Vienpakopiai, dvipakopiai ir moduliaciniai degikliai šildymo katilams. Apžvalga. Buitinio katilo valdymas Dviejų pakopų degiklio veikimas pagal PID įstatymą

Susipažinus su įvairių tipų dujinius degiklius, galite drąsiai apsispręsti, kaip pasirinkti būtent tokį degiklį, kuris tinka jūsų tikslams.

Šiuolaikinių katilų gamintojai, nuolat tobulindami savo gaminius, apdovanoja juos naujomis funkcijomis ir tuo pačiu apsunkina tinkamo katilo parinkimą bei jo reguliavimą. Tai nenuostabu, nes šildymo sistema yra moderni kaimo namas susideda ne tik iš katilo, vamzdynų, radiatorių po langais, bet ir daug šildymo kontūrų, kurių valdymą patikėti automatiniams valdikliams.

Priešingu atveju namų savininkai turės nuolat derintis atskiri elementai rankiniu būdu, kad būtų užtikrintas pakankamas komforto lygis. Tačiau sudėtingesnė valdymo sistema visada reiškia didesnę kainą. "Ar man to reikia?" — retorinį klausimą užduoda pirkėjas.

Šiame trumpame straipsnyje mes stengsimės perteikti skaitytojams procesų fiziką darbo sistemašildymas, būdingas visoms šildymo sistemoms, įskaitant sudėtingas. Renkantis šildymo sistemą, jos eksploataciją ar modifikavimą labai svarbu turėti idėją, ką turite ar planuojate pirkti. Į struktūrą modernios sistemosšildymo sistema jau turi funkcijų, kurias reikia keisti ir tobulinti.

Taigi katilų automatikai priskiriamos dvi svarbios funkcijos: apsaugos sistema ir šiluminis komfortas. Žinoma, saugumo užtikrinimas yra didžiausias prioritetas tarp kitų užduočių. Pavyzdžiui, viršutinė katilo vandens reguliavimo riba nustatoma taip, kad dėl temperatūros viršijimo ji niekada neviršytų ribinio lygio. Galimo temperatūros kilimo dydis priklauso nuo katilo konstrukcijos ir medžiagos ir į jį atsižvelgia automatikos gamintojas nustatydamas viršutinę katilo temperatūros reguliavimo ribą.

Mūsų straipsnyje mes sutelkiame dėmesį į automatikos veikimą, kad būtų užtikrinta patogi temperatūra šildomose patalpose.

Šilumos komforto jausmas iš esmės yra subjektyvus. Šiuo atžvilgiu klimato sistemų ekspertai naudoja Fagner komforto indekso koncepciją. Jame numatytos septynios pozicijos, atitinkančios subjektyvius pojūčius

• -3 „šaltas“
• -3 „kietas“
• -1 „lengvas vėsumas“
• 0 "neutralus"
• 1" silpna šiluma»
• 2 "šiluma"
• 3 "karštas"

Tam tikra temperatūra patalpoje nustatoma tada, kai pasiekiama pusiausvyra tarp šilumos nuostolių ir šilumos perdavimo iš prietaisų. Tuo pačiu, norint išlaikyti nustatytą temperatūros vertę, bet koks šilumos nuostolių pokytis, atsiradęs dėl oro pokyčių, turi būti kompensuojamas atitinkamai koreguojant aušinimo skysčio temperatūrą arba jo tūrinį srautą per šildymo įrenginius.

Pirmiausia panagrinėkime antrąjį atvejį, ty kambario temperatūros reguliavimą keičiant tūrinį srautą per šildymo įrenginius.

Ši problema lengvai išspręsta naudojant termostatiniai vožtuvai montuojamas ant radiatorių ar konvektorių. Šiuo atveju katilo automatikos užduotis yra palaikyti aušinimo skysčio temperatūrą tam tikrame lygyje (tiesiog pasukite potenciometro rankenėlę ant katilo nuotolinio valdymo pulto, nustatykite pageidaujama temperatūra). Daugumoje katilų taip nutinka ir nieko daugiau nereiškia. Katilo veikimo algoritmas skiriasi priklausomai nuo degiklio: moduliuojantis, vieno arba dviejų pakopų.

Dirbant su vienpakopiu degikliuTemperatūros reguliatorius veikia kaip slenkstinis jungiklis, kuris įjungia ir išjungia degiklį, kai tiekimo temperatūra pasiekia ribines vertes. Yra tam tikras skirtumas tarp įjungimo ir išjungimo slenksčių - „ant histerezės“. Paprastai įjungimo ir išjungimo slenksčiai yra išdėstyti simetriškai nustatytos tiekimo temperatūros atžvilgiu, todėl vidutinė temperatūros vertė per ilgą laikotarpį sutampa su nustatyta.

Problema atsiranda, kai aušinimo skysčio tūris yra mažas ir šilumos suvartojimas yra žymiai mažesnis už degiklio galią, degiklio temperatūra pakils per greitai. Atsiranda pavojus, kad degiklis bus įjungtas per dažnai, kuris gali turėti įtakos jo ištekliams. Problema įveikiama Skirtingi keliai. Pavyzdžiui, naudojant laike kintančios histerezės reikšmę.

