Yksivaiheiset, kaksivaiheiset ja moduloivat polttimet lämmityskattiloihin. Arvostelu. Kotitalouskattilan ohjaus Kaksivaiheisen polttimen käyttö PID-lain mukaisesti

Tutustumisen jälkeen erilaisia ​​tyyppejä kaasupolttimia, voit tehdä varmuudella päätöksen valitsemastasi polttimesta, joka sopii käyttötarkoitukseesi.

Nykyaikaisten kattiloiden valmistajat, jotka parantavat jatkuvasti tuotteitaan, antavat heille uusia toimintoja ja samalla vaikeuttavat oikean kattilan valintaa ja sen säätöä. Tämä ei ole ihme, koska lämmitysjärjestelmä on moderni maalaistalo ei koostu vain kattilasta, putkista, ikkunoiden alla olevista lämpöpattereista, vaan se sisältää myös monia lämmityspiirejä, joiden hallinta tulisi uskoa automaattisäätimille.

Muuten asunnonomistajien on mukauduttava jatkuvasti yksittäisiä elementtejä manuaalisesti riittävän mukavuuden varmistamiseksi. Monimutkaisempi ohjausjärjestelmä tarkoittaa kuitenkin aina korkeampaa hintaa. "Tarvitsenko tätä?" — ostaja kysyy retorisen kysymyksen.

Tässä lyhyessä artikkelissa yritämme välittää lukijoille prosessien fysiikan toimiva järjestelmä lämmitys, joka on luontainen kaikille lämmitysjärjestelmille, mukaan lukien monimutkaiset. Lämmitysjärjestelmää, sen toimintaa tai muuntamista valittaessa on erittäin tärkeää, että sinulla on käsitys siitä, mitä sinulla on tai aiot ostaa. Rakenteeseen nykyaikaiset järjestelmät lämmitysjärjestelmässä on jo toimintoja, jotka vaativat sen muuntamista ja parantamista.

Joten kattilaautomaatiolle on määritetty kaksi tärkeää toimintoa: turvajärjestelmä ja lämpömukavuus. Tietysti turvallisuuden varmistaminen on tärkein prioriteetti muiden tehtävien joukossa. Esimerkiksi kattilaveden säätelyn yläraja on asetettu siten, että lämpötilan ylityksen vuoksi se ei koskaan ylitä rajatasoa. Mahdollisen lämpötilan nousun suuruus riippuu kattilan rakenteesta ja materiaalista, ja automaation valmistaja ottaa sen huomioon asettaessaan ylärajaa kattilan lämpötilasäädölle.

Artikkelissamme keskitymme automaation toimintaan mukavan lämpötilan varmistamiseksi lämmitetyissä huoneissa.

Lämpömukavuuden tunne on pitkälti subjektiivinen. Tässä suhteessa ilmastojärjestelmien asiantuntijat käyttävät Fagnerin mukavuusindeksin käsitettä. Se tarjoaa seitsemän asentoa, jotka vastaavat subjektiivisia tuntemuksia

• -3 "kylmä"
• -3 "viileä"
• -1 "hieman viileyttä"
• 0 "neutraali"
• 1" pientä lämpöä»
• 2 "lämpö"
• 3 "kuuma"

Tietty lämpötila huoneeseen muodostuu, kun saavutetaan tasapaino lämpöhäviöiden ja laitteista tulevan lämmönsiirron välillä. Samanaikaisesti asetetun lämpötila-arvon ylläpitämiseksi on säänmuutosten aiheuttama lämpöhäviön muutos kompensoitava korjaamalla asianmukaisesti jäähdytysnesteen lämpötilaa tai sen tilavuusvirtaa lämmityslaitteiden läpi.

Tarkastellaan ensin toista tapausta, nimittäin huonelämpötilan säätöä muuttamalla tilavuusvirtaa lämmityslaitteiden läpi.

Tämä ongelma on helppo ratkaista käyttämällä termostaattiset venttiilit asennettu pattereihin tai konvektoriin. Tässä tapauksessa kattilaautomaation tehtävänä on pitää jäähdytysnesteen lämpötila tietyllä tasolla (käännä vain kattilan kaukosäätimen potentiometrin nuppia, säädä haluttu lämpötila). Useimmissa kattiloissa näin tapahtuu, eikä se tarkoita mitään muuta. Kattilan toiminta-algoritmi vaihtelee polttimesta riippuen: moduloiva, yksi- tai kaksivaiheinen.

Kun työskentelet yksivaiheisen polttimen kanssaLämpötilansäädin toimii kynnyskytkimenä, joka kytkee polttimen päälle ja pois, kun menolämpötila saavuttaa kynnysarvot. On tietty ero päälle- ja poiskynnysten välillä - "hystereesissä". Pääsääntöisesti päälle- ja poiskynnykset sijaitsevat symmetrisesti asetettuun menolämpötilaan nähden niin, että keskilämpötila pitkän ajanjakson aikana osuu asetettuun.

Ongelma Kun jäähdytysnesteen tilavuus on pieni ja lämmönkulutus on merkittävästi pienempi kuin polttimen teho, polttimen lämpötila nousee liian nopeasti. Tapahtuu vaarana, että poltin kytketään päälle liian usein, mikä voi vaikuttaa sen resursseihin. Ongelma on voitettava eri tavoilla. Esimerkiksi ajallisesti muuttuvan hystereesiarvon käyttäminen.

