомство с особенностями и принципом действия двухконтурных газовых агрегатов дает возможность определить достоинства их эксплуатации. Приобретение таких отопителей поможет сэкономить на покупке дополнительного оборудования, необходимого для организации системы ГВС.

При поломке одного из контуров возможна эксплуатация другого, а замена контура всегда обойдется дешевле ремонта отдельной нагревательной установки. Двухконтурный котел можно использовать и в теплое время года, эксплуатируя его лишь в режиме нагрева воды для бытовых нужд, в чем и заключается удобство и экономичность в сравнении с покупкой отдельных агрегатов.

Расскажите о том, как выбирали двухконтурный котел на газу для обустройства собственного дома/квартиры/дачи. Что для вас стало решающим критерием в выборе? Делитесь, пожалуйста, полезными сведениями по теме, фотоснимками в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы.

Для поддержания горения котлу необходимо постоянное поступление кислорода. Котлы делятся на два основных типа по способу подачи воздуха.

Атмосферная горелка (также — диффузионная)

Для работы такой горелки воздух забирается из помещения. Они устанавливаются в открытых камерах сгорания. Котлы с атмосферными горелками требуют оборудования традиционного дымохода и обустройства котельной с приточной вентиляцией в отдельном помещении. Обычно это напольный котел в большом частном доме.

• Стоят недорого.
• Не зависят от источников электропитания.
• Простые в конструкции.
• Тихие в работе.

• Требуют настройки.
• Нужно контролировать поступление воздуха.
• Могут часто тухнуть (из-за скачков давления в газовой магистрали).
• Требовательны к обустройству котельной.

Наддувная горелка (также — дутьевая, вентиляторная)

Воздух нагнетается в камеру сгорания с улицы принудительно — при помощи вентилятора. Такие горелки работают в закрытых камерах сгорания. Для котлов с наддувной горелкой требования к помещению менее строгие. Они оснащаются коаксиальным дымоходом и могут быть установлены даже в многоквартирном доме. Продукты горения отводятся принудительно, кислород из помещения не сжигается.

• Не нужно настраивать.
• Нечувствительны к перепадам давления газа.

• Наддувные горелки существенно дороже атмосферных.
• Вентилятор может работать довольно шумно. Но можно сделать звукоизоляцию.
• Для работы необходимо постоянное электропитание.