Едностъпални, двустепенни и модулиращи горелки за отоплителни котли. Преглед.

При избора на горелки потребителите са изправени пред трудна задача– каква горелка да изберете . Този избор им позволява да направят малко сравнение на горелките различни производителипо вид регулиране и ниво на автоматизация на горелката.

Каним ви да се запознаете с мнението на специалистите на нашата компания, базирано на опита от използването на комбинирани, течни горива и газови горелки от Weishaupt, Elco, Cib Unigas и Baltur.

Нека дефинираме основните изисквания към горелките в зависимост от приложението. В зависимост от областта на приложение, горелките могат да бъдат разделени на групи.

Група 1. Горелки за системи индивидуално отопление (в тази група включваме горелки с мощност до 500 - 600 kW, които се монтират в котелни помещения на частни къщи, малки промишлени и търговски и административни сгради).

При избора на горелки за тази група потребители е необходимо да се вземат предвид желанията на купувача в нивото на автоматизация на отделно котелно помещение:

· ако не представяте увеличени Технически изискваниякъм инсталираното оборудване и искате да имате надеждно котелно помещение, което не изисква големи първоначални финансови инвестиции, тогава можете да изберете горелки с едностепенен, двустепенен режим на работа;

· ако в резултат на това искате да изградите отоплителна система с високо ниво на автоматизация, метеорологично регулиране, както и нисък разход на гориво и енергия, тогава е по-добре да използвате модулиращи горелкиили горелки с плавно двустепенно регулиране, което ще осигури възможност за програмиране на мощността и широк работен диапазон на управление на горелката.

Група 2. Горелки за големи отоплителни системи жилищни комплекси (в тази група включваме горелки с мощност над 600 kW за нуждите на жилищно-комуналните услуги, централно отопление, както и за топлоснабдяване на големи производствени и търговски и административни сгради).

· Плавните двустепенни или модулиращи горелки са идеални за тази група. Това се дължи на: високата мощност на котелните помещения, желанието на клиента да изгради котелна централа с високо ниво на автоматизация, желанието да се осигури възможно най-ниската консумация на гориво и електроенергия (използване на честотен контрол на мощността на вентилатора), както и използване оборудване за автоматичен контрол на остатъчния кислород в димните газове (кислороден контрол).

Група 3. Горелки за използване на технологично оборудване (тази група може да включва горелки с всякаква мощност, в зависимост от мощността на технологичното оборудване).

· Предпочитан за тази група модулиращи горелки. Изборът на тези горелки се определя не толкова от желанията на клиента, колкото от технологични изискванияпроизводство. Например: в някои производствени процеси е необходимо да се поддържа строго определен температурен график и да се предотвратят температурни промени, в противен случай това може да доведе до нарушение технологичен процес, повреда на продукта и в резултат на това значителни финансови загуби. Могат да се използват и горелки със степенно управление технологични инсталации, но само в случаите, когато незначителните температурни колебания са допустими и не водят до отрицателни последици.

Кратко описание на принципа на работа на горелки с различни видоверегулиране.

Едностепенни горелки Те работят само в един диапазон на мощност, работят в труден за котела режим. При работа на едностепенни горелки се получава често включване и изключване на горелката, което се контролира от автоматичното управление на котелния агрегат.

Двустепенни горелки , както подсказва името, имат две нива на мощност. Първата степен обикновено осигурява 40% от мощността, а втората 100%. Преходът от първия етап към втория става в зависимост от контролирания параметър на котела (температура на охлаждащата течност или налягане на парата), режимите на включване / изключване зависят от автоматизацията на котела.

Плавни двустепенни горелки позволява плавен преход от първия етап към втория. Това е кръстоска между двустепенна и модулираща горелка.

Модулиращи горелки загрявайте котела непрекъснато, като увеличавате или намалявате мощността, ако е необходимо. Диапазонът на промяна на режима на горене е от 10 до 100% от номиналната мощност.

Модулиращите горелки са разделени на три типа според принципа на работа на модулиращите устройства:

1. горелки с механична системамодулация;

2. горелки с пневматична модулационна система;

3. горелки с електронна модулация.

За разлика от горелките с механична и пневматична модулация, горелките с електронна модулация позволяват възможно най-висока точност на управление, тъй като механичните грешки в работата на горивните устройства са елиминирани.