Pienillä lämpökuormilla ja vastaavasti lyhyillä kattilan lämmitysjaksoilla sovelletaan korotettua hystereesiarvoa. Jos katkaisukynnystä ei saavuteta määritetyn hystereesiajan kuluessa, hystereesiarvo pienennetään automaattisesti lineaarisesti standardiin 5 g. Celsius. Buderus käyttää erilaista algoritmia, jota kutsutaan "dynaamiseksi vaihtamiseksi" - kun menolämpötilaa, nousevaa tai laskevaa, verrataan asetettuun lämpötilaan ja järjestelmä alkaa laskea epäsopivuuden muuttamisen funktion integraalia ajan myötä.

Poltin kytkeytyy päälle ja pois, kun integraali saavuttaa asetetun arvon, jolloin kattilan nopeasti lämmetessä kytkentälämpötila on korkeampi kuin kattilan hitaasti lämpeneessä. Siten kytkentäkynnys säätyy automaattisesti lämmitysjärjestelmän ominaisuuksien ja lämmönkulutuksen mukaan

Kaksivaiheiselle polttimelle prosessi ei pohjimmiltaan poikkea edellä käsitellystä - vaihtokynnyksiä on vain kaksi kertaa enemmän.

Moduloiva poltin mahdollistaa menolämpötilan jatkuvan suhteellisen ohjauksen, kun polttimen tehoarvo riippuu lineaarisesti lämpötilan epäsovitusarvosta. Tällainen säätö ei kuitenkaan aina ole mahdollista, koska monien moduloivien polttimien teho ei muutu tasaisesti nollasta, vaan 30-40 %:sta maksimiarvosta. Jos lämmityspiirin lämmönkulutus on tämän rajan alapuolella, edessämme on jälleen kynnyssäätö. Tähän asti olemme miettineet prosesseja, joissa asetettu kattilan lämpötila asetettiin manuaalisesti kattilan kaukosäätimen potentiometrillä ja kattilaautomaation tehtävänä oli ylläpitää tätä lämpötilaa.

Miellyttävän huonelämpötilan ylläpito säätämällä kattilan veden lämpötilaa. Tämä tapahtuu ottamalla huonetermostaatti automaatiojärjestelmään.

huomaa, että huonetermostaatti eivät yleensä sisälly kattilan vakiokokoonpanoon. Kattilan toiminnan ohjaus huoneen asetetun lämpötilan ylläpitämiseksi voidaan suorittaa jollakin kahdesta säädöstä: kaksiasentoinen (on/off) tai jatkuva. Ensimmäisessä tapauksessa ohjausalgoritmi on sama kuin kattilassa, jossa on yksivaiheinen poltin. Kattilaveden lämpötilaan verrattuna huonelämpötila kuitenkin muuttuu paljon hitaammin ja tämä voi johtaa suuriin kynnysarvojen ylityksiin. Siksi on-off-ohjausta ei yleensä suositella lämmitysjärjestelmiin, joissa on yli 25-30 kW:n kattilat.

Jatkuvalla säätelyllä Säätötoiminto on menolämpötila, joka muuttuu huoneen lämpötilapoikkeaman mukaan. Lämpötila-anturin tulee sijaita tietyssä huoneessa (kutsutaanko sitä referenssihuoneeksi) ja muiden huoneiden lämpötila asetetaan suhteessa tämän vertailuhuoneen lämpötilaan. Mukava lämpötila sisällä eri huoneet eroavat toisistaan. Esimerkiksi makuuhuoneessa se on matalampi. Päivällä tilat ovat yleensä tyhjiä ja mukavan lämpötilan ylläpitäminen on turhaa, rahan haaskausta.

Toiminto päivittäisen lämpötila-aikataulun asettamiseen ja toteuttamiseen tiloissa ehdottaa luonnollisesti itsestään. Päivittäinen lämpötilaohjelmointi on usein mahdollista eri viikonpäiville (arkipäivät, juhlapäivät, juhlat, lomat). Suuri ongelma tässä ohjausmenetelmässä on huoneiden lämpötilan säätäminen suhteessa referenssiin yhdistämällä se yhdeksi piiriksi.

Lisäksi lisäämällä viihtyisyyttä viitehuoneessa vaarannamme vähentää sitä muissa samaan ohjauspiiriin liitetyissä huoneissa. Lisäksi termostaatteja ei voi käyttää referenssihuoneessa. lämmityslaitteet, koska ne ovat itsenäisiä ohjausjärjestelmiä, joilla on samat syöttöparametrit kuin kattilaautomaatiolla.

Usean lämmityspiirin vettä samanaikaisesti lämmittävän kattilan ohjaamiseen erilaisia ​​ominaisuuksia, vaaditaan tietty näille piireille yhteinen tuloparametri. Yksinkertainen ja tehokas ratkaisu Havaittiin.