Esant mažoms šilumos apkrovoms ir atitinkamai trumpiems katilo šildymo laikotarpiams, taikoma padidinta histerezės vertė. Jei per nurodytą histerezės laiką nepasiekiama išjungimo slenkstis, histerezės reikšmė automatiškai tiesiškai sumažinama iki standartinių 5 g. Celsijaus. Buderus naudoja kitokį algoritmą, vadinamą „dinaminiu perjungimu“ – kai tiekimo temperatūra, didėjanti arba mažėjanti, lyginama su nustatyta temperatūra ir sistema pradeda skaičiuoti neatitikimo keitimo per tam tikrą laiką funkcijos integralą.

Degiklis įjungiamas ir išjungiamas integralui pasiekus nustatytą vertę, kad katilui greitai įšylant, perjungimo temperatūra yra aukštesnė nei kai katilas įkaista lėtai. Taigi perjungimo slenkstis automatiškai pritaikomas prie šildymo sistemos charakteristikų ir šilumos suvartojimo kiekio

Dviejų pakopų degikliui procesas iš esmės nesiskiria nuo to, kas buvo aptarta aukščiau – tik yra dvigubai daugiau perjungimo slenksčių.

Moduliuojantis degiklis leidžia nuolat proporcingai reguliuoti tiekimo temperatūrą, kai degiklio galios vertė tiesiškai priklauso nuo temperatūros neatitikimo reikšmės. Tačiau toks reguliavimas ne visada įmanomas, nes daugeliui moduliuojančių degiklių galia sklandžiai keičiasi ne nuo nulio, o nuo 30-40% didžiausios vertės. Jei šilumos suvartojimas šildymo kontūre yra mažesnis už šią ribą, vėl susiduriame su slenksčio reguliavimu. Iki šiol svarstėme procesus, kai katilo nuotolinio valdymo pulte esančiu potenciometru buvo nustatoma rankiniu būdu nustatyta katilo temperatūra, o katilo automatikos užduotis buvo palaikyti šią temperatūrą.

Patogios kambario temperatūros palaikymas reguliuojant katilo vandens temperatūrą. Tai atsitinka į automatikos sistemą įvedant kambario termostatą.

pastebėti, kad kambario termostatas paprastai neįeina į standartinę katilo konfigūraciją. Katilo veikimo valdymas, siekiant palaikyti nustatytą temperatūrą patalpoje, gali būti atliekamas vienu iš dviejų reguliavimo tipų: dviejų padėčių (įjungta/išjungta) arba nuolatinio. Pirmuoju atveju valdymo algoritmas yra toks pat kaip ir katilo su vienpakopiu degikliu. Tačiau, palyginti su katilo vandens temperatūra, kambario temperatūra kinta daug lėčiau ir tai gali lemti didelius viršijimus, viršijančius ribines vertes. Todėl šildymo sistemose su didesniais nei 25-30 kW katilais įjungimo-išjungimo valdymas dažniausiai nerekomenduojamas.

Su nuolatiniu reguliavimu Valdymo veiksmas yra tiekimo temperatūra, kuri kinta priklausomai nuo temperatūros nuokrypio patalpoje. Temperatūros jutiklis turi būti tam tikroje patalpoje (vadinkime ją etalonine patalpa), o kitose patalpose temperatūra nustatoma atsižvelgiant į šios etaloninės patalpos temperatūrą. Patogi temperatūra viduje skirtingi kambariai skiriasi viena nuo kitos. Pavyzdžiui, miegamajame jis yra žemesnis. Dieną patalpos dažniausiai būna tuščios ir palaikyti komfortišką temperatūrą beprasmiška, pinigų švaistymas.

Savaime suprantama, kad paros temperatūros režimo patalpose nustatymo ir vykdymo funkcija. Dienos temperatūros programavimas dažnai galimas skirtingoms savaitės dienoms (darbo dienomis, švenčių dienomis, vakarėliams, atostogoms). Didelė šio valdymo metodo problema yra reguliuoti temperatūrą patalpose, palyginti su etalonine, sujungiant ją į vieną grandinę.

Be to, padidinę komfortą etaloninėje patalpoje, rizikuojame jį sumažinti kitose patalpose, prijungtose prie tos pačios valdymo kilpos. Be to, termostatų negalima naudoti etaloninėje patalpoje. šildymo prietaisai, nes tai yra nepriklausomos valdymo sistemos, kurių įvesties parametrai tokie pat kaip ir katilo automatika.

Katilui, kuris vienu metu šildo vandenį keliems šildymo kontūrams, valdyti skirtingos savybės, reikalingas tam tikras šioms grandinėms bendras įvesties parametras. Paprasta ir efektyvus sprendimas buvo rastas.

