Enostopenjski, dvostopenjski in modulacijski gorilniki za ogrevalne kotle. Pregled.

Pri izbiri gorilnikov se potrošniki soočajo s težko nalogo– kateri gorilnik izbrati . Ta izbira jim omogoča majhno primerjavo gorilnikov različnih proizvajalcev po vrsti regulacije in stopnji avtomatizacije gorilne naprave.

Vabimo vas, da se seznanite z mnenjem strokovnjakov našega podjetja, ki temelji na izkušnjah uporabe kombiniranih, tekočih in plinskih gorilnikov Weishaupt, Elco, Cib Unigas in Baltur.

Določimo osnovne zahteve za gorilnike, odvisno od uporabe. Glede na področje uporabe lahko gorilnike razdelimo v skupine.

1. skupina. Gorilniki za sisteme individualno ogrevanje (v to skupino uvrščamo gorilnike z močjo do 500 - 600 kW, ki se vgrajujejo v kotlovnice zasebnih hiš, manjših industrijskih in poslovnih ter upravnih objektov).

Pri izbiri gorilnikov za to skupino potrošnikov je treba upoštevati želje kupca glede stopnje avtomatizacije posamezne kotlovnice:

· če ne predstavljate povečane tehnične zahteve na vgrajeno opremo in želite imeti zanesljivo kotlovnico, ki ne zahteva velikih začetnih finančnih vložkov, potem se lahko odločite za gorilnike z enostopenjski, dvostopenjski načini delovanja;

· če želite zaradi tega zgraditi ogrevalni sistem z visoko stopnjo avtomatizacije, vremensko odvisno regulacijo ter nizko porabo goriva in energije, potem je za vas bolje uporabiti modulacijski gorilniki oz gorilniki z gladko dvostopenjsko regulacijo, ki bo zagotavljal možnost programiranja moči in široko območje delovanja krmiljenja gorilnika.

2. skupina. Gorilniki za velike ogrevalne sisteme stanovanjski kompleksi (v to skupino uvrščamo gorilnike z močjo nad 600 kW za potrebe stanovanjskih in komunalnih storitev, centralno ogrevanje, kot tudi za oskrbo s toploto velikih industrijskih in poslovnih ter upravnih zgradb).

· Za to skupino so idealni gladki dvostopenjski ali modulirani gorilniki. To je posledica: velike moči kotlovnic, želje naročnika po izgradnji kotlovnice z visoko stopnjo avtomatizacije, želje po zagotavljanju čim manjše porabe goriva in električne energije (uporaba frekvenčne regulacije moči ventilatorja), ter uporabe oprema za avtomatsko kontrolo preostalega kisika v dimnih plinih (kontrola kisika).

3. skupina. Gorilniki za uporabo na tehnološka oprema (ta skupina lahko vključuje gorilnike katere koli moči, odvisno od moči procesne opreme).

· Prednostno za to skupino modulacijski gorilniki. Izbira teh gorilnikov ni odvisna toliko od želja kupca, ampak tehnološke zahteve proizvodnja. Na primer: v nekaterih proizvodnih procesih je treba vzdrževati strogo določen temperaturni razpored in preprečiti temperaturne spremembe, sicer lahko pride do kršitve tehnološki proces, poškodbe izdelka in posledično velike finančne izgube. Gorilnike s stopenjsko regulacijo lahko uporabite tudi v tehnološke instalacije, vendar le v primerih, ko so manjša temperaturna nihanja sprejemljiva in ne povzročajo negativnih posledic.

Kratek opis principa delovanja gorilnikov z različni tipi ureditev.

Enostopenjski gorilniki Delujejo samo v enem območju moči, delujejo v za kotel težkem načinu. Pri delovanju enostopenjskih gorilnikov prihaja do pogostih vklapljanj in izklapljanj gorilnika, ki jih nadzira avtomatika kotlovske enote.

Dvostopenjski gorilniki , kot že ime pove, imajo dve stopnji moči. Prva stopnja običajno zagotavlja 40 % moči, druga pa 100 %. Prehod iz prve stopnje v drugo se pojavi glede na nadzorovani parameter kotla (temperatura hladilne tekočine ali tlak pare), načini vklopa / izklopa so odvisni od avtomatizacije kotla.

Gladki dvostopenjski gorilniki omogočajo gladek prehod iz prve stopnje v drugo. To je križanec med dvostopenjskim in moduliranim gorilnikom.