Ilman lämpötilan käyttö rakennuksen ulkopuolella syöttöparametrina

Itse asiassa minkä tahansa lämmityspiirin menolämpötila, joka tarvitaan kompensoimaan huoneiden lämpöhäviöitä, liittyy ulkoilman lämpötilaan hyvin tunnetuin yhteyksin, jotka graafinen esitys kutsutaan yleensä lämpökäyriksi tai lämpökäyräksi. Jäljelle jää vain sisällyttää nämä suhteet kullekin tietylle piirille kattilahuoneen ohjausjärjestelmän toiminta-algoritmiin. Useimpien valmistajien automaatiossa tätä varten sinun on valittava yksi ehdotetuista käyristä. On olemassa muitakin lähestymistapoja tähän ongelmaan, esimerkiksi riittää, että Buderus-kattilasäätäjä asettaa kaksi pistettä, joista automaatio itse rakentaa koko käyrän. Huomaa, että on erittäin tärkeää sijoittaa lämpötila-anturi talon pohjoispuolelle etäälle lämmönlähteistä, kuten ikkunoista ja savupiiput. Tässä tapauksessa sääkompensoitu automaatio toimii mahdollisimman oikein.

Mitä tapahtuu, jos avaat ikkunan? Järjestelmä, joka ohjaa kattilaa ja lämmityspiirejä ulkolämpötila, voi reagoida odottamattomiin muutoksiin lämpötasapaino lämmitetyissä huoneissa. Useimmissa tapauksissa tämä mahdollisuus tarjotaan vastaavan piirin lämpökäyrän automaattisella säädöllä (useimmiten rinnakkaissiirrolla) lukemien perusteella huoneanturi lämpötila.

Lisäksi monet valmistajat tarjoavat sääkompensoidun automaation lisäksi huonetermostaatin. Käytettäessä ulkoisia ja huoneantureita yhdessä, lämpötilaa voidaan säätää ottaen huomioon huoneen lisälämmönlähteet. Yksinkertaisesti sanottuna, jos liesi käynnistetään keittiössä ja tämän vuoksi siellä on lämmennyt, ohjain "ottaa huomioon" tämän tosiasian ja säätää indikaattoreita ulkoiset anturit vai onko huone sijaitsee aurinkoinen puoli ja vaatii lämmitystä vain, kun aurinko "poistuu".

Kun automaatio tulee kalliimmaksi, sen ominaisuuksia parantaa kyky ohjata monimutkaisempia polttimia (askel-, askel- ja modulaatioohjauksella), keittoyksikköä kuuma vesi, yksi tai useampi (patteripiirien määrä kasvaa), matalan lämpötilan (lämmin lattia) piirit, toteuttaa erilaisia ​​muita ohjelmia (aurinkovesilämmittimien liittäminen) jne.

Tehdään yhteenveto: miksi kaikki nämä sääriippuvaisen ohjauksen vaikeudet? Kuinka se on parempi kuin yksinkertainen "pysyvä kattila" ja kaikkien akkujen termostaatit?

Sääherkän hoidon kannattajat he sanovat sen pääosassa lämmityskausi lämmöntarve on paljon pienempi kuin laskettu, joten jäähdytysnesteen jatkuva lämmitys maksimilämpötilaan on rahanhukkaa. Se toimii erityisen tehokkaasti pakkas- ja sulamisaikoina, jolloin saavutetaan miellyttävin huonelämpötila ja merkittävät resurssisäästöt, koska järjestelmän inertia pienenee eikä kattilan tarvitse tehdä ylimääräistä työtä polttamalla polttoainetta. Lisäksi, jos työskentelet vakio lämpötila jäähdytysneste, ja se on lähes aina korkea, lämpöhäviö kasvaa, mikä kasvaa mitä korkeampi jäähdytysnesteen lämpötila. Yleensä kattilan hyötysuhde laskee kattilaveden keskilämpötilan noustessa.

Useimmat länsimaiset valmistajat ( « Buderus» , "Viessmann") vetoamatalan lämpötilan kattiloiden tuotanto.

Sääriippumattoman ohjauksen vastustajat väittävät, että tällaisen automaation hinta on liian korkea. Ja toistaiseksi polttoaineen hinta kompensoi kustannukset täysin.

Käännytään asiantuntijoiden puoleen. foorumilla sivusto sanoo selvästi, että säänkestävä automaatio säästää rahaa, eikä tässä ole huomioitu sen mukavuutta, jonka se tuo taloon ja varmistaa pidemmän ongelmattoman toiminnan.

Time-yhtiö tarjoaa ohjelmoitavan säätimen sääkompensoivaksi automaatioksi calorMATIC 430 West. Itse asiassa se toimii kuten etä kattilasta. Asunnon omistajan ei tarvitse juosta kattilahuoneeseen lämmittämään tai viileämmäksi, jos hän asentaa näyttöpaneelin sopivaan paikkaan.

Yksivaiheiset, kaksivaiheiset ja moduloivat polttimet lämmityskattiloihin. Arvostelu.

Polttimia valitessaan kuluttajat kohtaavat vaikean tehtävän– mikä poltin valita . Tämän valinnan avulla he voivat tehdä pienen vertailun eri valmistajien polttimia säätelytyypin ja poltinlaitteen automaatiotason mukaan.

