Jednostupanjski, dvostupanjski i modulirajući plamenici za kotlove grijanja. Pregled. Regulacija kućnog kotla Dvostupanjski rad plamenika prema PID zakonu

Nakon upoznavanja sa različite vrste plinskim plamenicima, s pouzdanjem možete odlučiti o izboru plamenika koji je prikladan za vaše potrebe.

Proizvođači modernih kotlova, neprestano poboljšavajući svoje proizvode, daju im nove funkcije i istodobno kompliciraju odabir željenog kotla i njegovu prilagodbu. To ne čudi, jer je sustav grijanja moderan seoska kuća sastoji se ne samo od kotla, cijevi, radijatora ispod prozora, već uključuje i mnoge krugove grijanja, čije upravljanje treba povjeriti automatskim regulatorima.

Inače će se vlasnici kuća morati stalno prilagođavati pojedinačni elementi ručno kako biste osigurali dovoljnu razinu udobnosti. Međutim, složeniji sustav upravljanja uvijek je veća cijena. – Treba li mi? - retorički se pita kupac.

U ovom kratkom članku pokušat ćemo čitateljima dočarati fiziku procesa u radni sustav grijanje, koje je svojstveno svim sustavima grijanja, uključujući i složene. Imati ideju o tome što imate ili ćete kupiti vrlo je važno kod odabira sustava grijanja, njegovog rada ili modifikacije. u strukturu moderni sustavi grijanje već ima funkcije koje zahtijevaju njegovu modifikaciju i poboljšanje.

Dakle, dvije najvažnije funkcije dodijeljene su automatizaciji kotla: sigurnosni sustav i toplinska udobnost. Naravno, osiguranje sigurnosti ima najveći prioritet među ostalim zadaćama. Na primjer, gornja kontrolna granica za kotlovsku vodu postavljena je na takav način da nikada ne prekorači graničnu razinu zbog prekoračenja temperature. Vrijednost mogućeg prekoračenja temperature ovisi o dizajnu i materijalu kotla i uzima se u obzir od strane proizvođača automatike prilikom postavljanja gornje granice regulacije temperature u kotlu.

U našem članku fokusiramo se na rad automatizacije kako bismo osigurali ugodnu temperaturu u grijanim prostorijama.

Osjećaj toplinske ugode uvelike je subjektivan. U tom smislu, stručnjaci u području klimatskih sustava koriste koncept Fagnerovog indeksa udobnosti. Omogućuje sedam položaja koji odgovaraju subjektivnim osjećajima.

• -3 "hladno"
• -3 "cool"
• -1 "lagana hladnoća"
• 0 "neutralno"
• 1 " lagana toplina»
• 2 "toplina"
• 3 "vruće"

Ova ili ona temperatura u prostoriji postavlja se kada se postigne ravnoteža između gubitaka topline i prijenosa topline uređaja. Istodobno, kako bi se održala zadana vrijednost temperature, svaka promjena gubitka topline uzrokovana promjenom vremena mora se kompenzirati odgovarajućom korekcijom temperature rashladnog sredstva ili njegovog volumetrijskog protoka kroz uređaje za grijanje.

Razmotrimo najprije drugi slučaj, a to je regulacija sobne temperature promjenom volumnog protoka kroz uređaje za grijanje.

Ovaj problem se lako rješava pomoću termostatski ventili montirati na radijatore ili konvektore. U ovom slučaju, zadatak automatizacije kotla je održavanje temperature rashladne tekućine na zadanoj razini (jednostavno okrenite gumb potenciometra na upravljačkoj ploči kotla, postavite željenu temperaturu). Kod većine kotlova sve se tako događa i ne podrazumijeva ništa više. Algoritam rada kotla razlikuje se ovisno o plameniku: modulirajući, jedno ili dvostupanjski.

Kod rada s jednostupanjskim plamenikomRegulator temperature radi kao prekidač praga, koji uključuje i isključuje plamenik kada dovodna temperatura dosegne granične vrijednosti. Postavljena je određena razlika između pragova uključivanja i isključivanja - "histereza uključenja". U pravilu su pragovi uključivanja i isključivanja raspoređeni simetrično u odnosu na zadanu temperaturu polaza, tako da se prosječna vrijednost temperature u dužem razdoblju podudara sa zadanom.

Problem ako je volumen nosača topline mali, a potrošnja topline znatno manja od snage plamenika, temperatura plamenika će rasti prebrzo. Javlja se opasnost od prečestog paljenja plamenika, što može utjecati na njegov resurs. Problem je prevladan različiti putevi. Na primjer, uz pomoć vremenski promjenjive vrijednosti histereze.