Modulacijski gorilniki neprekinjeno segrevajte kotel in po potrebi povečajte ali zmanjšajte moč. Območje spreminjanja načina zgorevanja je od 10 do 100 % nazivne moči.

Modulacijski gorilniki so glede na princip delovanja modulacijskih naprav razdeljeni v tri vrste:

1. gorilniki z mehanski sistem modulacija;

2. gorilniki s pnevmatskim modulacijskim sistemom;

3. gorilniki z elektronsko modulacijo.

Za razliko od gorilnikov z mehansko in pnevmatsko modulacijo, gorilniki z elektronsko modulacijo omogočajo najvišjo možno natančnost krmiljenja, saj so odpravljene mehanske napake v delovanju gorilnih naprav.

Cenovne prednosti in slabosti

Seveda so modulirani gorilniki dražji od stopničastih modelov, vendar imajo pred njimi številne prednosti. Mehanizem za gladko regulacijo moči vam omogoča, da zmanjšate cikel vklopa in izklopa kotla na minimum, kar bistveno zmanjša mehanske obremenitve sten in komponent kotla in s tem podaljša njegovo "življenjsko dobo". Ekonomičnost porabe goriva v tem primeru je vsaj 5%, in s pravilno konfiguracijo lahko dosežete 15 % ali več. In končno, namestitev modulacijskih gorilnikov ne zahteva zamenjave dragih kotlov, če delujejo pravilno, hkrati pa poveča učinkovitost kotla.

Glede na slabosti stopničastih gorilnikov so prednosti moduliranih gorilnikov očitne. Edini dejavnik, ki menedžerje prisili k izbiri stopničastih modelov, je njihov več nizka cena. Toda tovrstni prihranki so varljivi: ali ne bi bilo bolje zapraviti velike vsote naenkrat za naprednejše, varčnejše in okolju prijaznejše gorilnike? Poleg tega se bodo stroški povrnili v naslednjih nekaj letih!

Mnogi kupci razumejo prednosti uporabe moduliranih gorilnikov in zdaj morajo izbrati le potrebne modele. Na katere proizvajalce se je najbolje obrniti? Tudi s površno študijo cen uvoženih in domačih gorilnikov je jasno, da je razlika precejšnja. Nekateri modeli tuji proizvajalci več kot dvakrat dražji od ruskih izdelkov.

Podrobna analiza trga proizvajalcev gorilnikov kaže, da je ruska oprema glede na stopnjo avtomatizacije bistveno slabša od uvoženih analogov. Da bi dosegli visoka stopnja avtomatizacijo ruskih gorilnikov, je treba vložiti kar nekaj denar za nakup potrebnih sistemov avtomatizacije ter montažo in zagon opreme. Na podlagi rezultatov celotnega dela se izkaže, da so stroški naknadno vgrajenih gorilnikov ruske proizvodnje blizu stroškom uvoženih gorilnikov. Toda hkrati ne boste imeli 100-odstotnega jamstva, da vam bo popolnoma opremljen ruski gorilnik zagotovil želeni rezultat.

Zaključek naših strokovnjakov

Izbira pravega gorilnika - pomembna faza pri gradnji ali posodobitvi kotlovnice. Odvisno je od tega, kako odgovorno pristopite k temu vprašanju. nadaljnje delo ogrevalna oprema. Stabilno delovanje gorilnika, skladnost z okoljskimi standardi, daljša življenjska doba kotlov in možnost popolne avtomatizacije delovanja termoelektrarne kažejo pomembne koristi uporaba moduliranih gorilnikov v kotlovnicah. In če je korist od njihovega delovanja očitna, je neizkoriščanje preprosto nesmiselno.

Gorilniki Weishaupt / Nemčija Elco/ Nemčija , Cib Unigas / Italija, Baltur / Italija se je izkazala za zanesljivo in kvalitetna oprema. Z izbiro teh gorilnikov pridobite zaupanje in dobiček! Po drugi strani pa smo vam pripravljeni zagotoviti razumne cene in najkrajši dobavni rok za opremo.