Kutsumme sinut tutustumaan yrityksemme asiantuntijoiden mielipiteisiin, jotka perustuvat Weishauptin, Elcon, Cib Unigasin ja Balturin yhdistettyjen, nestemäisten polttoaineiden ja kaasupolttimien käytöstä saatuihin kokemuksiin.

Määritetään polttimien perusvaatimukset sovelluksesta riippuen. Käyttöalueesta riippuen polttimet voidaan jakaa ryhmiin.

Ryhmä 1. Polttimet yksittäisiin lämmitysjärjestelmiin (V tämä ryhmä Valikoimastamme löytyy polttimia, joiden teho on jopa 500 - 600 kW, jotka asennetaan yksityistalojen kattilahuoneisiin, pieniin teollisuus- ja liike- ja hallintorakennuksiin).

Kun valitset polttimia tälle kuluttajaryhmälle, on tarpeen ottaa huomioon ostajan toiveet yksittäisen kattilahuoneen automaatiotasossa:

· jos sinulla ei ole lisääntynyt tekniset vaatimukset asennettuihin laitteisiin ja haluat luotettavan kattilahuoneen, joka ei vaadi suuria alkuinvestointeja, niin voit valita polttimet yksivaiheinen, kaksivaiheinen toimintatila;

· jos sen seurauksena haluat rakentaa lämmitysjärjestelmän, jossa on korkea automaatiotaso, sääriippuvainen säätö sekä alhainen polttoaineen ja energian kulutus, sinun on parempi käyttää moduloivat polttimet tai polttimet tasaisella kaksivaiheisella säädöllä, joka tarjoaa mahdollisuuden ohjelmoida tehoa ja laajan polttimen ohjausalueen.

Ryhmä 2. Polttimet suurten asuinkompleksien lämmitysjärjestelmiin (tähän ryhmään kuuluvat polttimet, joiden teho on yli 600 kW asumis- ja kunnallispalvelujen tarpeisiin, keskuslämmitys sekä suurten teollisuus-, liike- ja hallintorakennusten lämmönhuoltoon).

· Sileät kaksivaiheiset tai moduloivat polttimet ovat ihanteellisia tälle ryhmälle. Tämä johtuu: kattilarakennusten suuresta tehosta, asiakkaan halusta rakentaa kattilatalo, jossa on korkea automaatiotaso, halusta varmistaa mahdollisimman alhainen polttoaineen ja sähkön kulutus (käyttö taajuuden säätö puhaltimen teho), sekä käyttää laitteita savukaasujen jäännöshapen automaattiseen säätöön (hapen ohjaus).

Ryhmä 3. Polttimet käytettäväksi prosessilaitteissa (Tämä ryhmä voi sisältää minkä tahansa tehon polttimet prosessilaitteiston tehosta riippuen).

· Suosittu tälle ryhmälle moduloivat polttimet. Näiden polttimien valintaa eivät määrää niinkään asiakkaan toiveet, vaan tuotannon tekniset vaatimukset. Esimerkiksi: joillekin tuotantoprosessit on noudatettava tiukasti määriteltyä lämpötila-aikataulua ja estettävä lämpötilan muutokset, muuten tämä voi johtaa rikkomukseen tekninen prosessi, tuotevaurioita ja sen seurauksena merkittäviä taloudellisia menetyksiä. Askelohjattuja polttimia voidaan käyttää myös teknologiset asennukset, mutta vain tapauksissa, joissa pienet lämpötilanvaihtelut ovat hyväksyttäviä eivätkä aiheuta kielteisiä seurauksia.

Lyhyt kuvaus polttimien toimintaperiaatteesta erilaisia ​​tyyppejä säätö.

Yksivaiheiset polttimet Ne toimivat vain yhdellä tehoalueella, ne toimivat kattilan kannalta vaikeassa tilassa. Yksivaiheisten polttimien toimiessa poltin kytkeytyy usein päälle ja pois, mitä ohjaa kattilayksikön automaattinen ohjaus.

Kaksivaiheinen poltin , kuten nimestä voi päätellä, on kaksi tehotasoa. Ensimmäinen vaihe tuottaa tyypillisesti 40 % tehosta ja toinen 100 %. Siirtyminen ensimmäisestä vaiheesta toiseen tapahtuu säädetystä kattilaparametrista (jäähdytysnesteen lämpötila tai höyrynpaine) riippuen, päälle/pois-tilat riippuvat kattilan automaatiosta.

Tasaiset kaksivaiheiset polttimet mahdollistaa sujuvan siirtymisen ensimmäisestä vaiheesta toiseen. Tämä on kaksivaiheisen ja moduloivan polttimen risteytys.

Moduloivat polttimet lämmitä kattilaa jatkuvasti lisäämällä tai vähentäen tehoa tarpeen mukaan. Polttotavan muutosalue on 10 - 100 % nimellistehosta.

Moduloivat polttimet jaetaan kolmeen tyyppiin moduloivien laitteiden toimintaperiaatteen mukaan:

1. polttimet mekaaninen järjestelmä modulaatio;

2. Polttimet pneumaattisella modulaatiojärjestelmällä;

3. polttimet elektronisella modulaatiolla.

Toisin kuin mekaanisella ja pneumaattisella modulaatiolla varustetut polttimet, elektronisella modulaatiolla varustetut polttimet mahdollistavat suurimman mahdollisen ohjaustarkkuuden, koska poltinlaitteiden toiminnan mekaaniset virheet eliminoidaan.