Pri niskim toplinskim opterećenjima i odgovarajućim kratkim razdobljima zagrijavanja kotla vrijedi povećana vrijednost histereze. Ako se prag isključivanja ne dosegne unutar postavljenog vremena histereze, vrijednost histereze se automatski smanjuje linearno na standardnih 5 stupnjeva. Celzija. Buderus koristi drugačiji algoritam nazvan "dinamičko prebacivanje" - kada se dovodna temperatura, rastuća ili opadajuća, uspoređuje sa postavljenom temperaturom i sustav počinje izračunavati integral funkcije razlike tijekom vremena.

Plamenik se pali i gasi kada integral dostigne zadanu vrijednost, što znači da kod brzog zagrijavanja kotao temperatura uključivanja je viša nego kod sporijeg zagrijavanja. Tako se prag uključivanja automatski prilagođava karakteristikama sustava grijanja i količini potrebe za toplinom.

Za dvostupanjski plamenik proces se suštinski ne razlikuje od onoga što je gore navedeno - samo ima dvostruko više pragova prebacivanja.

Modulirajući plamenik omogućuje stalnu proporcionalnu regulaciju temperature polaza, kada je snaga plamenika linearno ovisna o neusklađenosti temperature. Međutim, takva regulacija nije uvijek moguća, jer za mnoge modulirajuće plamenike snaga glatko varira ne od nule, već od 30-40% maksimalne vrijednosti. Ako je potrošnja topline u krugu grijanja ispod ove granice, tada ponovno nailazimo na regulaciju praga. Do sada smo razmatrali procese kada se zadana temperatura kotla postavljala ručno potenciometrom na upravljačkoj ploči kotla, a zadatak automatike kotla je bio održavanje te temperature.

Održavanje ugodne sobne temperature kontroliranjem temperature vode u kotlu. To se događa uvođenjem sobnog termostata u sustav automatizacije.

primijeti da sobni termostat obično nisu uključeni u standardnu ​​opremu kotla. Upravljanje radom kotla radi održavanja zadane temperature u prostoriji može se izvršiti jednom od dvije vrste regulacije: dvopoložajnom (on/off) ili kontinuiranom. U prvom slučaju, algoritam upravljanja je isti kao za kotao s jednostupanjskim plamenikom. Međutim, u usporedbi s temperaturom vode u kotlu, sobna temperatura se mijenja mnogo sporije i to može dovesti do velikih prekoračenja. Stoga se obično ne preporučuje uključeno-isključeno upravljanje za sustave grijanja s kotlovima iznad 25-30 kW.

Uz kontinuiranu regulaciju Kontrolna varijabla je dovodna temperatura, koja varira ovisno o odstupanju temperature u prostoriji. Osjetnik temperature mora biti smješten u određenoj prostoriji (nazovimo je referentnom prostorijom), a temperatura u ostalim prostorijama se postavlja u odnosu na temperaturu ove referentne sobe. Ugodna temperatura u različite sobe različite jedna od druge. U spavaćoj sobi je, primjerice, niža. Danju su prostorije obično prazne i održavanje ugodne temperature je besmisleno, bacanje novca.

Podrazumijeva se funkcija postavljanja i izvršavanja dnevnog rasporeda temperature u sobama. Dnevno programiranje temperature često je moguće za različite dane u tjednu (radni dani, praznici, zabave, praznici). Veliki problem kod ovog načina regulacije je regulacija temperature u prostorijama u odnosu na referentnu, povezivanjem u jedan krug.

Osim toga, povećanjem udobnosti u referentnoj prostoriji riskiramo smanjenje udobnosti u drugim sobama povezanim s istom regulacijskom petljom. Osim toga, regulatori temperature ne mogu se koristiti u referentnoj sobi. uređaji za grijanje, budući da su neovisni sustavi upravljanja s istim ulaznim parametrima kao i automatizacija kotla.

Za upravljanje bojlerom koji grije vodu za nekoliko krugova grijanja odjednom različite karakteristike, neki zajednički ulazni parametar je potreban za ove krugove. Jednostavno i učinkovito rješenje nađen.