Proizvajalci ogrevalnih kotlov za gospodinjstvo, ki nenehno izboljšujejo svoje izdelke in jim dodajajo nove funkcije, hkrati otežujejo izbiro pravega kotla in njegovo nastavitev. To velja v največji meri za avtomatizacijo kotlov - in zdaj stenski kotli, ki so bili prej krmiljeni z enim samim potenciometrom, so zdaj pogosto opremljeni z vgrajeno vremensko kompenzacijsko avtomatiko. Vendar pa več kompleksen sistem upravljanje je vedno več visoka cena. Pojavi se razumno vprašanje: "Ali je to potrebno?" Da bi potrošnikom pomagali odgovoriti na to vprašanje, bomo poskušali razumeti glavne funkcije avtomatizacije kotla.

Namen krmilnih sistemov za gospodinjske kotle je zagotoviti varnost, pravilno delovanje opremljenost in udobje za tiste, ki živijo v hiši ali stanovanju. Udobje v našem primeru je udobna temperatura in odsotnost potrebe po kakršnih koli ukrepih za zagotovitev (na primer pojdite v kotlovnico, zavrtite regulator itd.).
Situacija z varnostjo je najbolj preprosta in jasna: ne glede na to, ali je krmilni sistem vgrajen v kotel ali je dobavljen ločeno, ima vedno varnostni omejevalnik temperature. Ta naprava je termični rele, katerega odpiranje kontaktov vodi do prenehanja dovoda goriva v kotel, ko je presežena varna temperatura kotlovske vode. Sprožitev varnostnega omejevalnika temperature je resna izredna situacija in njena odprava, t.j. zamenjava ali ponovna namestitev varnostna naprava in zagon kotla zahtevajo posredovanje strokovnjaka za vzdrževanje.
Samoumevno je, da ima varnost med drugimi nalogami najvišjo prioriteto, zato je zgornja meja za regulacijo temperature kotlovne vode nastavljena tako, da temperatura nikoli ne preseže mejne vrednosti zaradi zatekanja. O kakšnem dvigu temperature govorimo?
Predstavljajte si situacijo nenadnega izpada električne energije: gorilnik se je izklopil, obtočna črpalka krogotok kotla se je ustavil. Kotel se spremeni v izoliran sistem. Med vgradnjo v ta sistem toplotnega ravnovesja se temperatura kovine zmanjša, temperatura vode pa se poveča za nekaj stopinj. Če je bilo pred tem povečanjem blizu največjega dovoljenega, je zagotovljena okvara kotla med izpadom električne energije. Velikost možnega dviga temperature je odvisna od izvedbe in materiala kotla in jo proizvajalec avtomatike upošteva pri nastavitvi zgornje meje za regulacijo temperature vode v kotlu.
Preidimo na glavni namen avtomatizacije kotla: zagotavljanje udobne temperature v ogrevanih prostorih. Kot veste, se določena temperatura v prostoru vzpostavi, ko je doseženo ravnotežje med toplotnimi izgubami in prenosom toplote iz grelnih naprav. Hkrati je treba za ohranitev dane vrednosti temperature vsako spremembo toplotne izgube, ki jo povzroči sprememba vremena, kompenzirati z ustrezno korekcijo temperature hladilne tekočine ali njenega volumetričnega pretoka skozi grelne naprave. To težavo najlažje rešimo s pomočjo termostatskih ventilov, nameščenih na radiatorjih ali konvektorjih, pri čemer temperatura hladilne tekočine ostane konstantna. V tem primeru se funkcija avtomatizacije kotla zmanjša na vzdrževanje nastavljene temperature dovoda.
Povedati je treba, da ima večina gospodinjskih kotlov vgrajeno krmilno enoto in ne potrebujejo ničesar več: temperatura dovoda se nastavi ročno, čeprav se samodejno vzdržuje. Regulacijski algoritem se razlikuje glede na to, s katerim gorilnikom je kotel opremljen: modulacijski, eno- ali dvostopenjski. Pri kotlih z enostopenjskim gorilnikom regulator temperature deluje kot mejno stikalo, ki vklopi in izklopi gorilnik, ko temperatura dovoda doseže mejne vrednosti. Med preklopnimi pragovi in
izklopu je določena določena razlika - preklopna histereza (slika 1). Pragi za vklop in izklop so praviloma nameščeni simetrično glede na nastavljeno temperaturo dovoda θ ustje, tako da povprečna vrednost temperature v daljšem obdobju sovpada z nastavljeno.
Če je prostornina hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu majhna in je poraba toplote pomembna manj moči gorilnika, bo temperatura po vklopu gorilnika prehitro narasla. Skladno s tem obstaja nevarnost prepogostega vklopa gorilnika, kar lahko vpliva tudi na njegovo življenjsko dobo. Ta problem se rešuje različne poti. Na primer, z uporabo časovno spremenljive vrednosti histereze (Ariston): v 1. minuti po vklopu je 8, v 2. minuti - 6 in od 3. minute - 4 K.
Algoritem za spreminjanje vrednosti histereze glede na situacijo je vgrajen v avtomatizacijo Kromschröder: na servisni ravni nastavitev krmilnega sistema lahko nastavite povečano histerezo (do 20 K) in njeno trajanje (do 30 minut). Pri nizkih toplotnih obremenitvah in s tem kratkih časih ogrevanja kotla velja povečana histerezna vrednost. Če za določen čas histerezni izklopni prag ni dosežen, se vrednost histereze samodejno linearno zniža na standardnih 5 K.

