Автоматическое регулирование мощности модулируемой горелки

Газовое отопление жилых и производственных зданий осуществляется под контролем автоматических систем управления.

Современные технологии позволяют производить тонкую регулировку заданного температурного режима, при этом экономно расходуя топливо. Такой результат был достигнут за счет применения горелок с функцией регулирования мощности.

Газовая горелка – это устройство, производящее смешивание газа и воздуха и сжигающее эту смесь в камере сгорания.

Автоматическая система регулирования температурного режима

Самая примитивная система автоматического регулирования заданной температуры с участием газовой горелки работает следующим образом: газ подается на горелку, воспламеняется за счет системы розжига, и происходит стабильное горение. При этом горелка работает на всю свою мощность.

Когда достигается определенное температурное значение теплоносителя или воздуха в помещении, то горелка гаснет. Для поддержания заданной температуры происходит ее постоянное включение и выключение.

Классификация газовых горелок по типу регулирования температуры

С развитием технологий были разработаны новые, усовершенствованные методы автоматического регулирования температуры:

1. Одноступенчатые горелки – это примитивные устройства, их принцип работы описан выше. Они работают в одном режиме.
2. Двухступенчатые горелки – это устройства, способные работать в двух режимах (40 и 100% от общей мощности), автоматически переключаясь между ними.
3. Плавно-двухступенчатые – это горелки, работающие в двух режимах (40 и 100%), но их переключение между режимами осуществляется более плавно, что существенно увеличивает экономию топлива и качество поддержания температуры
4. Модулируемые газовые горелки – это самые функциональные устройства, способные работать в широком диапазоне мощностей (от 10 до 100 %). Такие горелки способны поддерживать температурный режим с отклонением всего 20С от заданного значения. При этом растет экономичность сжигания топлива, и снижаются температурные нагрузки на элементы отопительного агрегата.

Медный теплообменник является самым эффективным из всех, так как имеет хорошие показатели теплопроводности и тонкие стенки. Но он плохо переносит высокие температурные напряжения, поэтому имеет малый срок эксплуатации. В сочетании с модулируемой горелкой срок его службы становится продолжительнее.

Газовые горелки с возможностью изменения степени горения имеют высокую стоимость, но их эффективность быстро окупит затраты:

• экономия до 30% горючего;
• температура поддерживается в узком диапазоне;
• увеличивается эксплуатационный срок всего агрегата.

О преимуществах установки магниевого анода для бойлера читайте в статье.

Информацию об универсальных многотопливных котлах ТГЭ вы найдете по ссылке –

Основные элементы автоматической системы управления

Приборы, включенные в электрическую цепь горелки для осуществления автоматической работы:

1. Реле максимального и минимального давления газа имеет простую конструкцию, что сказывается на его длительном сроке эксплуатации. Его принцип действия состоит в том, что давление газа воздействует на мембрану, а в случае его отклонения от заданного значения происходит срабатывание, и регулирующий клапан производит необходимую регулировку. Реле минимального давления газа осуществляет защиту от падения давления газа до критического значения, а реле максимального давления осуществляет регулировку, не допуская превышения допустимого значения.
2. Термостат является сигнализатором достижения предельных значений температуры. По его сигналу происходит изменение режимов горения.
3. Контроллер горения – это элемент, объединяющий работу всей горелки в единый процесс. Работа горелки делится на несколько точек, которым соответствует определенное положение воздушной заслонки и регулирующего топливного клапана. При получении сигнала о низкой температуре происходит открытие соответствующих механизмов для увеличения мощности горения. Работа контроллера основывается на сигналах различных датчиков (давление, температура).
4. Реле минимального и максимального давления теплоносителя осуществляют защиту системы отопления от чрезмерного падения и увеличения давления теплоносителя. Оба случая являются опасными для продолжения работы котла, поэтому при достижении критического значения (нижнего или верхнего) происходит отключение котла, то есть прекращается подача газа.
5. Датчик заполнения котла нужен для осуществления защиты от включения горелки без наличия теплоносителя в котле.

Подключение датчиков зависит от марки котла, эту информацию можно найти в паспорте агрегата, а особенности подключения датчиков подробно расписаны в прилагаемых инструкциях.