Hinta edut ja haitat

Tietenkin moduloivat polttimet ovat kalliimpia kuin porrastetut mallit, mutta niillä on useita etuja niihin verrattuna. Tasaisen tehonsäädön mekanismin avulla voit vähentää kattiloiden käynnistys- ja sammutusjaksoa minimiin, mikä vähentää merkittävästi kattilan seiniin ja komponentteihin kohdistuvaa mekaanista rasitusta ja pidentää siten sen "ikää". Polttoaineen säästö on vähintään 5%, ja oikealla virityksellä voit saavuttaa 15% tai enemmän. Ja lopuksi, moduloivien polttimien asentaminen ei edellytä kalliiden kattiloiden vaihtamista, jos ne toimivat kunnolla, samalla kun kattilan hyötysuhde paranee.

Porrastettujen polttimien haittojen taustalla moduloivien polttimien edut ovat ilmeisiä. Ainoa tekijä, joka pakottaa johtajat valitsemaan askelmalleja, on heidän enemmän alhainen hinta. Mutta tämänkaltaiset säästöt ovat petollisia: eikö olisi parempi käyttää iso summa kerrallaan edistyneempiin, taloudellisempiin ja ympäristöystävällisempiin polttimiin? Lisäksi kustannukset maksavat itsensä takaisin muutaman seuraavan vuoden aikana!

Monet ostajat ymmärtävät moduloivien polttimien käytön edut, ja nyt heidän on valittava vain tarvittavat mallit. Mihin valmistajiin kannattaa ottaa yhteyttä? Jopa pintapuolisesti tarkasteltaessa tuonti- ja kotimaisten polttimien hintoja on selvää, että ero on melko merkittävä. Jotkut ulkomaisten valmistajien mallit ovat kalliimpia kuin tuotteet Venäjän tuotanto yli kaksi kertaa.

Poltinvalmistajien markkinoiden yksityiskohtainen analyysi osoittaa, että venäläiset laitteet ovat automaatiotason suhteen huomattavasti huonompia kuin tuontianalogit. Saavuttaaksesi korkeatasoinen venäläisten polttimien automatisointiin on investoitava melkoisesti Raha ostoa varten tarvittavat järjestelmät automaatio ja laitteiden asennus ja käyttöönotto. Kaiken työn tulosten perusteella käy ilmi, että jälkiasennettujen venäläisten polttimien hinta on lähellä tuontipolttimien kustannuksia. Mutta samaan aikaan sinulla ei ole 100% takuuta siitä, että täysin varustettu venäläinen poltin tarjoaa sinulle halutun tuloksen.

Asiantuntijoidemme johtopäätös

Oikean polttimen valinta - tärkeä vaihe kattilahuoneen rakentamisen tai modernisoinnin aikana. Jatkotyö riippuu siitä, kuinka vastuullisesti suhtaudut tähän asiaan. lämmityslaitteet. Polttimen vakaa toiminta, ympäristöstandardien noudattaminen, kattiloiden pidempi käyttöikä ja kyky täysin automatisoida lämpövoimalaitoksen toiminta osoittavat merkittäviä etuja moduloivien polttimien käytössä kattilataloissa. Ja jos niiden toiminnasta saatava hyöty on ilmeinen, sen hyödyntämättä jättäminen on yksinkertaisesti kohtuutonta.

Polttimet Weishaupt / Saksa Elco/ Saksa , Cib Unigas / Italia, Baltur / Italia on osoittautunut luotettavaksi ja laadukkaita laitteita. Valitsemalla nämä polttimet saat luottamusta ja voittoa! Olemme puolestaan ​​valmiita tarjoamaan sinulle kohtuulliset hinnat ja niin pian kuin mahdollista laitteiden toimittaminen.

Kotitalouksien lämmityskattiloiden valmistajat, jotka parantavat jatkuvasti tuotteitaan ja tarjoavat niille uusia toimintoja, vaikeuttavat samalla oikean kattilan valintaa ja asennusta. Tämä koskee eniten kattilaautomaatiota - ja nyt seinään asennettavat kattilat, joita aiemmin ohjattiin yhdellä potentiometrillä, toimitetaan nykyään usein sisäänrakennetulla sääkompensoivalla automaatiolla. Monimutkaisempi ohjausjärjestelmä tarkoittaa kuitenkin aina korkeampaa hintaa. Herää järkevä kysymys: "Onko tämä välttämätöntä?" Auttaaksemme kuluttajia vastaamaan tähän kysymykseen, yritämme ymmärtää kattilaautomaation päätoiminnot.