Ценови предимства и недостатъци

Разбира се, модулиращите горелки са по-скъпи от стъпаловидни модели, но имат редица предимства пред тях. Механизмът за плавно регулиране на мощността ви позволява да намалите цикъла на включване и изключване на котлите до минимум, което значително намалява механичното напрежение върху стените и компонентите на котела и следователно удължава неговия "живот". Икономията на гориво в този случай е най-малко 5%, а с правилна конфигурацияможете да постигнете 15% или повече. И накрая, инсталирането на модулиращи горелки не изисква подмяна на скъпи котли, ако те функционират правилно, като същевременно повишава ефективността на котела.

На фона на недостатъците на стъпаловидни горелки, предимствата на модулиращите горелки са очевидни. Единственият фактор, който принуждава мениджърите да избират стъпкови модели, е тяхното повече ниска цена. Но спестяванията от този вид са измамни: не би ли било по-добре да похарчите голяма сума наведнъж за по-модерни, икономични и екологични горелки? Освен това разходите ще се изплатят през следващите няколко години!

Много купувачи разбират предимствата на използването на модулиращи горелки и сега трябва само да изберат необходимите модели. Кои производители е най-добре да се свържете? Дори при повърхностно проучване на цените за вносни и домашни горелки е ясно, че разликата е доста значителна. Някои модели чужди производителиповече от два пъти по-скъпи от руските продукти.

Подробният анализ на пазара на производителите на горелки показва, че руското оборудване е значително по-ниско от вносните аналози по отношение на нивото на автоматизация. За да се постигне високо нивоавтоматизация на руски горелки, е необходимо да се инвестира доста Париза закупуване на необходимите системи за автоматизация и монтаж и въвеждане в експлоатация на оборудване. Въз основа на резултатите от цялата работа се оказва, че цената на модернизираните руски горелки е близка до цената на вносните горелки. Но в същото време няма да имате 100% гаранция, че напълно оборудвана руска горелка ще ви осигури желания резултат.

Заключение на нашите експерти

Избор на правилната горелка - важен етаппри изграждане или модернизация на котелно помещение. Зависи колко отговорно подхождате към този въпрос. по-нататъшна работаотоплителна техника. Стабилна работа на горелката, съответствие с екологичните стандарти, по-дълъг експлоатационен живот на котлите и възможността за пълна автоматизация на работата на топлоелектрическата централа показват значителни ползиприложение в котелни помещения на модулиращи горелки. И ако ползата от тяхната работа е очевидна, не се възползвайте от нея е просто неразумно.

Горелки Вайсхаупт / Германия Elco/Германия , Cib Unigas / Италия, Балтур / Италия са се доказали като надеждни и качествено оборудване. Избирайки тези горелки, вие получавате увереност и печалба! Ние от своя страна сме готови да ви предоставим разумни цени и най-кратки срокове за доставка на оборудване.

Производителите на котли за битово отопление, които непрекъснато подобряват своите продукти и им предоставят нови функции, в същото време затрудняват избора на правилния котел и настройката му. Това важи в най-голяма степен за автоматизацията на котлите - и сега стенни котли, управлявани преди това с един потенциометър, сега често се доставят с вградена автоматизация, компенсираща времето. Въпреки това, повече сложна системауправлението винаги е повече висока цена. Възниква разумен въпрос: „Това необходимо ли е?“ За да помогнем на потребителите да отговорят на този въпрос, ще се опитаме да разберем основните функции на автоматизацията на котела.