Kaip įvesties parametrą naudoti oro temperatūrą pastato išorėje

Iš tiesų, bet kurio šildymo kontūro tiekimo temperatūra, reikalinga šilumos nuostoliams patalpose kompensuoti, yra susijusi su lauko oro temperatūra gerai žinomais ryšiais, kurie grafinis vaizdavimas paprastai vadinamos šildymo kreivėmis arba šildymo kreivėmis. Belieka šiuos ryšius kiekvienai konkrečiai grandinei įtraukti į katilinės valdymo sistemos veikimo algoritmą. Daugumos gamintojų automatizacijoje tam reikia pasirinkti vieną iš siūlomų kreivių. Yra ir kitų požiūrių į šią problemą, pavyzdžiui, Buderus katilo reguliatoriui pakanka nustatyti du taškus, iš kurių pati automatika sukonstruos visą kreivę. Atminkite, kad labai svarbu temperatūros jutiklį pastatyti šiaurinėje namo pusėje toliau nuo šilumos šaltinių, tokių kaip langai ir kaminai. Tokiu atveju oro sąlygų kompensuojama automatika veikia maksimaliai teisingai.

Kas atsitiks, jei atidarysite langą? Sistema, kuri valdo katilą ir šildymo kontūrus pagal išorinė temperatūra, gali reaguoti į netikėtus pokyčius šilumos balansasšildomose patalpose. Daugeliu atvejų ši galimybė suteikiama automatinio atitinkamos grandinės šildymo kreivės reguliavimo (dažniausiai lygiagretaus perdavimo) forma, remiantis rodmenimis. kambario jutiklis temperatūros.

Be to, daugelis gamintojų, be oro sąlygų kompensuojamos automatikos, siūlo ir kambario termostatą. Kartu naudojant išorinius ir kambario jutiklius, šilumos režimą galima reguliuoti atsižvelgiant į papildomus šilumos šaltinius patalpoje. Paprasčiau tariant, jei virtuvėje įjungta viryklė ir dėl to ten tapo šilčiau, valdiklis „atsižvelgs“ į šį faktą ir pakoreguos indikatorius išoriniai jutikliai arba kambarys yra saulėta pusė o šildyti reikia tik tada, kai saulė „išeina“.

Brangstant automatikai, jos galimybes padidina galimybė valdyti sudėtingesnius degiklius (su žingsniniu, laipsnišku ir moduliaciniu valdymu), virimo bloką. karštas vanduo, vieną ar daugiau (radiatorių grandinių daugėja), žematemperatūrines (šiltų grindų) grandines, diegti įvairias kitas programas (saulės vandens šildytuvų prijungimas) ir kt.

Apibendrinkime: kodėl visi šie sunkumai valdant nuo oro sąlygų? Kuo tai geriau nei paprasta „nuolatinio katilo“ schema ir visų baterijų termostatai?

Orui jautraus valdymo šalininkai jie sako, kad pagrindinėje dalyje šildymo sezonasšilumos poreikis yra daug mažesnis nei apskaičiuotas, todėl nuolat kaitinti aušinimo skystį iki maksimalios temperatūros yra pinigų švaistymas. Jis ypač efektyviai veikia šalčio ir atšildymo laikotarpiais, todėl pasiekiama pati komfortiškiausia kambario temperatūra ir žymiai sutaupomi ištekliai, nes sumažėja sistemos inercija ir katilui nereikia atlikti papildomo darbo deginant kurą. Be to, dirbant su pastovi temperatūra aušinimo skysčio, ir jis beveik visada yra didelis, šilumos nuostoliai didėja, o tai didėja, kuo aukštesnė aušinimo skysčio temperatūra. Apskritai, katilo efektyvumas mažėja didėjant vidutinei katilo vandens temperatūrai.

Dauguma Vakarų gamintojų ( « Buderus» , "Viessmann") statyti antžematemperatūrinių katilų gamyba.

Nuo oro sąlygų nepriklausomo valdymo priešininkai teigia, kad tokios automatikos kaina yra per didelė. O degalų kaina kol kas visiškai kompensuoja išlaidas.

Kreipkimės į specialistus. forume svetainėje aiškiai parašyta, kad oro sąlygoms atspari automatika sutaupo pinigų, ir tai neskaitant komforto, kurį ji suteikia namams ir užtikrina ilgesnį be problemų veikimą.

„Time“ kompanija siūlo programuojamą valdiklį kaip oro sąlygas kompensuojančią automatiką calorMATIC 430 West. Tiesą sakant, tai veikia kaip Nuotolinis iš katilo. Namo savininkui nereikia bėgti į katilinę šildyti ar vėsinti, jei jis įrengia ekrano skydelį patogioje vietoje.

Vienpakopiai, dvipakopiai ir moduliaciniai degikliai šildymo katilams. Apžvalga.

Rinkdamiesi degiklius, vartotojai susiduria su sunkia užduotimi– kurį degiklį pasirinkti . Šis pasirinkimas leidžia atlikti nedidelį skirtingų gamintojų degiklių palyginimą pagal reguliavimo tipą ir degiklio įrenginio automatizavimo lygį.