Korištenje temperature zraka izvan zgrade kao ulaznog parametra

Doista, temperatura dovoda bilo kojeg kruga grijanja potrebna za kompenzaciju gubitaka topline u prostorijama povezana je s vanjskom temperaturom dobro poznatim odnosima, koji u grafički prikaz obično se nazivaju krivulje grijanja ili krivulje grijanja. Ostaje samo postaviti ove odnose za svaki određeni krug u algoritmu sustava upravljanja kotlom. U automatizaciji većine proizvođača za to je potrebno odabrati jednu od predloženih krivulja. Postoje i drugi pristupi ovom problemu, na primjer, dovoljno je da regulator kotla Buderus postavi dvije točke, prema kojima će automatizacija sama izgraditi cijelu krivulju. Imajte na umu da je izuzetno važno temperaturni senzor postaviti na sjevernu stranu kuće dalje od izvora topline kao što su prozori i dimnjaci. U ovom slučaju automatizacija ovisna o vremenskim prilikama radi što je moguće ispravnije.

Što se događa ako otvorite prozor? Sustav koji upravlja kotlom i krugovima grijanja prema vanjska temperatura, može odgovoriti na nepredviđene promjene toplinska ravnoteža u grijanim prostorijama. U većini slučajeva ova je mogućnost ugrađena u obliku automatskog podešavanja (najčešće - paralelnog prijenosa) krivulje grijanja odgovarajućeg kruga na temelju očitanja sobni senzor temperatura.

Štoviše, mnogi proizvođači nude, uz automatizaciju ovisno o vremenskim prilikama, sobni termostat. Kada se zajedno koriste vanjski i sobni senzori, toplinski režim se može prilagoditi tako da se u obzir uzmu dodatni izvori topline u prostoriji. Jednostavno rečeno, ako je štednjak uključen u kuhinji i zbog toga je tamo postalo toplije, regulator će "uzeti u obzir" ovu činjenicu i prilagoditi indikatore. vanjski senzori Ili se soba nalazi na Sunčana strana a grijanje zahtijeva samo kad sunce "ugasne".

Kako automatizacija postaje sve skuplja, mogućnost upravljanja složenijim plamenicima (sa stepenastom, stepenasto-progresivnom i modulacijskom kontrolom), jedinica za kuhanje se dodaje njegovim mogućnostima. Vruća voda, jedan ili više (broj radijatorskih krugova raste), niskotemperaturni (topli pod) krugovi, implementirati razne druge programe (priključak solarnih bojlera) itd.

Ukratko: čemu sve te poteškoće s kontrolom ovisnom o vremenskim prilikama? Kako je bolji od elementarnog kruga "konstantni kotao" plus termostati na svim baterijama?

Zagovornici kontrole vremena reci to u glavnom sezona grijanja potreba za toplinom mnogo je manja od izračunate, pa je stalno zagrijavanje rashladne tekućine na maksimalnu temperaturu gubitak novca. Djeluje posebno učinkovito tijekom mraza i odmrzavanja, čime se postiže najudobnija sobna temperatura i značajna ušteda resursa, budući da se inercija sustava smanjuje i kotao ne mora dodatno raditi izgaranjem goriva. Osim toga, pri radu s stalna temperatura rashladne tekućine, a ona je gotovo uvijek visoka, rastu toplinski gubici koji su veći što je temperatura rashladne tekućine viša. Općenito, učinkovitost kotla opada kako raste prosječna temperatura vode u kotlu.

Većina zapadnih proizvođača ( « Buderus» , Viessmann) se klade naproizvodnja niskotemperaturnih kotlova.

Protivnici kontrole neovisne o vremenskim prilikama pozivaju se na činjenicu da je cijena takve automatizacije previsoka. A cijena goriva ipak u potpunosti nadoknađuje troškove.

Obratimo se stručnjacima. na forumu, stranica jasno kaže da automatizacija neovisna o vremenskim prilikama štedi novac i to ne računajući udobnost koju donosi u kuću i osigurava dulji rad bez problema.

Tvrtka Time nudi programabilni regulator kao automatizaciju ovisno o vremenskim prilikama calorMATIC 430 West. Zapravo radi kao daljinski iz kotla. Vlasnik kuće ne mora trčati u kotlovnicu kako bi je zagrijao ili ohladio ako ugradi zaslonsku ploču na prikladno mjesto.

Jednostupanjski, dvostupanjski i modulirajući plamenici za kotlove grijanja. Pregled.

Prilikom odabira plamenika potrošači se suočavaju s teškim zadatkom- koji plamenik odabrati . Ovaj izbor omogućuje im malu usporedbu plamenika različitih proizvođača prema vrsti regulacije i stupnju automatizacije plameničkog uređaja.

Pozivamo vas da se upoznate s mišljenjem stručnjaka naše tvrtke, na temelju iskustva korištenja Weishaupt, Elco, Cib Unigas i Baltur kombiniranih, uljnih i plinskih plamenika.