Целта на системите за управление на битови котли е да осигурят безопасност, правилна работаоборудване и комфорт за живеещите в къща или апартамент. Комфортът в нашия случай е комфортна температура и липсата на необходимост да се предприемат каквито и да е действия, за да се осигури (например отидете в котелното помещение, завъртете регулатора и т.н.).
Ситуацията с безопасността е най-проста и ясна: независимо дали системата за управление е вградена в котела или се доставя отделно, тя винаги има предпазен температурен ограничител. Това устройство е термично реле, чието отваряне на контактите води до спиране на подаването на гориво към котела, когато се превиши безопасната температура на водата в котела. Задействането на предпазния температурен ограничител е сериозна аварийна ситуация и нейното отстраняване, т.е. подмяна или преинсталация предпазно устройствои стартирането на котела изискват намесата на специалист по поддръжката.
От само себе си се разбира, че безопасността е с най-висок приоритет сред другите задачи, така че горната граница за контрол на температурата на котелната вода е настроена така, че температурата никога да не надвишава граничното ниво поради изтичане. За какво повишаване на температурата говорим?
Представете си ситуацията на внезапно прекъсване на захранването: горелката е изключена, циркулационна помпаверигата на котела е спряла. Котелът се превръща в изолирана система. По време на монтажа в тази система за термично равновесие температурата на метала намалява и температурата на водата се повишава с няколко градуса. Ако преди това увеличение е било близо до максимално допустимото, тогава е гарантирана повреда на котела по време на прекъсване на захранването. Големината на възможното повишаване на температурата зависи от конструкцията и материала на котела и се взема предвид от производителя на автоматиката при задаване на горната граница за регулиране на температурата на водата в котела.
Нека да преминем към основната цел на автоматизацията на котела: осигуряване на комфортна температура в отопляеми помещения. Както е известно, определена температура в помещението се установява, когато се постигне баланс между топлинните загуби и преноса на топлина от нагревателните уреди. В същото време, за да се поддържа дадена температурна стойност, всяка промяна в топлинните загуби, причинена от промяна на времето, трябва да бъде компенсирана чрез подходяща корекция на температурата на охлаждащата течност или нейния обемен поток през нагревателните устройства. Този проблем се решава най-лесно с помощта на термостатични вентили, монтирани на радиатори или конвектори, като температурата на охлаждащата течност остава постоянна. В този случай функцията на автоматизацията на котела се свежда до поддържане на зададената температура на подаване.
Трябва да се каже, че повечето битови котли имат вграден контролен блок и не изискват нищо повече: температурата на подаване се задава ръчно, въпреки че се поддържа автоматично. Алгоритъмът за управление се различава в зависимост от това с коя горелка е оборудван котелът: модулиращ, едно- или двустепенен. При котли с едностепенна горелка, регулаторът на температурата действа като прагов превключвател, който включва и изключва горелката, когато температурата на подаването достигне праговите стойности. Между праговете за превключване и
изключване се посочва определена разлика - превключващ хистерезис (фиг. 1). Като правило, праговете за включване и изключване са разположени симетрично по отношение на зададената температура на подаване θ mouth, така че средната стойност на температурата за дълъг период съвпада с зададената.
Ако обемът на охлаждащата течност в отоплителната система е малък и консумацията на топлина е значителна по-малко мощностгорелка, температурата ще се повиши твърде бързо след включване на горелката. Съответно има опасност от прекалено често включване на горелката, което също може да повлияе на нейния експлоатационен живот. Този проблем се преодолява различни начини. Например, използвайки променяща се във времето стойност на хистерезис (Ariston): през 1-вата минута след включване тя е 8, през 2-рата минута - 6, а от 3-тата минута - 4 K.
Алгоритъмът за промяна на стойността на хистерезис в зависимост от ситуацията е вграден в автоматизацията на Kromschröder: на нивото на обслужване на настройките на системата за управление можете да зададете повишен хистерезис (до 20 K) и неговата продължителност (до 30 минути). При ниски топлинни натоварвания и съответно кратки периоди на отопление на котела се прилага повишена стойност на хистерезис. Ако за определено времепрагът на изключване на хистерезис не е достигнат, стойността на хистерезис автоматично се намалява линейно до стандартните 5 K.

Фундаментално различен подход се използва в автоматизацията на котела Buderus, която използва алгоритъм, наречен от разработчиците „динамично превключване“. Когато захранващата температура, нарастваща или намаляваща, се сравнява със зададената температура θset, системата започва да изчислява интеграла на функцията за промяна на несъответствието във времето (защрихована област на Фиг. 2). Горелката се включва или изключва, когато интегралът достигне зададената стойност. Очевидно при бързо нагряване на котела температурата на превключване е по-висока, отколкото при бавно нагряване. По този начин прагът на превключване се настройва автоматично към характеристиките на отоплителната система и количеството потребление на топлина.
Алгоритъмът за управление на котел с двустепенна горелка не се различава фундаментално от обсъденото по-горе - само праговете на превключване съответно са два пъти по-големи (фиг. 3).