Kviečiame susipažinti su mūsų įmonės specialistų nuomone, remiantis Weishaupt, Elco, Cib Unigas ir Baltur kombinuoto, skystojo kuro ir dujinių degiklių naudojimo patirtimi.

Priklausomai nuo pritaikymo, nustatykime pagrindinius reikalavimus degikliams. Priklausomai nuo taikymo srities, degiklius galima suskirstyti į grupes.

1 grupė. Degikliai individualioms šildymo sistemoms (V ši grupė Pridedame iki 500 - 600 kW galios degiklius, kurie montuojami privačių namų, nedidelių gamybinių ir komercinių bei administracinių pastatų katilinėse).

Renkantis degiklius šiai vartotojų grupei, būtina atsižvelgti į pirkėjo pageidavimus individualios katilinės automatizavimo lygyje:

· jeigu nepasireiškia padidėjęs Techniniai reikalavimai prie sumontuotos įrangos ir norite turėti patikimą katilinę, kuri nereikalauja didelių pradinių finansinių investicijų, tuomet galite rinktis degiklius su vienpakopiai, dviejų pakopų darbo režimai;

· jei dėl to norite sukurti šildymo sistemą su aukštu automatizavimo lygiu, nuo oro sąlygų priklausomu reguliavimu, taip pat mažomis kuro ir energijos sąnaudomis, tuomet geriau naudoti moduliuojantys degikliai arba degikliai su sklandžiu dviejų pakopų reguliavimu, kuris suteiks galimybę programuoti galią ir platų degiklio valdymo veikimo diapazoną.

2 grupė. Didelių gyvenamųjų namų kompleksų šildymo sistemų degikliai (į šią grupę įtraukiame degiklius, kurių galia didesnė nei 600 kW, skirtus būsto ir komunalinių paslaugų poreikiams, centrinis šildymas, taip pat didelių pramoninių ir komercinių bei administracinių pastatų šilumos tiekimui).

· Šiai grupei idealiai tinka lygūs dviejų pakopų arba moduliaciniai degikliai. Tai lemia: didelė katilinių galia, užsakovo noras statyti katilinę su aukšto lygio automatizavimu, siekis užtikrinti kuo mažesnes kuro ir elektros sąnaudas (naud. dažnio reguliavimas ventiliatoriaus galia), taip pat naudoti įrangą, skirtą automatiniam likutinio deguonies reguliavimui išmetamosiose dujose (deguonies kontrolė).

3 grupė. Degikliai, skirti naudoti proceso įrangoje (šiai grupei gali priklausyti bet kokios galios degikliai, priklausomai nuo proceso įrangos galios).

· Pirmenybė teikiama šiai grupei moduliuojantys degikliai. Šių degiklių pasirinkimą lemia ne tiek užsakovo pageidavimai, kiek gamybos technologiniai reikalavimai. Pavyzdžiui: kai kuriems gamybos procesai būtina laikytis griežtai apibrėžto temperatūros grafiko ir užkirsti kelią temperatūros pokyčiams, kitaip tai gali sukelti pažeidimą technologinis procesas, gaminio sugadinimą ir dėl to didelių finansinių nuostolių. Taip pat galima naudoti degiklius su pakopų valdymu technologiniai įrenginiai, bet tik tais atvejais, kai nedideli temperatūros svyravimai yra priimtini ir nesukelia neigiamų pasekmių.

Trumpas degiklių veikimo principo aprašymas su skirtingi tipai reglamentas.

Vienpakopiai degikliai Jie veikia tik viename galios diapazone, veikia katilui sunkiu režimu. Kai veikia vienpakopiai degikliai, dažnas degiklio įjungimas ir išjungimas, kuris valdomas automatiniu katilo bloko valdymu.

Dviejų pakopų degikliai , kaip rodo pavadinimas, turi du galios lygius. Pirmasis etapas paprastai suteikia 40% galios, o antrasis - 100%. Perėjimas iš pirmos pakopos į antrąjį vyksta priklausomai nuo valdomo katilo parametro (aušinimo skysčio temperatūros arba garo slėgio), įjungimo/išjungimo režimai priklauso nuo katilo automatikos.

Lygūs dviejų pakopų degikliai leidžia sklandžiai pereiti iš pirmo etapo į antrąjį. Tai dviejų pakopų ir moduliuojančio degiklio kryžminimas.

Moduliaciniai degikliai nuolat šildykite katilą, prireikus padidindami arba mažindami galią. Degimo režimo keitimo diapazonas yra nuo 10 iki 100% vardinės galios.

Moduliaciniai degikliai skirstomi į tris tipus pagal moduliuojančių įtaisų veikimo principą:

1. degikliai su mechaninė sistema moduliavimas;

2. degikliai su pneumatine moduliavimo sistema;

3. degikliai su elektronine moduliacija.

Skirtingai nei degikliai su mechanine ir pneumatine moduliacija, degikliai su elektronine moduliacija užtikrina didžiausią įmanomą valdymo tikslumą, nes pašalinamos mechaninės degiklio įtaisų veikimo klaidos.