Definirajmo osnovne zahtjeve koji vrijede za plamenike, ovisno o primjeni. Ovisno o primjeni, plamenici se mogu podijeliti u skupine.

Grupa 1. Plamenici za individualne sustave grijanja (V ovu grupu ubrajamo plamenike snage do 500 - 600 kW koji se ugrađuju u kotlovnice privatnih kuća, manje industrijske i trgovačke i upravne zgrade).

Prilikom odabira plamenika za ovu skupinu potrošača potrebno je uzeti u obzir želje kupca u razini automatizacije pojedine kotlovnice:

ako ne pokažeš povišeno tehnički zahtjevi na ugrađenu opremu i želite imati pouzdanu kotlovnicu koja ne zahtjeva velika početna financijska ulaganja, tada se možete odlučiti za plamenike s jednostupanjski, dvostupanjski načini rada;

ako želite izgraditi sustav grijanja s visokim stupnjem automatizacije, regulacijom ovisnom o vremenskim prilikama, kao i niskom potrošnjom goriva i energije, onda je bolje da se prijavite modulirajući plamenici ili plamenici s bezstupanjskom dvostupanjskom regulacijom, koji će pružiti mogućnost programiranja snage i širok raspon rada upravljanja plamenikom.

Grupa 2 Plamenici za sustave grijanja velikih stambenih kompleksa (u ovu skupinu ubrajamo plamenike snage veće od 600 kW za potrebe stanovanja i komunalne djelatnosti, centralno grijanje, kao i za opskrbu toplinom velikih industrijskih i poslovnih i upravnih zgrada).

· Klizni dvostupanjski ili modulirajući plamenici idealni su za ovu skupinu. To je zbog: velikog kapaciteta kotlovnica, želje kupca za izgradnjom kotlovnice s visokim stupnjem automatizacije, želje da se osigura što manja potrošnja goriva i električne energije (primjeni regulacija frekvencije snaga ventilatora), kao i koristiti opremu za automatsku kontrolu zaostalog kisika u dimnim plinovima (kontrola kisika).

Grupa 3. Plamenici za upotrebu na procesnoj opremi (u ovu skupinu mogu se uključiti plamenici bilo koje snage, ovisno o snazi ​​procesne opreme).

Za ovu grupu, preferirano modulirajući plamenici. Izbor ovih plamenika određen je ne toliko željama kupca, koliko tehnološkim zahtjevima proizvodnje. Na primjer: za neke proizvodni procesi potrebno je održavati strogo definiran temperaturni raspored i spriječiti temperaturne fluktuacije, inače to može dovesti do kršenja tehnološki proces, oštećenja proizvoda i kao rezultat značajnih financijskih gubitaka. Stage plamenici se također mogu koristiti na tehnološke instalacije, ali samo u slučajevima kada su neznatne temperaturne fluktuacije prihvatljive i ne povlače za sobom negativne posljedice.

Kratak opis principa rada plamenika sa drugačiji tip regulacija.

Jednostupanjski plamenici rade samo u jednom rasponu snage, rade u teškom načinu rada za kotao. Tijekom rada jednostupanjskih plamenika dolazi do čestih uključivanja i isključivanja plamenika, što je regulirano automatizacijom kotlovske jedinice.

Plamenici s dva stupnja , kao što naziv govori, imaju dvije razine snage. Prvi stupanj, u pravilu, daje 40% snage, a drugi - 100%. Prijelaz iz prve faze u drugu događa se ovisno o kontroliranom parametru kotla (temperatura nosača topline ili tlak pare), načini uključivanja / isključivanja ovise o automatizaciji kotla.

Klizni dvostupanjski plamenici omogućiti glatki prijelaz iz prve faze u drugu. Ovo je križanac između dvostupanjskog i modulirajućeg plamenika.

Modulirajući plamenici zagrijavajte kotao neprekidno, povećavajući ili smanjujući snagu prema potrebi. Raspon promjene načina gorenja - od 10 do 100% nazivne snage.

Modulacijski plamenici prema principu rada modulacijskih uređaja dijele se u tri vrste:

1. plamenik sa mehanički sustav modulacija;

2. plamenici s pneumatskim modulacijskim sustavom;

3. plamenici s elektronskom modulacijom.

Za razliku od plamenika s mehaničkom i pneumatskom modulacijom, plamenici s elektroničkom modulacijom omogućuju najveću moguću točnost upravljanja, jer su eliminirane mehaničke pogreške u radu plamenika.