И накрая, модулиращата горелка позволява постоянен пропорционален контрол на захранващата температура, където мощността на горелката е линейно зависима от температурното несъответствие. Такова регулиране обаче не винаги е възможно, тъй като за много модулиращи горелки мощността плавно се променя не от нула, а от 30-40% максимална стойност. Ако консумацията на топлина в отоплителния кръг е под тази граница, тогава отново сме изправени пред прагово регулиране.
Дотук имахме предвид, че температурата на потока се настройва ръчно от потенциометър на таблото за управление на котела и се поддържа автоматично от неговата система за управление. Все пак целта на отоплителната система е да поддържа комфортна температура в помещението и би било логично точно тази температура да е контролирана величина. Устройството, което поддържа зададената температура в помещението - стаен термостат - най-често е свързано със самото помещение и не е включено в основния пакет за доставка на котела. Но тъй като регулирането става чрез управление на работата на котела, ние ще считаме стайния термостат също за елемент от автоматизацията на котела.
Управлението на работата на котела с цел поддържане на зададената температура в помещението може да се извършва чрез един от двата вида регулиране: двупозиционно (включено-изключено) или непрекъснато. В първия случай алгоритъмът за управление е същият като при котел с едностепенна горелка. Въпреки това, в сравнение с температурата на водата в котела, температурата в помещението се променя много по-бавно при пускане и изключване на котела, което може да доведе до големи отклонения над праговите стойности. Поради това обикновено не се препоръчва управление на включване и изключване за отоплителни системи с котли с висока мощност (повече от 25-30 kW). За да се избегнат подобни прекъсвания в автоматиката на Kromschröder, например, на сервизно ниво може да се зададе интервал от време на забавяне за включване на 2-ра степен (фиг. 3), като по този начин 2-рата степен не се включва веднага след достигане на прага θon.2, но след след определено време. Това дава допълнителна възможност за персонализиране на температурния контролер към характеристиките на конкретна отоплителна система.

При непрекъснато регулиране управляващото действие е подаваната температура, която се променя в зависимост от отклонението на стайната температура от зададената стойност (фиг. 4). Зададената температура в стаята е температурата, която е комфортна за потребителя и не винаги е една и съща - да речем, удобната температура за спане под одеяло е с няколко градуса по-ниска от тази за сутрешните или вечерните часове, а през деня стаята може да е празна и я поддържайте висока температурасъщо няма смисъл. Функцията за настройка и изпълнение на дневен температурен график в помещението естествено се налага. Програмирането на дневната температура често е възможно за различни дни от седмицата - делничен или уикенд, както и за специални случаикато парти или ваканция.
Реална стойносттемпературата се измерва от датчик, разположен в една от стаите на къщата, който е референтен и определя режима на отопление във всички останали стаи на къщата. Въпреки това, колкото по-голям е броят на другите стаи, толкова по-малко осъществима става задачата за комфортно отопление чрез свързването им в един отоплителен кръг, контролиран от температурата в референтната стая. За управление на котел, който загрява вода за няколко отоплителни кръга едновременно с различни характеристики, е необходим определен входен параметър, общ за тези схеми. Може да се изчисли въз основа на показанията на температурата в референтните стаи на всички вериги. Въпреки това, по-прости и ефективно решение: Използвайте температурата на въздуха извън сградата като този параметър.

И наистина: температурата на подаване на всеки отоплителен кръг, необходима за компенсиране на топлинните загуби в помещенията, е свързана с температурата на външния въздух чрез добре известни зависимости, които в графично представяне обикновено се наричат ​​отоплителни графики или отоплителни криви (фиг. 5 ). Остава само да включите тези зависимости за всяка конкретна верига в работния алгоритъм на системата за управление на котелното помещение. В автоматизацията на повечето производители за това трябва да изберете една от предлаганите за избор отоплителни криви, но има и други подходи: например регулаторът на системата за управление Buderus трябва само да посочи две точки, от които автоматизацията изчислява цялата крива.
Може ли система, която управлява котела и отоплителните кръгове въз основа на външната температура, да реагира на неочаквани промени в топлинния баланс в отопляваните помещения, например поради отворен прозорец или запалена камина? В повечето случаи тази възможност се предоставя под формата на автоматично регулиране (най-често паралелно прехвърляне) на отоплителната крива на съответния кръг въз основа на показанията на сензора за стайна температура. Освен това, отговаряйки на изискванията на щателните потребители, които искат да вземат по-активно участие в контролирането на климата в къщата, много производители предлагат в допълнение към автоматиката, зависима от времето, стаен термостат. Нека само да отбележим, че в този случай винаги има риск, докато увеличавате комфорта в референтната стая, да го намалите в други помещения, свързани към същия отоплителен кръг. Освен това термостатите не могат да се използват в референтната стая. отоплителни уреди, тъй като те са независими системи за управление със същите входни и изходни параметри като автоматиката на котела.
Защо цялата тази сложност? С какво зависимият от времето контрол е по-добър от елементарната схема, която разгледахме в самото начало - "постоянен" котел плюс термостати на всички отоплителни уреди?