Kainos privalumai ir trūkumai

Žinoma, moduliuojantys degikliai yra brangesni nei pakopiniai modeliai, tačiau jie turi nemažai pranašumų prieš juos. Sklandaus galios valdymo mechanizmas leidžia sumažinti katilų įjungimo ir išjungimo ciklą iki minimumo, o tai žymiai sumažina mechaninį įtempimą ant katilo sienelių ir komponentų, todėl pailgėja jo „gyvenimo laikas“. Degalų taupymas yra mažiausiai 5%, o tinkamai sureguliavus galite pasiekti 15% ar daugiau. Galiausiai, montuojant moduliuojančius degiklius, nereikia keisti brangių katilų, jei jie tinkamai veikia, tuo pačiu padidinant katilo efektyvumą.

Atsižvelgiant į pakopinių degiklių trūkumus, moduliuojamųjų degiklių pranašumai yra akivaizdūs. Vienintelis veiksnys, verčiantis vadovus rinktis žingsnių modelius, yra jų daugiau žema kaina. Tačiau tokios santaupos yra apgaulingos: ar ne geriau būtų išleisti didelę sumą vienu metu pažangesniems, ekonomiškesniems ir aplinkai nekenksmingiems degikliams? Be to, išlaidos atsipirks per ateinančius kelerius metus!

Daugelis pirkėjų supranta moduliuojančių degiklių naudojimo naudą, o dabar belieka pasirinkti reikiamus modelius. Į kokius gamintojus geriausia kreiptis? Net ir paviršutiniškai ištyrus importuotų ir vietinių degiklių kainas, akivaizdu, kad skirtumas yra gana didelis. Kai kurie užsienio gamintojų modeliai yra brangesni nei gaminiai Rusijos produkcija daugiau nei du kartus.

Išsami degiklių gamintojų rinkos analizė rodo, kad rusiška įranga yra žymiai prastesnė už importuotus analogus pagal automatizavimo lygį. Norint pasiekti aukštas lygis Rusijoje pagamintų degiklių automatizavimas, reikia nemažai investuoti Pinigai už pirkinį reikalingos sistemos automatizavimas ir įrangos montavimas bei paleidimas. Remiantis visų darbų rezultatais, paaiškėja, kad modernizuotų Rusijoje pagamintų degiklių kaina yra artima importuotų degiklių kainai. Tačiau tuo pat metu jūs neturėsite 100% garantijos, kad pilnai įrengtas rusiškas degiklis suteiks jums norimą rezultatą.

Mūsų ekspertų išvada

Tinkamo degiklio pasirinkimas - svarbus etapas katilinės statybos ar modernizavimo metu. Tolesnis darbas priklauso nuo to, kaip atsakingai žvelgsite į šią problemą. šildymo įranga. Stabilus degiklio veikimas, aplinkosaugos standartų laikymasis, ilgesnis katilų tarnavimo laikas ir galimybė visiškai automatizuoti šiluminės elektrinės darbą rodo reikšmingus moduliuojamųjų degiklių naudojimo katilinėse pranašumus. O jei nauda iš jų veiklos akivaizdi, nepasinaudoti ja tiesiog neprotinga.

Degikliai Weishaupt / Vokietija Elco/ Vokietija , Cibas Unigas / Italija, Baltur / Italija įrodė, kad yra patikima ir kokybiška įranga. Pasirinkę šiuos degiklius, jūs gaunate pasitikėjimo ir pelno! Savo ruožtu mes pasiruošę suteikti Jums priimtinas kainas ir kuo greičiauįrangos tiekimas.

Buitinių šildymo katilų gamintojai, nuolat tobulindami savo gaminius ir suteikdami jiems naujų funkcijų, tuo pačiu apsunkina tinkamo katilo parinkimą ir jo įrengimą. Tai daugiausia taikoma katilų automatizavimui – ir dabar sieniniai katilai, anksčiau valdomi vienu potenciometru, dabar dažnai tiekiami su įmontuota oro sąlygas kompensuojančia automatika. Tačiau sudėtingesnė valdymo sistema visada reiškia didesnę kainą. Kyla pagrįstas klausimas: „Ar tai būtina? Norėdami padėti vartotojams atsakyti į šį klausimą, pabandysime suprasti pagrindines katilų automatizavimo funkcijas.