Kotitalouksien kattiloiden ohjausjärjestelmien tarkoituksena on varmistaa turvallisuus, oikea toiminta varusteita ja mukavuutta talossa tai asunnossa asuville. Mukavuus meidän tapauksessamme on mukava lämpötila eikä sen varmistamiseksi tarvitse tehdä mitään (esimerkiksi mennä kattilahuoneeseen, kääntää säädintä jne.).
Turvallisuuden suhteen tilanne on mitä yksinkertaisin ja selkeä: olipa ohjausjärjestelmä sisäänrakennettu kattilaan tai se toimitetaan erikseen, siinä on aina turvalämpötilan rajoitin. Tämä laite on lämpörele, jonka koskettimien avaaminen johtaa kattilan polttoaineen syötön katkeamiseen, kun kattilaveden turvallinen lämpötila ylittyy. Turvalämpötilarajoittimen laukeaminen on vakava hätätilanne ja sen poistaminen, ts. vaihto tai uudelleenasennus turvalaite ja kattilan käynnistäminen edellyttävät huoltoasiantuntijan apua.
On sanomattakin selvää, että turvallisuus on muiden tehtävien joukossa etusijalla, joten kattilaveden lämpötilan säätelyn yläraja asetetaan siten, että lämpötila ei koskaan ylitä rajatasoa päälleajon vuoksi. Mistä lämpötilan noususta puhumme?
Kuvittele äkillisen sähkökatkon tilanne: poltin sammui, kiertovesipumppu kattilan piiri on pysähtynyt. Kattila muuttuu eristetyksi järjestelmäksi. Asennuksen aikana tähän lämpötasapainojärjestelmään metallin lämpötila laskee ja veden lämpötila nousee useita asteita. Jos ennen tätä nousua se oli lähellä suurinta sallittua, kattilan vikaantuminen sähkökatkon aikana on taattu. Mahdollisen lämpötilan nousun suuruus riippuu kattilan rakenteesta ja materiaalista, ja automaation valmistaja ottaa sen huomioon asettaessaan ylärajaa kattilan veden lämpötilan säätelylle.
Siirrytään kattilaautomaation päätarkoitukseen: mukavan lämpötilan varmistamiseen lämmitetyissä huoneissa. Kuten tiedetään, tietty lämpötila huoneeseen muodostuu, kun saavutetaan tasapaino lämpöhäviöiden ja lämmityslaitteiden lämmönsiirron välillä. Samanaikaisesti tietyn lämpötila-arvon ylläpitämiseksi on säänmuutoksen aiheuttama muutos lämpöhäviössä kompensoitava korjaamalla asianmukaisesti jäähdytysnesteen lämpötilaa tai sen tilavuusvirtausta lämmityslaitteiden läpi. Tämä ongelma on helpoimmin ratkaistavissa lämpöpattereihin tai konvektoriin asennettujen termostaattisten venttiilien avulla, kun jäähdytysnesteen lämpötila pysyy vakiona. Tässä tapauksessa kattilaautomaation toiminto on rajoitettu asetetun menolämpötilan ylläpitämiseen.
On sanottava, että useimmissa kotitalouksien kattiloissa on sisäänrakennettu ohjausyksikkö, eivätkä ne vaadi muuta: menolämpötila asetetaan manuaalisesti, vaikka sitä ylläpidetään automaattisesti. Ohjausalgoritmi vaihtelee riippuen siitä, millä polttimella kattila on varustettu: moduloiva, yksi- tai kaksivaiheinen. Yksiportaisella polttimella varustetuissa kattiloissa lämpötilansäädin toimii kynnyskytkimenä, joka kytkee polttimen päälle ja pois, kun menolämpötila saavuttaa kynnysarvot. Vaihtokynnysten välillä ja
pois päältä, tietty ero on määritetty - kytkentähystereesi (kuva 1). Pääsääntöisesti päälle- ja poiskynnykset sijaitsevat symmetrisesti asetettuun menolämpötilaan θ suuhun nähden siten, että keskilämpötila pitkällä aikavälillä on sama kuin asetettu.
Jos jäähdytysnesteen tilavuus lämmitysjärjestelmässä on pieni ja lämmönkulutus on merkittävästi pienempi kuin polttimen teho, lämpötila polttimen päällekytkemisen jälkeen nousee liian nopeasti. Näin ollen on olemassa vaara, että poltin kytketään päälle liian usein, mikä voi myös vaikuttaa sen käyttöikään. Tämä ongelma ratkaistaan ​​monin eri tavoin. Esimerkiksi ajallisesti muuttuvaa hystereesiarvoa (Ariston) käyttämällä se on 1. minuutin aikana päällekytkemisen jälkeen 8, 2. minuutilla - 6 ja 3. minuutista alkaen - 4 K.
Algoritmi hystereesiarvon muuttamiseen tilanteesta riippuen on upotettu Kromschröder-automaatioon: ohjausjärjestelmän asetusten palvelutasolla voit asettaa korotetun hystereesin (jopa 20 K) ja sen keston (jopa 30 minuuttia). Pienillä lämpökuormilla ja vastaavasti lyhyillä kattilan lämmitysjaksoilla sovelletaan korotettua hystereesiarvoa. Jos katkaisukynnystä ei ole saavutettu määritetyn hystereesiajan kuluessa, hystereesiarvo pienennetään automaattisesti lineaarisesti standardiarvoon 5 K.