Pri avtomatizaciji kotla Buderus se uporablja bistveno drugačen pristop, ki uporablja algoritem, ki ga razvijalci imenujejo "dinamično preklapljanje". Ko se dovodna temperatura, naraščajoča ali padajoča, primerja z nastavljeno temperaturo θset, začne sistem izračunavati integral funkcije spreminjanja neusklajenosti skozi čas (zasenčeno območje na sliki 2). Gorilnik se prižge ali ugasne, ko integral doseže nastavljeno vrednost. Očitno je pri hitrem segrevanju kotla preklopna temperatura višja kot pri počasnem segrevanju. Tako se preklopni prag avtomatsko prilagodi značilnostim ogrevalnega sistema in količini porabe toplote.
Regulacijski algoritem za kotel z dvostopenjskim gorilnikom se bistveno ne razlikuje od zgoraj opisanega - le preklopni pragovi so zato dvakrat večji (slika 3).

Nazadnje, modulacijski gorilnik omogoča stalno proporcionalno regulacijo temperature dovoda, kjer je moč gorilnika linearno odvisna od temperaturnega neusklajenosti. Vendar pa taka regulacija ni vedno mogoča, saj se pri mnogih moduliranih gorilnikih moč gladko spreminja ne od nič, ampak od 30-40% največja vrednost. Če je poraba toplote v ogrevalnem krogu pod to mejo, se ponovno soočimo s mejno regulacijo.
Doslej smo mislili, da se temperatura dovoda nastavlja ročno s potenciometrom na nadzorni plošči kotla in jo samodejno vzdržuje njegov regulacijski sistem. Vendar pa je namen ogrevalnega sistema vzdrževanje udobne temperature v prostoru in bi bilo logično, da bi bila ravno ta temperatura regulirana spremenljivka. Naprava, ki vzdržuje nastavljeno temperaturo v prostoru - sobni termostat - je najpogosteje vezana na sam prostor in ni vključena v glavni dobavni paket kotla. Ker pa regulacija poteka preko krmiljenja delovanja kotla, bomo sobni termostat obravnavali tudi kot element avtomatizacije kotla.
Nadzor delovanja kotla za vzdrževanje nastavljene temperature v prostoru se lahko izvaja z eno od dveh vrst krmiljenja: dvopoložajnim (vklop-izklop) ali neprekinjenim. V prvem primeru je regulacijski algoritem enak kot pri kotlu z enostopenjskim gorilnikom. V primerjavi s temperaturo kotlovne vode pa se temperatura v prostoru ob vklopu in izklopu kotla spreminja veliko počasneje, kar lahko povzroči velika odstopanja preko mejnih vrednosti. Zato regulacija vklopa in izklopa običajno ni priporočljiva za ogrevalne sisteme z močnimi kotli (več kot 25-30 kW). Da bi se izognili takšnim tekom v avtomatizaciji Kromschröder, je na primer na nivoju storitve mogoče nastaviti časovni interval zakasnitve za vklop 2. stopnje (slika 3), tako da se 2. stopnja ne vklopi takoj, ko je dosežen prag θon. 2, vendar po določenem času. To daje dodatno možnost prilagoditve temperaturnega regulatorja značilnostim določenega ogrevalnega sistema.