Buitinių katilų valdymo sistemų paskirtis – užtikrinti saugumą, teisingas veikimasįranga ir komfortas gyvenantiems name ar bute. Komfortas mūsų atveju yra patogi temperatūra ir nereikia imtis jokių veiksmų tam užtikrinti (pavyzdžiui, eiti į katilinę, pasukti reguliatorių ir pan.).
Situacija su sauga yra pati paprasčiausia ir aiškiausia: nesvarbu, ar valdymo sistema yra įmontuota katile, ar ji tiekiama atskirai, ji visada turi saugos temperatūros ribotuvą. Šis prietaisas yra šiluminė relė, kurios kontaktų atsidarymas nutrūksta kuro padavimas į katilą, kai viršijama saugi katilo vandens temperatūra. Apsaugos temperatūros ribotuvo suveikimas yra rimta avarinė situacija, o jos pašalinimas, t.y. pakeitimas arba įdiegimas iš naujo saugos įtaisas ir paleisti katilą reikalauja priežiūros specialisto įsikišimo.
Savaime suprantama, kad saugai tarp kitų užduočių yra aukščiausias prioritetas, todėl viršutinė katilo vandens temperatūros reguliavimo riba nustatoma taip, kad temperatūra niekada neviršytų ribinio lygio dėl paleidimo. Apie kokį temperatūros kilimą mes kalbame?
Įsivaizduokite situaciją, kai staiga nutrūksta elektra: degiklis išsijungė, cirkuliacinis siurblys katilo grandinė sustojo. Katilas virsta izoliuota sistema. Montuojant šioje šiluminės pusiausvyros sistemoje metalo temperatūra mažėja, o vandens temperatūra pakyla keliais laipsniais. Jei prieš šį padidėjimą jis buvo artimas maksimaliai leistinai, tada katilo gedimas elektros tiekimo nutraukimo metu yra garantuotas. Galimo temperatūros kilimo dydis priklauso nuo katilo konstrukcijos ir medžiagos ir į jį atsižvelgia automatikos gamintojas, nustatydamas viršutinę vandens temperatūros reguliavimo katile ribą.
Pereikime prie pagrindinio katilų automatizavimo tikslo: komfortiškos temperatūros užtikrinimo šildomose patalpose. Kaip žinote, tam tikra temperatūra patalpoje nustatoma tada, kai pasiekiama pusiausvyra tarp šilumos nuostolių ir šilumos perdavimo iš šildymo prietaisų. Tuo pačiu metu, norint išlaikyti nurodytą temperatūros vertę, bet koks šilumos nuostolių pokytis, atsirandantis dėl oro sąlygų pasikeitimo, turi būti kompensuojamas atitinkamai koreguojant aušinimo skysčio temperatūrą arba jo tūrinį srautą per šildymo įrenginius. Šią problemą lengviausiai išsprendžia termostatiniai vožtuvai, sumontuoti ant radiatorių ar konvektorių, o aušinimo skysčio temperatūra išlieka pastovi. Šiuo atveju katilo automatikos funkcija sumažinama iki nustatytos tiekimo temperatūros palaikymo.
Reikia pasakyti, kad dauguma buitinių katilų turi įmontuotą valdymo bloką ir jiems daugiau nieko nereikia: tiekimo temperatūra nustatoma rankiniu būdu, nors palaikoma automatiškai. Valdymo algoritmas skiriasi priklausomai nuo to, koks degiklis katile yra: moduliuojantis, vienos ar dviejų pakopų. Katiluose su vienpakopiu degikliu temperatūros reguliatorius veikia kaip slenkstinis jungiklis, kuris įjungia ir išjungia degiklį, kai tiekimo temperatūra pasiekia ribines vertes. Tarp perjungimo slenksčių ir
išjungiant, nurodomas tam tikras skirtumas - perjungimo histerezė (1 pav.). Paprastai įjungimo ir išjungimo slenksčiai yra išdėstyti simetriškai nustatytos tiekimo temperatūros θ angos atžvilgiu, kad vidutinė temperatūros vertė per ilgą laikotarpį sutampa su nustatyta.
Jei aušinimo skysčio tūris šildymo sistemoje yra mažas, o šilumos suvartojimas yra žymiai mažesnis nei degiklio galia, temperatūra įjungus degiklį pakils per greitai. Atitinkamai, kyla pavojus, kad degiklis bus įjungtas per dažnai, o tai taip pat gali turėti įtakos jo tarnavimo laikui. Ši problema įveikiama įvairiais būdais. Pavyzdžiui, naudojant laike kintančios histerezės reikšmę (Ariston): 1 minutę po įjungimo ji yra 8, 2 minutę - 6, o nuo 3 minutės - 4 K.
Histerezės reikšmės keitimo algoritmas, priklausomai nuo situacijos, yra įdėtas į Kromschröder automatiką: valdymo sistemos nustatymų aptarnavimo lygyje galite nustatyti padidintą histerezę (iki 20 K) ir jos trukmę (iki 30 minučių). Esant mažoms šilumos apkrovoms ir atitinkamai trumpiems katilo šildymo laikotarpiams, taikoma padidinta histerezės vertė. Jei per nurodytą histerezės laiką nepasiekiama išjungimo slenkstis, histerezės reikšmė automatiškai tiesiškai sumažinama iki standartinės 5 K.

