Автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов

В нынешнее время высоких технологий появилось очень много разнообразных средств автоматизации, благодаря которым можно эксплуатировать котельное оборудование, уделяя ему минимум внимания. Однако, большинство из них питаются электроэнергией, а это не всегда удобно.

Ситуация, когда вместе с отключением электричества в доме пропадает и тепло, — не редкость. Причина этому — отключение отопительной установки автоматикой. Но существуют и простые средства автоматизации, которым не требуется электроэнергия, например, автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов с механическим приводом.

Устройство и принцип действия

Конструкция изделия довольно проста, в этом можно убедиться на примере термостатического регулятора RT 10, изображенного на рисунке.

1 – рукоять установки желаемой температуры; 2 – шток; 3 – исполнительный механизм; 4 – направляющая; 5 – корпус прибора; 6 – гильза погружная; 7 – термочувствительный элемент; 8 – пружина; 9 – рычаг цепного привода; 10 – цепь; 11 – винт крепления рукояти; 12 – винт крепления рычага.

В зависимости от того, какая конструкция твердотопливного котла, регулятор устанавливается сверху, на фронтальной или боковой панели в специальное посадочное место водяной рубашки, чтобы погружная гильза изделия контактировала с теплоносителем. Находящийся в ней термочувствительный элемент заполнен жидкостью или газом, расширяющимися при нагревании.

Когда температура теплоносителя начинает расти, термоэлемент через шток воздействует на исполнительный механизм, который опускает рычаг цепного привода. Цепь, закрепленная одним концом на рычаге, а другим – на воздушной откидной заслонке зольной камеры, начинает прикрывать эту заслонку. Таким способом подача воздуха через зольник в топку ограничивается, а интенсивность горения уменьшается. Как только температура воды в рубашке котла упадет, термоэлемент посредством исполнительного механизма, рычага и цепного привода снова откроет дверцу и подача воздуха возобновится.

Технические параметры

Выбирая терморегулятор для котла, нужно знать несколько технических параметров, которыми характеризуются эти средства автоматизации:

• Диапазон температур воды, в которых может работать термоэлемент.
• Рабочий ход рычага цепного привода в мм, его надо сопоставить с перемещением дверцы зольника от полного закрытия до максимального открытия. Рабочего хода привода регулятора должно хватать для полного распахивания заслонки, иначе котел может не набирать свою тепловую мощность.
• Максимальный вес дверцы, с которым сможет работать регулятор. Если воздушная заслонка вашего теплогенератора весит больше, чем может тянуть цепной привод, то такое изделие вам не подойдет, следует искать модель с большим усилием на подъем. Также стоит проверить, входит ли в подъемное усилие вес самого привода или его надо посчитать отдельно.
• Максимальная температура теплоносителя.
• Диаметр (в дюймах) резьбового присоединения посадочного места.

Представленный в качестве примера регулятор тяги для котла RT 10 сконструирован таким образом, чтобы замену или ремонт исполнительного механизма можно было производить без опорожнения водяной рубашки отопительной установки. Это реализовано за счет съемной погружной гильзы. В изделиях других производителей такой опции может и не быть, тогда для замены придется сливать воду из всей системы отопления и котельного бака.

Инструкция по настройке

Термостатические регуляторы тяги имеют 2 вида разметки для работы в различных положениях. На приборе RT 10 шкала красного цвета предназначена для работы в горизонтальном положении, желтая разметка – для вертикального. Настройка изделия выполняется в таком порядке:

• Перед началом настройки нижний конец цепи надо отсоединить от воздушной заслонки, чтоб она свободно свисала вниз, а винт – фиксатор рукояти — ослабить.
• Выбрав цвет шкалы в соответствии с ориентацией термостата в пространстве, выставить по ней значение желаемой температуры.
• Разжечь теплогенератор и прогревать его, контролируя температуру теплоносителя по котельному термометру.
• Когда температура воды в рубашке достигнет значения, на которое выставлен регулятор тяги, надеть конец цепи на дверцу зольника. Следует убедиться, что цепь натянута, свободный ход не должен превышать 1 мм. После этого можно рукоятку зафиксировать с помощью винта.

После настройки нелишним будет проверить работу термостатического регулятора, изменяя температуру рукоятью и сравнивая ее с показаниями термометра. При этом надо учитывать, что в твердотопливных котлах присутствует явление инерционности. Это значит, что после прикрывания дверцы зольника рост температуры теплоносителя остановится не сразу, поскольку дрова или уголь в топке не могут потухнуть в один момент. Надо выждать какое-то время, в течение которого показания термометра стабилизируются.