Cjenovne prednosti i nedostaci

Naravno, modulirajući plamenici su skuplji od stepenastih modela, ali imaju niz prednosti u odnosu na njih. Mehanizam glatke regulacije snage omogućuje smanjenje ciklusa paljenja i gašenja kotlova na minimum, čime se značajno smanjuju mehanička naprezanja na stijenkama i čvorovima kotla, što znači da se produljuje njegov “život”. Ušteda goriva u ovom slučaju je najmanje 5%, a uz pravilno podešavanje možete postići 15% ili više. I, konačno, ugradnja modulirajućih plamenika ne zahtijeva zamjenu skupih kotlova, ako rade ispravno, a istovremeno povećavaju učinkovitost kotla.

Na pozadini nedostataka stepenastih plamenika, prednosti modulirajućih plamenika su očite. Jedini čimbenik koji tjera menadžere da se odluče za step modele je njihov veći niska cijena. Ali uštede ove vrste su varljive: ne bi li bilo bolje potrošiti veliku svotu odjednom na naprednije, ekonomičnije i ekološki prihvatljivije plamenike? Štoviše, troškovi će se isplatiti u sljedećih nekoliko godina!

Mnogi kupci razumiju prednosti korištenja moduliranih plamenika, a sada samo moraju odabrati modele koji su im potrebni. Koje proizvođače je najbolje kontaktirati? Čak i uz površnu studiju cijena za uvezene i domaće plamenike, jasno je da je razlika vrlo značajna. Neki modeli stranih proizvođača skuplji su od proizvoda ruske proizvodnje više od dva puta.

Detaljna analiza tržišta proizvođača plamenika pokazuje da je ruska oprema znatno inferiorna u odnosu na uvezene analoge u smislu automatizacije. Da bi se postiglo visoka razina automatizacija plamenika ruske proizvodnje, potrebno je puno uložiti Novac za kupnju potrebne sustave automatizacija te montaža i puštanje u rad opreme. Na temelju rezultata cjelokupnog rada, ispada da je trošak naknadno opremljenih plamenika ruske proizvodnje blizu troška uvezenih plamenika. Ali u isto vrijeme, nećete imati 100% jamstvo da će vam ruski plamenik s nedostatkom osoblja pružiti željeni rezultat.

Zaključak naših stručnjaka

Odabir pravog plamenika prekretnica prilikom izgradnje ili modernizacije kotlovnice. Daljnji rad ovisi o tome koliko ste odgovorno pristupili ovom pitanju. oprema za grijanje. Stabilan rad plamenika, usklađenost s ekološkim propisima, duži vijek trajanja kotlova i mogućnost potpune automatizacije rada termoelektrane govore o značajnim prednostima korištenja modulirajućih plamenika u kotlovnicama. A ako je korist od njihove eksploatacije očita, jednostavno je nerazumno ne koristiti je.

Plamenici Weishaupt / Njemačka , Elco / Njemačka , Cib Unigas / Italija, Baltur / Italija se pokazala pouzdanom i kvalitetna oprema. Odabirom ovih plamenika dobivate povjerenje i dobit! Zauzvrat, spremni smo vam pružiti razumne cijene i čim prije nabava opreme.

Proizvođači kotlova za grijanje kućanstva, stalno poboljšavajući svoje proizvode i dajući im nove funkcije, istodobno kompliciraju odabir željenog kotla i njegovu prilagodbu. U najvećoj mjeri to se odnosi na automatizaciju kotla - to je već zidni kotlovi, prethodno kontrolirani jednim potenciometrom, sada se često isporučuju s ugrađenom automatizacijom ovisnom o vremenskim uvjetima. Međutim, složeniji sustav upravljanja uvijek je veća cijena. Postavlja se razumno pitanje: "Je li to potrebno?". Kako bismo pomogli potrošačima da odgovore na to pitanje, pokušajmo razumjeti osnovne funkcije automatizacije kotla.