Pohjimmiltaan erilaista lähestymistapaa käytetään Buderuksen kattilaautomaatiossa, jossa käytetään kehittäjien "dynaamiseksi vaihtamiseksi" kutsumaa algoritmia. Kun menolämpötilaa, nousevaa tai laskevaa, verrataan asetettuun lämpötilaan θset, järjestelmä alkaa laskea funktion integraalia, joka muuttaa epäsopivuutta ajan kuluessa (varjostettu alue kuvassa 2). Poltin kytkeytyy päälle tai pois päältä, kun integraali saavuttaa asetetun arvon. Ilmeisesti kattilan nopealla lämmityksellä kytkentälämpötila on korkeampi kuin hitaalla lämmityksellä. Siten kytkentäkynnys säätyy automaattisesti lämmitysjärjestelmän ominaisuuksien ja lämmönkulutuksen määrän mukaan.
Kattilan ohjausalgoritmi kanssa kaksivaiheinen poltin ei pohjimmiltaan eroa edellä käsitellystä - vain kytkentäkynnykset ovat vastaavasti kaksi kertaa suuremmat (kuva 3).

Lopuksi moduloiva poltin mahdollistaa menolämpötilan jatkuvan suhteellisen ohjauksen, jossa polttimen teho on lineaarisesti riippuvainen lämpötilaerosta. Tällainen säätö ei kuitenkaan aina ole mahdollista, koska monien moduloivien polttimien teho ei muutu tasaisesti nollasta, vaan 30-40 %:sta maksimiarvosta. Jos lämmityspiirin lämmönkulutus on tämän rajan alapuolella, edessämme on jälleen kynnyssäätö.
Tähän asti olemme tarkoittanut, että menoveden lämpötila asetetaan manuaalisesti kattilan ohjauspaneelin potentiometrillä ja sen ohjausjärjestelmä ylläpitää sitä automaattisesti. Lämmitysjärjestelmän tarkoituksena on kuitenkin ylläpitää mukavaa lämpötilaa huoneessa, ja olisi loogista, että tämä lämpötila olisi säädettävä muuttuja. Huoneessa asetettua lämpötilaa ylläpitävä laite - huonetermostaatti - on useimmiten sidottu itse huoneeseen, eikä se sisälly kattilan päätoimitukseen. Koska säätö tapahtuu kuitenkin kattilan toiminnan ohjauksen kautta, katsomme huonetermostaatin myös kattilaautomaation osaksi.
Kattilan toiminnan ohjaus huoneen asetetun lämpötilan ylläpitämiseksi voidaan suorittaa jollakin kahdesta ohjaustyypistä: kaksiasentoinen (on-off) tai jatkuva. Ensimmäisessä tapauksessa ohjausalgoritmi on sama kuin kattilassa, jossa on yksivaiheinen poltin. Kattilaveden lämpötilaan verrattuna huoneen lämpötila kuitenkin muuttuu paljon hitaammin kattilaa käynnistettäessä ja sammutettaessa, mikä voi johtaa suuriin poikkeamiin raja-arvojen yli. Siksi on-off-ohjausta ei yleensä suositella lämmitysjärjestelmiin, joissa on suuritehoiset (yli 25-30 kW) kattilat. Tällaisten ajojen välttämiseksi esimerkiksi Kromschröder-automaatiossa voidaan palvelutasolla asettaa viiveaika 2. portaan päällekytkemiselle (kuva 3), jolloin 2. porras kytkeytyy päälle ei heti kynnyksen θon saavuttamisen jälkeen. 2, mutta tietyn ajan kuluttua. Tämä antaa lisämahdollisuus lämpötilansäätimen asetukset tietyn lämmitysjärjestelmän ominaisuuksien mukaan.

Jatkuvassa säädössä säätötoimena on menolämpötila, joka muuttuu riippuen huonelämpötilan poikkeamasta asetetusta arvosta (kuva 4). Huonelämpötilan asetusarvo on käyttäjälle mukava lämpötila, joka ei ole aina sama - vaikka peiton alla nukkumiseen sopiva lämpötila on useita asteita alhaisempi kuin aamu- tai iltatunneilla, ja päivällä huone voi olla tyhjä, ja säilytä se korkea lämpötila ei myöskään ole järkeä. Toiminto päivittäisen lämpötila-aikataulun asettamiseen ja toteuttamiseen huoneessa ehdottaa luonnollisesti itsestään. Päivittäinen lämpötila-ohjelmointi on usein mahdollista eri arkipäiville tai viikonloppuille sekä erikoistilaisuuksiin, kuten juhlaan tai lomalle.
Todellinen lämpötila-arvo mitataan yhdessä talon huoneista sijaitsevalla anturilla, joka on referenssi ja määrittää lämmitystilan kaikissa talon huoneissa. Kuitenkin mitä enemmän muita huoneita on, sitä vähemmän toteutettavissa on mukavan lämmityksen tehtävä yhdistämällä ne yhdeksi lämmityspiiriksi, jota ohjaa vertailuhuoneen lämpötila. Jotta voidaan ohjata kattilaa, joka lämmittää vettä useille eri ominaisuuksille lämmityspiireille kerralla, tarvitaan tietty näille piireille yhteinen tuloparametri. Se voidaan laskea kaikkien piirien vertailuhuoneiden lämpötilalukemien perusteella. Yksinkertaisempi ja tehokkaampi ratkaisu on kuitenkin yleistynyt: rakennuksen ulkopuolisen ilman lämpötilan käyttäminen sellaisena parametrina.