Заключение

Регулятор тяги для твердотопливного котла– это простейшее средство автоматизации, полностью энергонезависимое. Это его главное достоинство наряду с невысокой стоимостью. Недостаток же заключается в невысокой точности регулировки температуры воды в рубашке отопителя, что на бытовом уровне не играет большой роли, поскольку регулировка системы по температуре теплоносителя является косвенной. Прямое регулирование – это работа по температуре воздуха, что реализовывается более сложными средствами автоматизации.

В недалеком прошлом скорость сжигания топлива, в твердотопливных отопительных агрегатах, можно было осуществлять только вручную. Для этой цели существовала дверца поддувала, открытием или закрытием которой, увеличивался или уменьшался приток воздуха к топке.

Сегодня для этой цели успешно применяется автоматическое устройство, получившее название регулятор тяги для твердотопливного котла. Чтобы установить необходимый температурный режим. При его использовании, достаточно определить требуемую температуру теплоносителя. Представленные характеристики помогут продемонстрировать возможности полезного изобретения для дома.

Зачем нужны регуляторы тяги

Прежде всего, водогрейный котел, работающий на твердом топливе, отличается от обычных печей наличием водяной рубашки. По этой причине температура нагрева его контура имеет свой предел, ограниченный возможностью закипания теплоносителя.

Если до этого дойдет, то в систему пойдет пар, который быстро повысит давление и станет причиной аварийной ситуации. Другими словами неконтролируемый котел с ручным управлением представляет собой аварийно опасную единицу.

Установленный на котле регулятор тяги осуществляет контроль над процессом сжигания топлива в автоматическом режиме, позволяя избегать критических значений температуры. Он предназначен для контроля нагрева теплоносителя и способен уменьшить приток воздуха к топке при необходимости снизить интенсивность горения.

Кроме обеспечения безопасности устройство предназначено для выполнения следующих функций:

1. Регулирует заданную температуру теплоносителя, нагревание которого не всегда необходимо удерживать на отметке 90 градусов.
2. Прикрывая задвижку, ограничивающую приток воздуха, повышается период сжигания топлива от одной закладки, что значительно повышает КПД агрегата.

Для обеспечения безопасности контура отопления служит предохранительный клапан, способный выпустить избыточное давление. Однако это устройство не способно контролировать температуру нагрева теплоносителя, которая, достигнув критической отметки, может привести к серьезным последствиям, в результате чего придется проводить ремонт.

Принцип работы

Основную роль в конструкции регулятора тяги исполняет термостатический элемент, размещенный внутри корпуса цилиндрической формы. Он имеет механическую связь с рычагом, который, в свою очередь, прикреплен цепочкой к заслонке отдушины.

Термостатический элемент представлен в виде герметичной колбы, которая заполнена термочувствительной жидкостью, обладающей способностью расширяться под воздействием температуры.

Сам элемент расположен в нижней части корпуса, которая попадает при установке внутрь рубашки и имеет прямой контакт с нагреваемым теплоносителем. Контроль сгорания топлива, в этом случае, осуществляется путем регулировки положения задвижки поддувала.

1. В процессе сжигания топлива происходит нагрев теплоносителя, который воздействует на термостатический элемент. Тот, в свою очередь, преодолевает сопротивление возвратной пружины и приводит в действие исполнительный механизм.
2. Опускаясь, рычаг послабляет цепочку, открепленная заслонка опускается, уменьшая сечение отверстия подачи воздуха. При сокращении притока воздуха к топке процесс сжигания замедляется.
3. Когда происходит понижение температуры теплоносителя, то все действия происходят в обратном порядке. В результате заслонка поднимается, возобновляя приток воздуха к топке.
4. Цикличность регулировки притока воздуха к топке происходит непрерывно до момента полного сгорания топлива. В этом случае термостатический элемент полностью освобождает возвратную пружину, которая открывает задвижку на подаче воздуха максимально.

В торце терморегулятора предусмотрена рукоятка настройки, которая способна ограничивать амплитуду движения рычага, регулируя перемещения заслонки. Это позволяет осуществлять контроль температуры теплоносителя. Принцип работы газового котла не позволяет применять данные приспособления.

Виды регуляторов, и какие лучше

На современном рынке представлены образцы, способные осуществлять, как автоматическую, так и механическую регулировку тяги для котлов, работающих на твердом топливе. Автоматический регулятор может предоставить более широкий диапазон регулировок, однако он имеет более высокую стоимость. Кроме этого, прибор нуждается в бесперебойном подключении к электросети, а также такой регулятор тяги для твердотопливных котлов сложно установить своими руками.

По этой причине для твердотопливных котлов чаще выбирают механические регуляторы тяги, способные обеспечивать контроль независимо то источников энергии. Наибольшей популярностью пользуются секционные установки, выполненные из чугуна. Предусмотренный конструкцией регулятор позволяет применять устройство для контроля температуры в выбранном диапазоне, что позволяет использовать котел длительного горения в экономичном режиме без непосредственного участия. Лучше всего если диапазон регулируемой температуры имеет границы от 60 до 90 градусов.