Svrha sustava kontrole kućnih bojlera je osigurati sigurnost, ispravan rad opremljenost i udobnost za one koji žive u kući ili stanu. Udobnost u našem slučaju jest ugodna temperatura i nema potrebe poduzimati nikakve radnje da se to osigura (na primjer, otići u kotlovnicu, okrenuti regulator itd.).
Najjednostavnija i razumljiva situacija je sa sigurnošću: je li sustav upravljanja ugrađen u kotao ili se isporučuje zasebno - uvijek ima sigurnosni graničnik temperature. Ovaj uređaj je toplinski prekidač, čije otvaranje kontakata dovodi do prestanka dovoda goriva u kotao kada se prekorači sigurna vrijednost temperature vode u kotlu. Aktiviranje sigurnosnog limitatora temperature je ozbiljna nenormalna situacija i njegovo uklanjanje, tj. zamjena ili ponovna instalacija uređaj za sigurnost i puštanje u rad kotla zahtijevaju intervenciju stručnjaka za održavanje.
Podrazumijeva se da sigurnost ima najveći prioritet među ostalim zadacima, pa je gornja granica za regulaciju temperature vode u kotlu postavljena na način da temperatura nikada ne prijeđe granicu zbog prekoračenja. O kakvom temperaturnom otjecanju govorimo?
Zamislite iznenadni nestanak struje: plamenik se ugasio, cirkulacijska pumpa krug kotla je zaustavljen. Kotao postaje izolirani sustav. Tijekom procesa ugradnje u ovom sustavu toplinske ravnoteže temperatura metala se smanjuje, a temperatura vode raste za nekoliko stupnjeva. Ako je prije ovog povećanja bilo blizu maksimalno dopuštenog, tada je zajamčen kvar kotla tijekom nestanka struje. Vrijednost mogućeg prekoračenja temperature ovisi o konstrukciji i materijalu kotla te ju proizvođač automatike uzima u obzir prilikom postavljanja gornje granice za regulaciju temperature vode u kotlu.
Prijeđimo na glavnu svrhu automatizacije kotla: osigurati ugodnu temperaturu u grijanim prostorijama. Kao što znate, jedna ili druga temperatura u prostoriji postavlja se kada se postigne ravnoteža između gubitaka topline i prijenosa topline iz uređaja za grijanje. Istodobno, kako bi se održala zadana vrijednost temperature, svaka promjena gubitka topline uzrokovana promjenom vremena mora se kompenzirati odgovarajućom korekcijom temperature rashladnog sredstva ili njegovog volumetrijskog protoka kroz uređaje za grijanje. Ovaj problem se najjednostavnije rješava uz pomoć termostatskih ventila ugrađenih na radijatore ili konvektore, pri čemu temperatura rashladnog sredstva ostaje konstantna. U ovom slučaju, funkcija automatizacije kotla svodi se na održavanje zadane temperature dovoda.
Moram reći da većina kućanskih kotlova ima ugrađenu upravljačku jedinicu i ne podrazumijeva ništa više: temperatura dovoda postavlja se ručno, iako se održava automatski. Algoritam upravljanja u ovom slučaju razlikuje se ovisno o tome koji plamenik je kotao opremljen: modulirajući, jedno- ili dvostupanjski. U kotlovima s jednostupanjskim plamenikom, regulator temperature radi kao prekidač praga, koji uključuje i isključuje plamenik kada temperatura polaza dosegne granične vrijednosti. Između uklopnih pragova i
isključivanja postavlja se određena razlika - histereza preklapanja (slika 1). U pravilu su pragovi uključivanja i isključivanja raspoređeni simetrično u odnosu na zadanu temperaturu polaznog voda θset tako da se prosječna temperatura tijekom dugog razdoblja podudara sa zadanom točkom.
Ako je volumen nosača topline u sustavu grijanja mali, a potrošnja topline znatno manja od snage plamenika, temperatura će prebrzo porasti nakon uključivanja plamenika. Sukladno tome, postoji opasnost od prečestog uključivanja plamenika, što također može utjecati na njegov resurs. Ovaj problem se rješava na razne načine. Na primjer, koristeći vremenski promjenjivu vrijednost histereze (Ariston): tijekom 1. minute nakon uključivanja ona je 8, tijekom 2. minute - 6, a počevši od 3. minute - 4 K.
Algoritam za promjenu vrijednosti histereze ovisno o situaciji ugrađen je u automatizaciju Kromschröder: na razini usluge postavki upravljačkog sustava možete postaviti povećanu histerezu (do 20 K) i njezino trajanje (do 30 minuta). Pri niskim toplinskim opterećenjima i odgovarajućim kratkim razdobljima zagrijavanja kotla vrijedi povećana vrijednost histereze. Ako se prag isključivanja ne dosegne unutar postavljenog vremena histereze, vrijednost histereze se automatski smanjuje linearno na standardnih 5 K.

