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

При избора на горелки потребителите са изправени пред трудна задача- коя горелка да изберете . Този избор им позволява да направят малко сравнение на горелките различни производителиспоред вида на регулиране и степента на автоматизация на горелката.

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

Нека дефинираме основните изисквания, които се прилагат към горелките, в зависимост от приложението. В зависимост от приложението, 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 показвате повишени 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 искате да изградите отоплителна система с високо ниво на автоматизация, метеорологично регулиране, както и нисък разход на гориво и енергия, тогава по-добре кандидатствайте модулиращи горелкиили горелки с безстепенно двустепенно регулиране, което ще осигури възможност за програмиране на мощността и широк 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).

· Плъзгащите се двустепенни или модулиращи горелки са идеални за тази група. Това се дължи на: големия капацитет на котелните помещения, желанието на клиента да изгради котелно помещение с високо ниво на автоматизация, желанието да се осигури възможно най-ниска консумация на гориво и електроенергия (използване на честотно управление на мощността на вентилатора), т.к. както и да се използва 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).

За тази група, за предпочитане модулиращи горелки. Изборът на тези горелки се определя не толкова от желанието на клиента, колкото от технологични изискванияпроизводство. Например: в някои производствени процеси се изисква поддържане на строго определен температурен график и предотвратяване на температурни колебания, в противен случай това може да доведе до нарушение технологичен процес, повреда на продуктите и в резултат на това до значителни финансови загуби. Могат да се използват и сценични горелки технологични инсталации, но само в случаите, когато леките температурни колебания са допустими и не водят до негативни последици.

Кратко описание на принципа на работа на горелките с различен типрегулиране.

Едностепенни горелки работят само в един диапазон на мощност, работят в тежък режим за котела. По време на работа на едностепенни горелки се случва често включване и изключване на горелката, което се регулира от автоматизацията на котелния агрегат.

Двустепенни горелки , както подсказва името, имат две нива на мощност. Първият етап, като правило, осигурява 40% от мощността, а вторият - 100%. Преходът от първия етап към втория става в зависимост от контролирания параметър на котела (температура на топлоносителя или налягане на парата), режимите на включване / изключване зависят от автоматизацията на котела.

Плъзгащи се 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. Диапазон на промяна на режима на горене - от 10 до 100% от номиналната мощност.

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

1. горелка със 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 устройствата на горелката 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 позволява да се намали цикличността на включването и изключването на котлите до минимум, което значително намалява механичните натоварвания по стените и възлите на котела, което означава, че удължава неговия „живот“. Икономията на гориво в този случай е най-малко 5%, а с правилна настройка можете да постигнете 15% или повече. И накрая, инсталирането на модулиращи горелки не изисква подмяна на скъпи котли, ако те функционират правилно, като същевременно повишават ефективността на котела.

На фона на недостатъците на стъпаловидни горелки, предимствата на модулиращите горелки са очевидни. Единственият фактор, който кара мениджърите да избират стъпковите модели, е техният по-голям 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 моделите, от които се нуждаят. Кои производители е най-добре да се свържете? Дори при повърхностно проучване на цените за вносни и домашни горелки е ясно, че разликата е много 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 автоматизацията. За да се постигне високо нивоавтоматизация на руски горелки, е необходимо да се инвестират много пари за закупуване на необходимите системи за автоматизация и работа по инсталирането и пускането в експлоатация на оборудването. 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 руската горелка с недостатъчен персонал ще ви осигури желания резултат.

Заключение на нашите експерти

Избор на правилната горелка крайъгълен камъкпо време на изграждането или модернизацията на котелната централа. Колко отговорно сте подходили към този въпрос зависи по-нататъшна работаотоплителна техника. Стабилната работа на горелката, спазването на екологичните норми, по-дългият експлоатационен живот на котлите и възможността за пълна автоматизация на работата на топлоелектрическата централа говорят за значителни ползиприложение в котелни помещения на модулиращи горелки. И ако ползата от тяхната експлоатация е очевидна, просто е неразумно да не се използва.