Среди импортных производителей наибольшую популярность получила чешская фирма «Лемакс», выпускающая регуляторы тяги для твердотопливных котлов серии «Regulus», которые подходят для комплектации не только фирменных товаров, но и других агрегатов.

Как поставить и настроить регулятор

Для установки терморегулятора тяги необходимо освободить рубашку котла от теплоносителя, для этой цели, как правило, в обвязке агрегата предусматривают специальные краны, отсекающие контур с тэном. В противном случае придется спускать весь объем системы.

Следующим делом из гильзы на котле извлекается заглушка, а на ее место устанавливают подготовленный прибор. После этого система снова заполняется водой. Для настройки регулятора тяги необходимо запустить котел на тепло, и выполнить ряд последовательных действий.

1. Открыть заслонку для полной подачи воздуха к топке. При этом цепочку пока подсоединять не следует.
2. На рукоятке, осуществляющей регулировку, необходимо ослабить фиксирующий винт.
3. Выбрать положение соответствующее требуемой температуре, к примеру, 70о.
4. Отмечая нагревание при помощи термометра, подсоединить цепочку к заслонке при достижении теплоносителем температуры в 70о. Заслонка, в этом положении, должна оставлять открытым отверстие всего на 2 мм.
5. В завершении фиксирующий винт снова затягивают.

После того как конструкция собрана, регулятор тяги проверяют в разных режимах работы от максимального до минимального. Следует выдерживать паузы на разницу между достижением заданной температуры и моментом срабатывания рычага, ведь дрова не газ и затухают плавно. По этой причине не стоит спешить снова настроить прибор, не выдержав паузу. После прохождения всех проверок монтаж регулятора тяги считают выполненным.

Для любого котельного оборудования важнейшим компонентом успешной работы является наличие тяги. С точки зрения физических процессов это сложное, неоднородное явление, которое обусловлено физическим состояние веществ. Теплые, нагретые до определенной температуры газообразные вещества имеют свойство подниматься вверх, тогда как более холодные вещества наоборот, являются более тяжелыми и опускаются вниз. Данный принцип лежит в основе процесса работы нагревательной техники.

Твердотопливные котлы, где перегретый в результате горения топлива углекислый газ и легколетучие твердые частицы поднимаются вверх, на их мест приходит свежий, прохладный воздух. От того, насколько силен газообмен горячих масс и холодного воздуха, зависит сила тяги. Регулятор тяги для твердотопливных котлов как раз и призван решать задачу интенсивности взаимного обмена воздушных масс, влияя на работоспособность нагревательного агрегата. Рассмотрим подробно, что собой представляет механический регулятор тяги. Узнаем, каково его непосредственное участие в работе отопительного оборудования, насколько важна установка этого приспособления для котлов.

Регулятор тяги – его значение для твердотопливного котельного оборудования

Работа нагревательного прибора с открытой и закрытой камерой сгорания, на 90% зависит от состояния тяги в отопительной системе. Чем стабильнее параметры тяги, тем отопительный агрегат лучше работает. Под действием тяги в топочной камере лучше горит твердое топливо, продукты горения легко улетучивается через дымоход. При нормальной тяге топливо горит интенсивнее, улучшается теплообменные процессы, соответственно повышается КПД котельного оборудования.

Несмотря на то, что сегодня большая часть моделей нагревательных аппаратов на твердом топливе оснащены автоматикой, самыми действенными и эффективными по-прежнему остаются механические приспособления контроля и регулировки. Энергозависимость самый главный недостаток автоматики твердотопливного котла. Нет в доме электричества, сел аккумулятор, питающий ИБП, котел становится неконтролируемы. Приспособление с механическим приводом, установленное на котел и настроенное в соответствии с заданными параметрами температуры, котла, способно полностью контролировать интенсивность горения.

Главные преимущества, которыми обладает механический терморегулятор тяги следующие:

• простейшая конструкция и надежная работа в отличие от автоматических устройств, снабженных электроникой;
• энергонезависим (автоматический регулятор тяги требует бесперебойного электропитания);
• удобная и понятная установка приспособления;
• невысокая стоимость.

Несложная конструкция и принцип действия позволяют такое устройство сделать своими руками, установить и настроить. Механизм имеет научно-техническое название – терморегулятор для котла. Что бы получить максимально возможный эффект от действующего нагревательного агрегата, достаточно правильно осуществить монтаж терморегулятора. Последующая калибровка приспособления осуществляется в соответствии с основными функциями вытяжной вентиляции и заданных температурных параметров.