Temeljito drugačiji pristup koristi se u automatizaciji kotlova Buderus, gdje se koristi algoritam, koji programeri nazivaju "dinamičkim prebacivanjem". Kada se dovodna temperatura, rastuća ili opadajuća, usporedi sa zadanom temperaturom θset, sustav počinje izračunavati integral funkcije promjene neusklađenosti s vremenom (na slici 2 - osjenčano područje). Plamenik se uključuje ili gasi kada integral dosegne zadanu vrijednost. Očito je da je kod brzog zagrijavanja kotla temperatura uključivanja viša nego kod sporog. Tako se prag uključivanja automatski prilagođava karakteristikama sustava grijanja i količini potrebe za toplinom.
Algoritam upravljanja kotlom sa dvostupanjski plamenik bitno se ne razlikuje od onoga što je gore razmotreno - samo su pragovi prebacivanja dvostruko veći (slika 3).

Konačno, modulirajući plamenik omogućuje stalnu proporcionalnu regulaciju temperature polaznog voda, pri čemu snaga plamenika linearno ovisi o neusklađenosti temperature. Međutim, takva regulacija nije uvijek moguća, jer za mnoge modulirajuće plamenike snaga glatko varira ne od nule, već od 30-40% maksimalne vrijednosti. Ako je potrošnja topline u krugu grijanja ispod ove granice, tada ponovno nailazimo na regulaciju praga.
Do sada smo mislili na to da se temperatura polaza ručno podešava potenciometrom na upravljačkoj ploči kotla i da se automatski održava pomoću njegovog upravljačkog sustava. No, svrha sustava grijanja je održavanje ugodne temperature u prostoriji, te bi bilo logično da ta temperatura bude regulirana vrijednost. Uređaj koji održava zadanu temperaturu u prostoriji - sobni termostat - najčešće je vezan uz samu prostoriju i nije uključen u glavnu isporuku kotla. Međutim, budući da se regulacija odvija preko upravljanja kotla, sobni termostat ćemo smatrati elementom automatizacije kotla.
Upravljanje radom kotla u cilju održavanja zadane temperature u prostoriji može se vršiti jednom od dvije vrste regulacije: dvopoložajnom (on-off) ili kontinuiranom. U prvom slučaju, algoritam upravljanja je isti kao za kotao s jednostupanjskim plamenikom. Međutim, u usporedbi s temperaturom vode u kotlu, temperatura u prostoriji se puno sporije mijenja prilikom paljenja i gašenja kotla, što može dovesti do njezinih velikih prekoračenja iznad graničnih vrijednosti. Stoga se upravljanje uključivanjem i isključivanjem obično ne preporučuje za sustave grijanja s kotlovima velike (više od 25-30 kW) snage. Kako bi se izbjegla takva prekoračenja u Kromschröder automatizaciji, na primjer, na razini servisa, može se podesiti vremenski interval odgode za uključivanje 2. stupnja (Sl. 3), pa se 2. stupanj ne uključuje odmah nakon postizanja prag θon.2, ali nakon nakon navedenog vremena. Ovo daje dodatna prilika postavke regulatora temperature za karakteristike određenog sustava grijanja.

Kod kontinuirane regulacije, regulacijska varijabla je polazna temperatura, koja varira ovisno o odstupanju sobne temperature od zadane vrijednosti (slika 4). Zadana vrijednost sobne temperature je temperatura koja je ugodna za korisnika, a nije uvijek ista – recimo, ugodna temperatura za spavanje pod dekom je nekoliko stupnjeva niža nego za jutarnje ili večernje sate, a tijekom dana soba može biti prazan i držati ga unutra visoka temperatura također nema smisla. Funkcija postavljanja i izvršavanja dnevnog rasporeda temperature u prostoriji se nameće sama od sebe. Dnevno programiranje temperature često je moguće za različite dane u tjednu - radnim danima ili vikendima, kao i za posebne prilike kao što su zabava ili godišnji odmor.
Stvarnu vrijednost temperature mjeri senzor smješten u jednoj od prostorija kuće, koji je referentni i određuje način grijanja u svim ostalim prostorijama kuće. Međutim, što je više drugih prostorija, zadatak udobnog grijanja postaje manje izvediv njihovim povezivanjem u jedan krug grijanja kontroliran temperaturom u referentnoj prostoriji. Za upravljanje kotlom koji grije vodu za nekoliko krugova grijanja s različitim karakteristikama odjednom, potreban je zajednički ulazni parametar za te krugove. Može se izračunati iz očitanja temperature u referentnim prostorijama svih krugova. Međutim, postalo je rašireno jednostavnije i učinkovitije rješenje: koristiti temperaturu zraka izvan zgrade kao takav parametar.