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 битови отоплителни котли, непрекъснато подобрявайки продуктите си и ги дарявайки с нови функции, в същото време усложняват избора на желания котел и неговата настройка. В най-голяма степен това се отнася за автоматизацията на котела - това е вече стенни котли, управлявани преди това от един потенциометър, сега често се доставят с вградена автоматизация, компенсирана от времето. Въпреки това, повече сложна системауправлението е винаги и повече висока цена. Възниква разумен въпрос: "Необходимо ли е?". За да помогнем на потребителите да отговорят, нека 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.).
Най-простата и разбираема ситуация е с безопасността: системата за управление вградена ли е в котела или се доставя отделно - винаги има предпазен температурен ограничител. Това устройство е термичен превключвател, чието отваряне на контактите води до спиране на подаването на гориво към котела, когато се превиши безопасната стойност на температурата на котелната вода. Задействането на предпазния температурен ограничител е сериозна ненормална ситуация и отстраняването му, 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 по такъв начин, че температурата никога да не надвишава границата поради превишаване. За какъв температурен отток говорим?
Представете си ситуация на внезапно прекъсване на захранването: горелката е изключена, циркулационна помпаверигата на котела е спряла. Котелът става изолирана система. По време на процеса на инсталиране в тази система на топлинно 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. Стойността на възможното надвишаване 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: да се осигури комфортна температура в отопляеми помещения. Както знаете, една или друга температура в помещението се задава, когато се постигне баланс между топлинните загуби и преноса на топлина от отоплителните уреди. В същото време, за да се поддържа зададената 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 кажа, че повечето битови котли имат вграден контролен блок и не означават нищо повече: температурата на подаване се задава ръчно, въпреки че се поддържа автоматично. Алгоритъмът за управление в този случай се различава в зависимост от това с коя горелка е оборудван котелът: модулиращ, едно- или двустепенен. При котли с едностепенна горелка, терморегулаторът работи като прагов превключвател, който включва и изключва горелката, когато температурата на потока достигне праговите стойности. Между праговете на превключване и
изключване се задава определена разлика - превключващият хистерезис (фиг. 1). Като правило, праговете за включване и изключване са разположени симетрично по отношение на зададената температура на потока θset, така че средната температура за дълъг период да съвпада с зададената точка.
Ако обемът на охлаждащата течност в отоплителната система е малък, а консумацията на топлина е значителна по-малко мощностгорелка, температурата ще се повиши твърде бързо след включване на горелката. Съответно съществува опасност от твърде често включване на горелката, което също може да повлияе на нейния ресурс. Този проблем е преодолян 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 загряване на котела се прилага повишена стойност на хистерезис. Ако за дадено времепрагът на изключване на хистерезис не е достигнат, стойността на хистерезис автоматично намалява линейно до стандартните 5 K.

Фундаментално различен подход се използва в автоматизацията на котела Buderus, където се 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 на промяната на несъответствието с времето (на Фиг. 2 - защрихованата зона). Горелката се включва или изключва, когато интегралът достигне зададената стойност. Очевидно е, че при бързо нагряване на котела температурата на превключване е по-висока, отколкото при бавно. По този начин прагът на превключване се настройва автоматично към характеристиките на отоплителната система и количеството необходимост от топлина.
Алгоритъмът за управление на котел с двустепенна горелка не се различава съществено 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 температурата на потока, където мощността на горелката е линейно зависима от температурното несъответствие. Такова регулиране обаче не винаги е възможно, тъй като за много модулиращи горелки мощността варира плавно не от нула, а от 30-40% максимална стойност. Ако консумацията на топлина в отоплителния кръг е под тази граница, тогава отново се сблъскваме с прагово регулиране.
Досега имахме предвид, че температурата на потока се задава ръчно чрез 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 тази температура да е регулирана стойност. Устройството, което поддържа зададената температура в помещението - стайният термостат - най-често е свързано със самото помещение и не е включено в основния комплект за доставка на котела. Но тъй като регулирането става чрез управлението на котела, ние ще разглеждаме стайния термостат като елемент от автоматизацията на котела.
Управлението на работата на котела с цел поддържане на зададената температура в помещението може да се осъществява 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 котелната вода, температурата в помещението се променя много по-бавно при включване и изключване на котела, което може да доведе до големи превишения над праговите стойности. Поради това обикновено не се препоръчва управление вкл.-изкл. за отоплителни системи с котли с висока (повече от 25-30 kW) мощност. За да се избегнат такива превишавания в автоматиката на Kromschröder, например на ниво обслужване 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 определеното време. Това дава допълнителна възможност за регулиране на температурния контролер към характеристиките на конкретна отоплителна система.