Важно! Установка регулятора тяги позволяет подстраивать работу всей системы отопления в зависимости от технологических и конструктивных особенностей котельного оборудования, компенсировать недостаточно эффективную работу дымохода и качество топлива.

Устройство терморегулятора тяги

Терморегулятор представляет собой достаточно простой и надежный механизм. Ориентировочно на рисунке-схеме показано устройство регулятора тяги, из каких элементов состоит конструкция приспособления.

Основную задачу в механизме выполняет термочувствительный элемент, который при взаимодействии с пружиной играют роль датчика контроля температуры котла. При повышении и понижении температуры котла за рамки установленной нормы, пружина и термочувствительный элемент приводят в действие рабочую часть приспособления. Погружная гильза взаимодействует со штоком, который непосредственно связан с исполнительным механизмом.

За счет механического привода рабочая часть связана с заслонкой тягового отверстия. Действующий регулятор тяги в определенных условиях закрывает или приоткрывает заслонку, регулируя площадь входного отверстия. Простейшее механическое действие действует как регулятор температуры отопительного агрегата. Заслонка сильнее закрыта, котел переходит на режим скудного снабжения воздуха. Заслонка приоткрыта сильнее, в топку поступает больше воздуха, интенсивность горения соответственно увеличивается, температура нагрева теплоносителя увеличивается. Все просто и понятно.

Важно! Правильный монтаж приспособления обеспечивает нормальное движение всех элементов несложной конструкции. В противном случае тягорегулятор будет выполнять работу не соответствующую заданным параметрам.

Установка регулятора подробно описана в технической документации на котельное оборудование. Инструкция рассказывает о том, как правильно установить приспособление на действующий котел и каким образом выполнить настройку.

Монтаж и калибровка регулятора тяги своими руками

Несложная конструкция позволяет выполнить монтаж приспособления своими руками. Если рассматривать котел со всех сторон, в проекции, то для установки регулятора выбирается фронтальная или боковая поверхность агрегата. Для этой цели в изделии имеется специальное отверстие. Монтируется регулятор с помощью резьбового соединения. На схемах показано, как нужно устанавливать регулятор, и как нельзя ставить приспособление.

На заметку: В данном случае не может быть срединного решения. Как указано в инструкции, таким образом, осуществляется установка регулятора тяги на твердотопливный котел.

Правильность установки определяется посредством выравнивания устройства в вертикальном и горизонтальном положении. После того, как регулятор установлен, затягиваются все вращающие элементы, существующие места сопряжения подлежат герметизации специальным термоустойчивым составом. Рычаг ставится в положение, что бы отверстие, через которое будет проходить цепь, находилось над заслонкой, в вертикальном положении.

Если первый этап достаточно понятен и прост, то последующие действия требуют особого внимания, аккуратности и последовательности действий. Калибровка регулятора является важнейшим этапом его функциональности.

Этап первый

Установив регулятор на свой отопительный агрегат, можно начинать растопку. Доведя температуру котловой воды до 60 0 С, фиксируйте эту же самую температуру на маховике (термостат) регулятора тяги. Рычаг в это время должен быть соединен цепочкой с заслонкой.

Важно! Цепочка должна быть в натянутом состоянии и не иметь механических помех со стороны. Заслонка в момент калибровки находится в приоткрытом состоянии, на расстоянии 1-2 мм от края контура вытяжного отверстия. На этапе регулировки, положение заслонки определяется вручную, удлиняя или укорачивая цепочку.

Зафиксировав заслонку в определенном положении, при настроенном регуляторе на отметке в 60 градусов, делаем следующие действия.

Этап второй

Термостат переводим на отметку 80 0С. Если вы установили регулятор тяги правильно и выполнили все предыдущие действия согласно инструкции, при нагреве котла до заданной температуры, заслонка автоматически закроется. В топку перестанет поступать воздух, соответственно снизится интенсивность горения топлива. Погрешность в точности измерения температуры может достигать +/- 5 0 С, что для обычных, несложных нагревательных приборов систем отопления, не является критичным.

Настраивать регулятор тяги необходимо как можно чаще. Механические повреждения цепочки, туго двигающая заслонка могут стать причиной нарушения функциональности приспособления.

Заключение

По своей точности бесспорно механический способ уступает точности автоматическим приборам контроля. Однако с точки зрения целесообразности, для твердотопливного котла классического типа такой вариант оснащения не менее эффективен. К тому же, настройка автоматики требует участие специалиста, инженера-теплотехника и специальных электронных устройств.

Установленный термодатчик реагирует на работу котла, автоматически выполняя роль истопника. Все последующие температурные отклонения в отопительной системе фиксируются приборами контроля над температурой отопительного контура.