Iš esmės kitoks požiūris taikomas Buderus katilų automatizacijoje, kuriai naudojamas algoritmas, kūrėjų vadinamas „dinaminiu perjungimu“. Kai tiekimo temperatūra, didėjanti arba mažėjanti, lyginama su nustatyta temperatūra θset, sistema pradeda skaičiuoti neatitikimo pokyčio per tam tikrą laiką funkcijos integralą (tamsintas plotas 2 pav.). Degiklis įjungiamas arba išjungiamas, kai integralas pasiekia nustatytą vertę. Akivaizdu, kad greitai kaitinant katilą, perjungimo temperatūra yra aukštesnė nei lėtai kaitinant. Taigi perjungimo slenkstis automatiškai pritaikomas prie šildymo sistemos charakteristikų ir šilumos suvartojimo kiekio.
Katilo valdymo algoritmas su dviejų pakopų degiklis iš esmės nesiskiria nuo to, kas aptarta aukščiau – tik perjungimo slenksčiai yra atitinkamai dvigubai didesni (3 pav.).

Galiausiai moduliuojantis degiklis leidžia nuolat proporcingai reguliuoti tiekimo temperatūrą, kai degiklio galia tiesiškai priklauso nuo temperatūros neatitikimo. Tačiau toks reguliavimas ne visada įmanomas, nes daugeliui moduliuojančių degiklių galia sklandžiai keičiasi ne nuo nulio, o nuo 30-40% didžiausios vertės. Jei šilumos suvartojimas šildymo kontūre yra mažesnis už šią ribą, vėl susiduriame su slenksčio reguliavimu.
Iki šiol turėjome omenyje tai, kad srauto temperatūra yra nustatoma rankiniu būdu potenciometru katilo valdymo skydelyje ir automatiškai palaikoma jo valdymo sistemos. Tačiau šildymo sistemos tikslas yra palaikyti patogią temperatūrą patalpoje, todėl būtų logiška, kad būtent ši temperatūra būtų kontroliuojamas kintamasis. Įrenginys, palaikantis nustatytą temperatūrą patalpoje - kambario termostatas - dažniausiai pririšamas prie pačios patalpos ir nėra įtrauktas į pagrindinį katilo pristatymo paketą. Tačiau kadangi reguliavimas vyksta per katilo veikimo valdymą, kambario termostatą taip pat laikysime katilo automatikos elementu.
Katilo veikimo valdymas, siekiant palaikyti nustatytą temperatūrą patalpoje, gali būti atliekamas vienu iš dviejų reguliavimo tipų: dviejų padėčių (įjungta-išjungta) arba nuolatinio. Pirmuoju atveju valdymo algoritmas yra toks pat kaip ir katilo su vienpakopiu degikliu. Tačiau, lyginant su katilo vandens temperatūra, įjungiant ir išjungiant katilą temperatūra patalpoje kinta daug lėčiau, todėl gali atsirasti didelių nukrypimų, viršijančių ribines vertes. Todėl šildymo sistemoms su didelės galios (daugiau nei 25-30 kW) katilais įjungimo-išjungimo reguliavimas dažniausiai nerekomenduojamas. Norint išvengti tokių važiavimų Kromschröder automatikoje, pavyzdžiui, aptarnavimo lygmenyje galima nustatyti 2-osios pakopos įjungimo delsos laiko intervalą (3 pav.), taigi, 2-oji pakopa įjungiama ne iš karto pasiekus slenkstį θon. 2, bet po nurodyto laiko. Tai suteikia papildoma galimybė temperatūros reguliatoriaus nustatymai konkrečios šildymo sistemos charakteristikoms.

Esant nuolatiniam reguliavimui, valdymo veiksmas yra tiekimo temperatūra, kuri kinta priklausomai nuo kambario temperatūros nuokrypio nuo nustatytos vertės (4 pav.). Kambario temperatūros nustatymo taškas yra patogi vartotojui temperatūra, kuri ne visada yra vienoda – tarkime, patogi temperatūra miegui po antklode yra keliais laipsniais žemesnė nei ryte ar vakare, o dieną kambarys gali būti tuščias ir jį prižiūrėti aukštos temperatūros taip pat neturi prasmės. Savaime suprantama, kad paros temperatūros režimo patalpoje nustatymo ir vykdymo funkcija. Dienos temperatūros programavimas dažnai galimas skirtingoms darbo dienomis ar savaitgaliams, taip pat ypatingoms progoms, tokioms kaip vakarėlis ar atostogos.
Faktinė temperatūros reikšmė matuojama viename iš namo kambarių esančiu jutikliu, kuris yra orientacinis ir nustato šildymo režimą visose kitose namo patalpose. Tačiau kuo didesnis kitų patalpų skaičius, tuo mažiau įmanoma patogiai šildyti juos sujungiant į vieną šildymo kontūrą, valdomą pagal etaloninio kambario temperatūrą. Norint valdyti katilą, kuris vienu metu šildo vandenį keliems skirtingų charakteristikų šildymo kontūrams, reikalingas tam tikras šioms grandinėms bendras įvesties parametras. Jis gali būti apskaičiuotas pagal temperatūros rodmenis visų grandinių etaloninėse patalpose. Tačiau paplito paprastesnis ir efektyvesnis sprendimas: kaip tokį parametrą naudoti oro temperatūrą pastato išorėje.