I doista: temperatura dovoda bilo kojeg kruga grijanja, potrebna za nadoknadu toplinskih gubitaka u prostorijama, povezana je s vanjskom temperaturom poznatim odnosima, koji se u grafičkom prikazu obično nazivaju krivulje grijanja ili krivulje grijanja (slika 5.). . Ostaje samo postaviti ove odnose za svaki određeni krug u algoritmu sustava upravljanja kotlom. U automatizaciji većine proizvođača za to je potrebno odabrati jednu od ponuđenih krivulja grijanja, no postoje i drugi pristupi: na primjer, instalater sustava upravljanja Buderus treba postaviti samo dvije točke, prema kojima automatizacija izračunava cijelu krivulju.
Može li sustav koji upravlja kotlom i krugovima grijanja prema vanjskoj temperaturi reagirati na nepredviđene promjene toplinske bilance u grijanim prostorijama, npr. zbog otvorenog prozora ili upaljenog kamina? U većini slučajeva ova je mogućnost ugrađena u obliku automatske korekcije (najčešće - paralelnog prijenosa) krivulje grijanja odgovarajućeg kruga na temelju očitanja senzora sobne temperature. Štoviše, udovoljavajući potrebama pedantnih korisnika koji žele aktivnije sudjelovati u upravljanju klimom u kući, mnogi proizvođači uz automatiku ovisno o vremenskim prilikama nude i sobni termostat. Napominjemo samo da u ovom slučaju uvijek postoji rizik da se povećanjem udobnosti u referentnoj prostoriji smanji u drugim prostorijama vezanim uz isti krug grijanja. Osim toga, termostati na uređajima za grijanje ne mogu se koristiti u referentnoj sobi, budući da su neovisni sustavi upravljanja s istim ulaznim i izlaznim parametrima kao i automatizacija kotla.
Zašto sve te poteškoće? Zašto je kontrola ovisna o vremenskim prilikama bolja od elementarnog kruga koji smo razmatrali na samom početku - "trajni" bojler plus termostati na svim grijaćim uređajima?

Zagovornici automatizacije ovisne o vremenskim prilikama obično se pozivaju na činjenicu da je tijekom glavnog dijela sezone grijanja potreba za toplinom mnogo manja od izračunate, stoga je stalno zagrijavanje rashladne tekućine na maksimalnu temperaturu gubitak novca. Ali ne košta temperatura, nego proizvedena toplina, a ako se u dva slučaja potroši ista količina topline, možda je se proizvede ista količina? Nažalost, ne, jer uz potrošnju topline uvijek postoji i njezin gubitak, koji je to veći što je temperatura rashladnog sredstva viša (slika 6). Osim toga, učinkovitost kotla opada s povećanjem prosječne temperature vode u kotlu. Upravo iz tih postotaka formira se ekonomski argument u korist automatizacije ovisne o vremenskim prilikama. Međutim, s obzirom na naše domaće cijene energije, ovaj se argument lako može pobijediti argumentom puno veće cijene same automatizacije.
Razmotrimo i neke od funkcija automatizacije kotla, čija svrha nije stvoriti udobnost, već osigurati najdulji mogući rad opreme bez problema. Osim već opisanih načina sprječavanja prečestih paljenja plamenika, ova skupina funkcija uključuje održavanje minimalne temperature vode u kotlu. Najjednostavniji, ali ipak učinkovita metoda Implementacija ove funkcije je takozvana logika pumpe, prema kojoj, kada je plamenik uključen, cirkulacijska crpka kruga kotla se zaustavlja kad god je temperatura vode u kotlu ispod dopuštenog praga i ne pokreće se sve dok ovaj prag je prekoračen.
Ali ne samo o kotlu može se brinuti automatizacija kotla. Dakle, neki sustavi upravljanja opremljeni su funkcijom za sprječavanje blokiranja crpki i trosmjernih ventila: jednom dnevno (primjer - Kotlovi Vaillant) ili tjedno (Buderus) uključene su sve crpke u sustavu za kratko vrijeme, a svi troputni ventili se također nakratko potpuno otvore, nakon čega se vraćaju u stanje koje je prethodilo ovom postupku.
Čitajući dokumentaciju proizvođača, stječe se dojam da programeri sustava upravljanja kotlom djeluju na principu: "više funkcija - dobro i drugačije!". Istina, često se ispostavi da su iste funkcije skrivene pod različitim imenima, razlike su samo u detaljima.

S. Zotov, dr. sc.
Časopis "Aqua-Therm" №2 (54), 2010