Подключение и настройку системы автоматики должен контролировать специалист газовой службы. Пусконаладочные работы также проводятся в его присутствии с обязательным составлением акта о пригодности оборудования к безопасной эксплуатации.

Разновидности систем автоматического управления газовым котлом

Существуют системы управления различных марок и назначений, но все они работают по схожим принципам, отличие лишь в функциональности системы и зависимости от электросети.

Все оборудования можно объединить в три основные группы:

• энергонезависимые;
• энергозависимые проводные;
• энергозависимые беспроводные системы.

Энергонезависимая система управления газовым котлом – это самая первая автоматика для отопительного оборудования. Ее принцип действия базируется на физическом законе расширения материала при его нагревании.

Приблизительное действие этого закона можно рассмотреть на примере градусника – при нагревании ртуть расширяется и поднимается вверх по трубке, закрепленной на шкале. Обратный процесс происходит при остывании.

Чтобы узнать о принципе функционирования комбинированных котлов отопления, нажмите сюда.

О том, как создать дизайн кухни с газовой колонкой, читайте информацию по ссылке –

Также читайте о печи-котле Булерьян, принципе его работы и основных видах.

А теперь представьте, что подобная конструкция установлена внутри котла и измеряет температуру нагреваемого теплоносителя, только вместо ртути используется другой материал (металл).

При нагревании он расширяется и воздействует на рычажный механизм, прекращающий подачу газа. Как только теплоноситель остынет, металл сжимается, воздействует на рычаг, и подача газа возобновляется.

Энергозависимая система управления газовым котлом работает от электросети – это создает неудобство, но взамен увеличивается функциональность оборудования. Основной элемент подобных систем – термостат.

В зависимости от температурного режима он подает электромагнитный импульс на газовый клапан. Но с помощью специальной программы появляется возможность программирования температурного режима на несколько дней, недель или месяцев вперед.

Энергонезависимая беспроводная система управления газовым котлом работает по такому же принципу, что и проводной аналог. Отличие в том, что модуль управления беспроводной автоматики располагается в любом удобном для пользователя месте, при этом не соединяется проводом с агрегатом.

Некоторые системы предусматривают установку GSM модуля, который обеспечивает доступ через мобильное устройство (смартфон, планшет). Чтобы получить последние данные о состоянии оборудования, необходимо зайти в приложение на телефоне и ввести пароль.

Через мобильное устройство возможен не только контроль, но и управление котлом. А при возникновении внештатной ситуации система автоматически присылает уведомление в виде смс на указанный номер.

Современные технологии способны обеспечить полноценный автоматический контроль над работой автономной системы отопления, не создавая при этом лишних хлопот.

В современных системах отопления и подачи горячей воды используются различные виды горелок, обеспечивающих их надежную и эффективную работу. Выбор чаще всего связан с особенностями места установки и требованиями, предъявляемые к отопительному оборудованию.

Ступенчатые горелки обеспечивают регулирование мощности в 1-3 режимах, что во многих производственных процессах бывает недостаточно. Для повышения надежности и эффективности котлов и теплогенераторов производится монтаж горелок с автоматическим регулированием мощности.

Принцип модуляции в горелках

Модуляция – это плавное изменение мощности котла в автоматическом режиме. Такой принцип позволяет наиболее точно регулировать работу отопительного оборудования и поддерживать заданную температуру. Учитывая, что всего лишь 20% времени котел работает на полной мощности, для снижения затрат используется более экономичное оборудование – модулируемые жидкотопливные или газовые горелки, которые поддерживают температуру на заданном уровне.

Мощность горелки автоматически подстраивается под условия, необходимые для отопления или нагрева воды. С помощью таких устройств котел расходует столько топлива, сколько необходимо в данный момент и высота пламени регулируется в зависимости от изменения расхода топлива.

Как работает модулируемая горелка

В отличие от ступенчатых горелок, в которых используются механические соединения управляющих и исполнительных механизмов в виде рычагов, штырей, стержней, в модулируемых горелках используется электронный блок управления. Серводвигатели связаны с устройствами подачи воздуха и топлива напрямую, что исключает механические погрешности и обеспечивает точность установления заданной температуры до 0,1 градуса.