Ir tikrai: bet kurio šildymo kontūro tiekimo temperatūra, būtina šilumos nuostoliams patalpose kompensuoti, su lauko oro temperatūra siejama gerai žinomais ryšiais, kurie grafiniame vaizde dažniausiai vadinami šildymo grafikais arba šildymo kreivėmis (5 pav. ). Belieka šiuos ryšius kiekvienai konkrečiai grandinei įtraukti į katilinės valdymo sistemos veikimo algoritmą. Daugumos gamintojų automatikoje tam reikia pasirinkti vieną iš siūlomų šildymo kreivių, tačiau yra ir kitų būdų: pavyzdžiui, Buderus valdymo sistemos reguliatoriui tereikia nurodyti du taškus, iš kurių automatika apskaičiuoja visą kreivė.
Ar gali sistema, valdanti katilą ir šildymo kontūrus pagal išorės temperatūrą, reaguoti į netikėtus šilumos balanso pokyčius šildomose patalpose, pavyzdžiui, dėl atviro lango ar užsidegusio židinio? Daugeliu atvejų ši galimybė suteikiama automatiškai reguliuojant (dažniausiai lygiagrečiai perduodant) atitinkamos grandinės šildymo kreivę, remiantis kambario temperatūros jutiklio rodmenimis. Be to, patenkindami kruopščių vartotojų, norinčių aktyviau dalyvauti reguliuojant namo klimatą, poreikius, daugelis gamintojų, be nuo oro priklausomos automatikos, siūlo ir kambario termostatą. Tik atkreipkime dėmesį, kad tokiu atveju visada yra rizika, padidinant komfortą atskaitos kambaryje, sumažinant jį kitose prie to paties šildymo kontūro prijungtose patalpose. Be to, etaloninėje patalpoje negalima naudoti šildymo prietaisų termostatų, nes tai yra nepriklausomos valdymo sistemos, kurių įvesties ir išvesties parametrai yra tokie pat kaip ir katilo automatika.
Kodėl visas toks sudėtingumas? Kuo nuo oro priklausomas valdymas yra geresnis už elementarią schemą, kurią svarstėme pačioje pradžioje - „nuolatinis“ katilas ir visų šildymo prietaisų termostatai?

Nuo oro sąlygų priklausomos automatikos šalininkai dažniausiai remiasi tuo, kad pagrindine šildymo sezono dalimi šilumos poreikis yra daug mažesnis nei apskaičiuotasis, todėl nuolatinis aušinimo skysčio šildymas iki maksimalios temperatūros yra pinigų švaistymas. Bet kainuoja ne temperatūra, o pagaminama šiluma, o jei dviem atvejais suvartojama tiek pat šilumos, tai galbūt tiek pat šilumos pagaminama? Deja, ne, nes be šilumos suvartojimo visada atsiranda šilumos nuostoliai, kurie tuo didesni, kuo aukštesnė aušinimo skysčio temperatūra (6 pav.). Be to, katilo efektyvumas mažėja didėjant vidutinei katilo vandens temperatūrai. Būtent šie procentai sudaro ekonominį argumentą dėl oro sąlygų jautrios automatikos. Tačiau, atsižvelgiant į mūsų vidaus energijos kainas, šį argumentą nesunkiai nugali argumentas dėl žymiai didesnės pačios automatikos kainos.
Apsvarstykime ir kai kurias katilinės automatikos funkcijas, kurių tikslas – ne komforto kūrimas, o kuo ilgesnio be rūpesčių įrenginio veikimo užtikrinimas. Be jau aprašytų būdų, kaip išvengti per dažno degiklio įsijungimo, ši funkcijų grupė apima minimalios katilo vandens temperatūros palaikymą. Paprasčiausias, bet vis dėlto efektyvus metodasŠios funkcijos įgyvendinimas yra vadinamoji siurblio logika, pagal kurią, kai degiklis įjungtas, katilo kontūro cirkuliacinis siurblys sustoja, kai vandens temperatūra katile yra žemesnė už leistiną ribą ir neįsijungia iki šios ribos. yra viršytas.
Bet katilo automatika gali pasirūpinti ne tik katilu. Taigi kai kuriose valdymo sistemose yra funkcija, neleidžianti užsiblokuoti siurbliams ir trieigiams vožtuvams: kartą per dieną (pavyzdys - Vaillant katilai) arba per savaitę (Buderus) įjungiami visi sistemoje esantys siurbliai trumpam laikui, o visi trieigiai vožtuvai taip pat trumpam visiškai atidaromi, o po to grįžta į prieš šią procedūrą buvusią būseną.
Skaitant gamintojų dokumentus susidaro įspūdis, kad katilų valdymo sistemų kūrėjai veikia principu: „daugiau funkcijų – gerai ir kitaip! Tiesa, dažnai paaiškėja, kad po skirtingais pavadinimais slepiasi tos pačios funkcijos, skirtumai yra tik detalėse.

S. Zotovas, dr.
Žurnalas „Aqua-Term“ Nr.2 (54), 2010 m