При непрекъснат контрол, управляващата променлива е температурата на подаване, която варира в зависимост от отклонението на стайната температура от зададената стойност (фиг. 4). Зададената температура на помещението е температурата, която е комфортна за потребителя и не винаги е една и съща - да речем, комфортната температура за спане под одеяло е с няколко градуса по-ниска от тази за сутрешните или вечерните часове, а през деня стаята може бъди празен и го дръж вътре висока температурасъщо няма смисъл. Функцията за настройка и изпълнение на дневния температурен график в помещението се предполага. Програмирането на дневната температура често е възможно за различни дни от седмицата - делничен или уикенд, както и за специални случаикато парти или ваканция.
Истинска стойносттемпературата се измерва от датчик, разположен в една от стаите на къщата, който е референтен и определя режима на отопление във всички останали помещения на къщата. Въпреки това, колкото повече други стаи има, 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, за тези схеми е необходим някакъв общ входен параметър. Може да се изчисли от показанията на температурата в референтните стаи на всички вериги. Разпределението обаче беше по-просто 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 външната температура чрез добре известни зависимости, които в графично представяне обикновено се наричат ​​отоплителни криви или отоплителни криви (фиг. 5) . Остава само да се заложат тези зависимости за всяка конкретна верига в алгоритъма на системата за управление на котела. В автоматизацията на повечето производители за това е необходимо да изберете една от предлаганите за избор отоплителни криви, но има и други подходи: например, инсталаторът на системата за управление Buderus трябва да зададе само две точки, според които автоматизацията изчислява цялата крива.
Може ли системата за управление на котела и отоплителните кръгове според външната температура да реагира на непредвидени промени в топлинния баланс в отопляемите помещения, например поради отворен прозорец или запалена камина? В повечето случаи тази възможност е включена под формата на автоматична корекция (най-често - паралелно прехвърляне) на отоплителната крива на съответния кръг въз основа на показанията на сензора за стайна температура. Освен това, отговаряйки на нуждите на щателните потребители, които искат да вземат по-активно участие в управлението на климата в къщата, много производители предлагат, в допълнение към зависимата от времето автоматизация, стаен термостат. Отбелязваме само, че в този случай винаги съществува риск, увеличавайки комфорта в референтната стая, да го намалите в други помещения, свързани със същия отоплителен кръг. В допълнение, температурните контролери 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 всички тези трудности? Защо зависимият от времето контрол е по-добър от елементарната верига, която разгледахме в самото начало - "постоянен" котел плюс термостати на всички отоплителни уреди?

Привържениците на зависимата от времето автоматика обикновено се позовават на факта, че основната част отоплителен сезоннеобходимостта от топлина е много по-малка от изчислената, следователно 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 изразходва същото количество топлина, тогава може би се произвежда същото количество? За съжаление не, тъй като освен консумацията на топлина, винаги има нейната загуба, която е толкова по-голяма, колкото по-висока е температурата на охлаждащата течност (фиг. 6). В допълнение, ефективността на котела намалява с повишаване на средната температура на водата в котела. Именно от тези проценти се формира икономическият аргумент в полза на метеорологичната автоматизация. Въпреки това, като се имат предвид нашите вътрешни цени на енергията, този аргумент лесно се победи от аргумента за много по-висока цена за самата автоматизация.
Нека разгледаме и някои от функциите 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 начини за предотвратяване на твърде често стартиране на горелката, тази група функции включва поддържане на минималната 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, докато този праг е превишен.
Но не само за котела може да се погрижи автоматиката на котела. Така че някои системи за управление са оборудвани с функция за предотвратяване на блокиране на помпи и трипътни вентили: веднъж на ден (пример - Котли Vaillant) или на седмица (Buderus) всички помпи в системата са включени за кратко време, и всички трипътни вентили също се отварят напълно за кратко време, след което се връщат в състоянието, което предшества 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!“. Наистина често се оказва, че различни именапокриват едни и същи функции, разликите са само в детайлите.

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

За да изберете най-добрия газов котел, трябва да разберете неговите характеристики.

Най-широко използваните в ежедневието водогрейни котлиниска мощност.

Тези модули са икономични и лесни за работа и се предлагат в много конфигурации и модели, всяка със своите предимства.

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

Класификация на газовите горелки

Има различни видове газови горелки. Да направя правилен изборгорелка, е необходимо да се вземе предвид вида на изгорения газ, неговата калоричност, налягане, предназначение и конструкция 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 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, следователно устройствата за горене за тяхното изгаряне имат свои собствени различия. Но видът на изгореното гориво не ограничава избора на агрегата. Всеки котел на природен газ може да бъде преобразуван за изгаряне на пропан и обратно.