При помощи регулятора расхода топлива и системы зажигания происходит воспламенение топливной смеси. Затем сервопривод плавно приоткрывает клапан подачи топлива до момента набора максимальной мощности. После чего он в автоматическом режиме продолжает регулировать интенсивность горения и производительность горелки, уменьшая или увеличивая мощность в зависимости от необходимого количества тепла.

Преимущества модулируемых горелок

Горелка – это важный элемент, входящий в конструкцию котла или теплогенератора. Именно в ней происходит образование в определенных пропорциях смеси «топливо-воздух» и ее возгорание. Использование горелок с автоматической модуляцией позволяет:

• регулировать работу отопительного оборудования в плавном режиме в зависимости от изменения потребности в тепле;
• обеспечить более длительный срок работы оборудования в результате того, что частота циклов включения и выключения сведена к минимуму;
• гибко регулировать расход топлива при работе на 10-100% мощности и значительно снизить эксплуатационные расходы, особенно в том случае, когда используются горелки на отработанном масле;
• наиболее точно обеспечивать заданные пропорции топливной смеси, что невозможно в устройствах со ступенчатым регулированием.

Производственные процессы требуют четкого соблюдения температурного режима и любые, даже самые небольшие колебания могут привести к нарушению технологии. Использование модулируемых горелок позволяет избежать непредвиденных ситуаций и обеспечить надежное и бесперебойное тепло в любых условиях эксплуатации.

Одноступенчатые, двухступенчатые и модулируемые горелки для отопительных котлов. Обзор.

При выборе горелок потребители оказываются перед непростой задачей – какую горелку выбрать . Этот выбор им позволяет сделать небольшое сравнение горелок различных производителей по типу регулирования и уровню автоматизации горелочного устройства.

Мы предлагаем Вам ознакомиться с мнением специалистов нашей компании, основанном на опыте применения комбинированных, жидкотопливных и газовых горелок Weishaupt, Elco, Cib Unigas и Baltur.

Давайте определим основные требования, которые предъявляются к горелкам, в зависимости от области применения. В зависимости от области применения, горелки можно разделить на группы.

Группа 1. Горелки для систем индивидуального отопления (в данную группу мы относим горелки мощностью до 500 – 600 кВт, которые устанавливаются в котельных частных домов, небольших производственных и торгово-административных зданий).

При выборе горелок для данной группы потребителей, необходимо учитывать пожелания покупателя в уровне автоматизации индивидуальной котельной:

· если Вы не предъявляете повышенных технических требований к устанавливаемому оборудованию и желаете иметь надежную котельную, которая не требует больших первоначальных финансовых вложений, то можно остановить свой выбор на горелках с одноступенчатым, двухступенчатым режимами работы ;

· если в результате вы хотите построить систему отопления с высоким уровнем автоматизации, погодозависимым регулированием, а также низким расходом топлива и энергоресурсов, то Вам лучше применить модулируемые горелки или горелки с плавно-двухступенчатым регулированием , которые обеспечат возможность программирования мощности и широкий рабочий диапазон регулирования горелки.

Группа 2. Горелки для систем отопления крупных жилых комплексов (в данную группу мы относим горелки мощностью более 600 кВт для нужд жилищно-коммунального хозяйства, центральное отопление, а также для теплоснабжения крупных производственных и торгово-административных зданий).

· Для данной группы идеально подходят плавно-двухступенчатые или модулируемые горелки. Это обусловлено: большой мощностью котельных, пожеланием заказчика построить котельную с высоким уровнем автоматизации, желанием обеспечить максимально низкий расход топлива и электроэнергии (применить частотное регулирование мощности вентилятора), а также применить оборудование для автоматического регулирования по остаточному кислороду в дымовых газах (кислородное регулирование).

Группа 3. Горелки для применения на технологическом оборудовании (в данную группу можно отнести горелки любой мощности, в зависимости от мощности технологического оборудования).

· Для данной группы предпочтительны модулируемые горелки . Выбор данных горелок определен даже не столько пожеланием заказчика, а технологическими требованиями производства. Например: при некоторых производственных процессах требуется выдерживать строго определенный температурный график и не допустить перепадов температуры, иначе это может привести к нарушению технологического процесса, порче продукции и как результат к значительным финансовым потерям. Горелки со ступенчатым регулированием также могут применяться на технологических установках, но лишь в тех случаях, когда незначительные колебания температуры допустимы и не влекут за собой негативны последствий.