Ja todellakin: minkä tahansa lämmityspiirin menolämpötila, joka tarvitaan kompensoimaan tilojen lämpöhäviö, liittyy ulkoilman lämpötilaan hyvin tunnetuilla suhteilla, joita graafisessa esityksessä kutsutaan yleensä lämpökäyriksi tai lämpökäyräksi (kuva 5). ). Jäljelle jää vain sisällyttää nämä suhteet kullekin tietylle piirille kattilahuoneen ohjausjärjestelmän toiminta-algoritmiin. Useimpien valmistajien automaatiossa tätä varten sinun on valittava yksi tarjolla olevista lämpökäyristä, mutta on myös muita lähestymistapoja: esimerkiksi Buderus-ohjausjärjestelmän säätimen tarvitsee määrittää vain kaksi pistettä, joista automaatio laskee koko käyrä.
Voiko kattilaa ja lämmityspiirejä ulkolämpötilan perusteella ohjaava järjestelmä reagoida lämmitettyjen huoneiden lämpötasapainon odottamattomiin muutoksiin esimerkiksi avoimen ikkunan tai sytytetyn takan vuoksi? Useimmissa tapauksissa tämä mahdollisuus tarjotaan vastaavan piirin lämpökäyrän automaattisella säädöllä (useimmiten rinnakkaissiirrolla) huonelämpötila-anturin lukemien perusteella. Lisäksi monet valmistajat tarjoavat sääriippuvaisen automaation lisäksi huonetermostaatin, jotka täyttävät tarkkojen käyttäjien tarpeet, jotka haluavat osallistua aktiivisemmin talon ilmaston hallintaan. Huomattakoon vain, että tässä tapauksessa on aina olemassa riski, joka lisää viitehuoneen mukavuutta ja vähentää sitä muissa samaan lämmityspiiriin liitetyissä huoneissa. Lisäksi referenssihuoneessa on mahdotonta käyttää termostaatteja lämmityslaitteissa, koska ne ovat itsenäisiä ohjausjärjestelmiä, joilla on samat tulo- ja lähtöparametrit kuin kattilaautomaatiolla.
Miksi kaikki tämä monimutkaisuus? Kuinka säästä riippuvainen ohjaus on parempi kuin alussa harkitsemamme peruskaavio - "pysyvä" kattila ja termostaatit kaikissa lämmityslaitteissa?

Sääriippuvaisen automaation kannattajat viittaavat yleensä siihen, että lämmityskauden pääosan aikana lämmöntarve on paljon pienempi kuin laskettu, joten jäähdytysnesteen jatkuva lämmittäminen maksimilämpötilaan on rahan haaskausta. Mutta ei lämpötila maksa, vaan tuotettu lämpö, ​​ja jos kahdessa tapauksessa kulutetaan sama määrä lämpöä, niin ehkä tuotetaan sama määrä lämpöä? Valitettavasti ei, koska lämmönkulutuksen lisäksi tulee aina lämpöhäviöitä, jotka ovat sitä suuremmat mitä korkeampi jäähdytysnesteen lämpötila on (kuva 6). Lisäksi kattilan hyötysuhde laskee kattilaveden keskilämpötilan noustessa. Nämä prosenttiosuudet muodostavat taloudellisen argumentin sääherkän automaation puolesta. Kotimaisen energian hintamme huomioon ottaen tämä väite voidaan kuitenkin helposti kumota itse automaation huomattavasti korkeammalla hinnalla.
Pohditaan myös joitain kattilaautomaation toimintoja, joiden tarkoituksena ei ole luoda mukavuutta, vaan varmistaa laitteiden mahdollisimman pitkä häiriötön toiminta. Tähän toimintoryhmään kuuluu edellä kuvattujen polttimen liian tiheän käynnistymisen estämiseksi esitettyjen menetelmien lisäksi kattilaveden minimilämpötilan ylläpitäminen. Yksinkertaisin, mutta kuitenkin tehokas menetelmä Tämän toiminnon toteutus on ns. pumppulogiikka, jonka mukaan polttimen ollessa päällä kattilapiirin kiertovesipumppu pysähtyy aina, kun kattilan veden lämpötila on alle sallitun kynnyksen eikä käynnisty ennen tätä kynnysarvoa. on ylitetty.
Mutta kattilaautomaatio voi huolehtia paitsi kattilasta. Näin ollen jotkin ohjausjärjestelmät on varustettu toiminnolla, joka estää pumppujen ja kolmitieventtiilien tukkeutumisen: kerran päivässä (esimerkki - Vaillant kattilat) tai viikossa (Buderus) kaikki järjestelmän pumput kytketään päälle lyhyt aika, ja kaikki kolmitieventtiilit avataan myös kokonaan lyhyeksi ajaksi, minkä jälkeen ne palaavat tätä toimenpidettä edeltävään tilaan.
Valmistajien dokumentaatiota lukiessa saa vaikutelman, että kattilaohjausjärjestelmien kehittäjät toimivat periaatteella: "enemmän toimintoja - hyvää ja erilaista!" Totta, usein käy ilmi, että samat toiminnot ovat piilossa eri nimien alla, erot ovat vain yksityiskohdissa.

S. Zotov, Ph.D.
Aikakauslehti "Aqua-Term" nro 2 (54), 2010