Привържениците на автоматизацията, зависима от времето, обикновено се позовават на факта, че основната част отоплителен сезоннеобходимостта от топлина е много по-малка от изчислената, така че постоянното нагряване на охлаждащата течност до максималната температура е загуба на пари. Но не температурата струва пари, а произведената топлина и ако в два случая се консумира същото количество топлина, тогава може би се произвежда същото количество топлина? За съжаление не, защото освен консумацията на топлина, винаги има топлинни загуби, които са толкова по-големи, колкото по-висока е температурата на охлаждащата течност (фиг. 6). В допълнение, ефективността на котела намалява с увеличаване на средната температура на водата в котела. Именно тези проценти съставляват икономическия аргумент в полза на чувствителната към времето автоматизация. Въпреки това, предвид нашите вътрешни цени на енергията, този аргумент лесно се оборва от аргумента за значително по-високата цена на самата автоматизация.
Нека разгледаме и някои функции на автоматизацията на котела, чиято цел не е да създава комфорт, а да осигури възможно най-дълго безпроблемна работа на оборудването. В допълнение към вече описаните методи за предотвратяване на твърде често стартиране на горелката, тази група функции включва поддържане на минимална температура на котелната вода. Най-простият, но въпреки това ефективен методИзпълнението на тази функция е така наречената помпена логика, според която, когато горелката е включена, циркулационната помпа на котелния кръг спира винаги, когато температурата на водата в котела е под допустимия праг и не се включва до този праг е превишено.
Но автоматизацията на котела може да се погрижи не само за котела. Така някои системи за управление са оборудвани с функция за предотвратяване на блокиране на помпи и трипътни вентили: веднъж на ден (пример - котли Vaillant) или седмично (Buderus) всички помпи в системата се включват. кратко време, като всички трипътни вентили също се отварят напълно за кратко време, след което се връщат в състоянието преди тази процедура.
Когато четете документацията на производителите, остава впечатлението, че разработчиците на системи за управление на котела действат на принципа: „ повече функции- добри и различни! Вярно, често се оказва, че под различни именаФункциите са еднакви, разликите са само в детайлите.

С. Зотов, гл.
Списание "Аква-Терм" № 2 (54), 2010 г

За да изберете оптималния газов котел, трябва да разберете неговите характеристики.

Най-широко използваните в ежедневието водогрейни котлиниска мощност.

Тези устройства са икономични и лесни за използване, а също така имат много конфигурации и модели, всеки от които има своите предимства.

Един от основните елементи газов котеле неговата горелка. Това специално оборудване, който подготвя горивото за изгаряне и го доставя в горивната камера, където струята смес газ-въздухзапалва и генерира топлина. Правилният избор на горелка ще осигури максимална ефективност на изгаряне на горивото, ще увеличи общата ефективност (КПД) на котела и ще намали финансовите разходи за гориво.

Класификация на газовите горелки

Има различни видове газови горелки. Да направя правилен изборгорелки, трябва да вземете предвид вида на изгорения газ, неговото съдържание на калории, налягане, предназначение и дизайн на котела.

Чрез свръхналягане на газ

• Високо налягане - повече от 30 kPa. (килограм паскал);
• Средно налягане – от 5 до 30 kPa;
• Ниско налягане – до 5 kPa.

По вид изгорено гориво

Битовите и промишлени газови котли за гореща вода обикновено работят с два вида гориво:

• втечнена смес от пропан-бутан;
• природен газ (метан) в газообразно състояние.

Физическите характеристики на тези газове се различават един от друг, поради което устройствата за горелка за изгарянето им имат свои собствени различия. Но видът на изгореното гориво не ограничава избора на единица. Всеки котел на природен газ може да бъде преобразуван за изгаряне на пропан и обратно.