Краткое описание принципа работы горелок с различным типом регулирования .

Одноступенчатые горелки работают лишь в одном диапазоне мощности, работают м тяжелом для котла режиме. При работе одноступенчатых горелок происходит частые включения и отключения горелки, которыми регулирует автоматика котлоагрегата.

Двухступенчатые горелки , как и следует из названия, имеют две ступени мощности. Первая ступень, как правило, обеспечивает 40% мощности, а вторая – 100%. Переход с первой ступени на вторую происходит в зависимости от контролируемого параметра котла (температуры теплоносителя или давления пара), режимы включения/выключения зависят от автоматики котла.

Плавно-двухступенчатые горелки позволяют осуществлять плавный переход с первой ступени на вторую. Это нечто среднее между двухступенчатой и модулируемой горелкой.

Модулируемые горелки нагревают котёл непрерывно, по мере необходимости повышая или снижая мощность. Диапазон изменения режима горения — от 10 до 100% номинальной мощности.

Модулируемые горелки подразделяются на три типа по принципу работы модулирующих устройств:

1. горелки с механической системой модуляции;

2. горелки с пневматической системой модуляции;

3. горелки с электронной модуляцией.

В отличие от горелок с механической и пневматической модуляцией, горелки с электронной модуляцией позволяют обеспечить максимально возможную точность регулирования, поскольку исключаются механические погрешности в работе горелочных устройств.

Ценовые преимущества и недостатки

Конечно, модулируемые горелки дороже ступенчатых моделей, однако они имеют перед ними целый ряд преимуществ. Механизм плавного регулирования мощности позволяет свести цикличность включения-выключения котлов к минимуму, что значительно снижает механические напряжения на стенках и в узлах котла, а значит, продлевает его «жизнь». Экономия топлива при этом составляет не менее 5%, а при грамотной настройке можно добиться 15% и выше . И, наконец, установка модулируемых горелок не требует замены дорогостоящих котлов, если они исправно функционируют, при этом повышая КПД котла.

На фоне недостатков ступенчатых горелок достоинства модулируемых горелок очевидны. Единственным фактором, заставляющим руководителей сделать выбор в пользу ступенчатых моделей, является их более низкая цена. Но экономия такого рода обманчива: не лучше ли единовременно потратить большую сумму на более совершенные, экономичные и экологичные горелки? Тем более, что затраты окупятся в ближайшие несколько лет!

Многие покупатели понимают выгоду использования модулируемых горелок, и теперь им остаётся только выбрать необходимые модели. К каким же производителям лучше обратиться? Даже при поверхностном изучении цен на импортные и отечественные горелки, видно, что разница весьма значительна. Некоторые модели зарубежных производителей дороже продукции российского производства более чем в два раза.

Детальный анализ рынка производителей горелок показывает, что российское оборудование значительно уступает импортным аналогам по уровню автоматизации. Для того, чтоб добиться высокого уровня автоматизации горелок российского производства, необходимо вложить не мало денежных средств на приобретение необходимых систем автоматики и работ по монтажу и наладке оборудования. По результатам всех работ получается, что стоимость дооборудованных горелок российского производства близка к стоимости импортных горелок. Но при этом, Вы не будете иметь стопроцентной гарантии, что доукомплектованная российская горелка обеспечит Вам необходимый результат

Заключение наших специалистов

Правильный выбор горелки — важный этап при строительстве или модернизации котельной. От того, насколько ответственно Вы подошли к этому вопросу, зависит дальнейшая работа отопительного оборудования. Стабильная работа горелки, соответствие экологическим нормам, более длительный срок службы котлов и возможность полной автоматизации работы теплоэнергетической установки говорят о значительных преимуществах применения в котельных модулируемых горелок. А если выгода от их эксплуатации очевидна, не воспользоваться ею — просто неразумно.

Горелки Weishaupt / Германия , Elco / Германия , Cib Unigas / Италия, Baltur / Италия зарекомендовали себя как надежное и качественное оборудование. Выбирая эти горелки, Вы получаете уверенность и выгоду! В свою очередь мы готовы обеспечить для Вас приемлемые цены и кратчайшие сроки поставки оборудования.

При использовании материала, ссылка на сайт обязательна.