Pri zvezni regulaciji je krmilno delovanje dvižna temperatura, ki se spreminja glede na odstopanje sobne temperature od nastavljene vrednosti (slika 4). Nastavljena temperatura prostora je temperatura, ki je za uporabnika ugodna in ni vedno enaka – recimo ugodna temperatura za spanje pod odejo je nekaj stopinj nižja kot za jutranje ali večerne ure, podnevi pa soba je lahko prazna in jo vzdržujte visoka temperatura tudi nima smisla. Funkcija nastavitve in izvajanja dnevnega temperaturnega razporeda v prostoru je seveda samoumevna. Dnevno programiranje temperature je pogosto možno za različne - dneve v tednu ali vikende - dni v tednu, pa tudi za posebne priložnosti kot je zabava ali počitnice.
Prava vrednost temperaturo meri senzor, ki se nahaja v enem izmed prostorov v hiši, ki je referenčen in določa način ogrevanja v vseh ostalih prostorih v hiši. Vendar, večje kot je število drugih prostorov, manj izvedljiva postane naloga udobnega ogrevanja, če jih povežemo v en ogrevalni krog, ki ga nadzira temperatura v referenčnem prostoru. Za krmiljenje kotla, ki segreva vodo za več ogrevalnih krogov hkrati z različne lastnosti, je potreben določen vhodni parameter, ki je skupen tem vezjem. Lahko se izračuna na podlagi odčitkov temperature v referenčnih prostorih vseh tokokrogov. Vendar bolj preprosto in učinkovita rešitev: kot ta parameter uporabite temperaturo zraka zunaj stavbe.

In res: temperatura dovoda katerega koli ogrevalnega kroga, ki je potrebna za kompenzacijo toplotnih izgub v prostorih, je povezana z zunanjo temperaturo zraka z znanimi razmerji, ki jih v grafičnem prikazu običajno imenujemo ogrevalni grafi ali ogrevalne krivulje (slika 5). ). Preostane le še vključitev teh razmerij za vsak posamezen tokokrog v algoritem delovanja sistema vodenja kotlovnice. Pri avtomatizaciji večine proizvajalcev morate za to izbrati eno od ponujenih ogrevalnih krivulj, vendar obstajajo tudi drugi pristopi: na primer, regulator regulacijskega sistema Buderus mora določiti samo dve točki, iz katerih avtomatika izračuna celotno krivulja.
Ali se lahko sistem, ki krmili kotel in ogrevalne kroge glede na zunanjo temperaturo, odzove na nepričakovane spremembe toplotne bilance v ogrevanih prostorih, na primer zaradi odprtega okna ali prižganega kamina? V večini primerov je ta možnost zagotovljena v obliki samodejnega prilagajanja (najpogosteje vzporednega prenosa) ogrevalne krivulje ustreznega tokokroga na podlagi odčitkov tipala sobne temperature. Poleg tega številni proizvajalci, ki izpolnjujejo potrebe natančnih uporabnikov, ki želijo bolj aktivno sodelovati pri uravnavanju klime v hiši, ponujajo poleg vremensko odvisne avtomatike tudi sobni termostat. Opozorimo le, da v tem primeru vedno obstaja tveganje, da ob povečanju udobja v referenčnem prostoru le-to zmanjšamo v drugih prostorih, ki so priključeni na isti ogrevalni krog. Poleg tega v referenčni sobi ni mogoče uporabiti termostatov. ogrevalne naprave, saj gre za neodvisne krmilne sisteme z enakimi vhodnimi in izhodnimi parametri kot kotlovska avtomatika.
Zakaj vsa ta kompleksnost? Kako je vremensko odvisen nadzor boljši od osnovne sheme, ki smo jo obravnavali na samem začetku - "trajni" kotel in termostati na vseh grelnih napravah?

Zagovorniki vremensko prilagojene avtomatizacije se običajno sklicujejo na dejstvo, da glavni del ogrevalna sezona potreba po toploti je veliko manjša od izračunane, zato je nenehno segrevanje hladilne tekočine na najvišjo temperaturo izguba denarja. Toda temperatura ni tista, ki stane, ampak proizvedena toplota, in če se v dveh primerih porabi enaka količina toplote, potem je morda proizvedena enaka količina toplote? Žal ne, saj poleg porabe toplote vedno prihaja do toplotnih izgub, ki so večje, čim višja je temperatura hladilne tekočine (slika 6). Poleg tega se učinkovitost kotla zmanjšuje z naraščanjem povprečne temperature kotlovne vode. Prav ti odstotki predstavljajo ekonomski argument v prid vremensko občutljive avtomatizacije. Glede na naše domače cene energije pa ta argument zlahka premaga argument bistveno višje cene same avtomatike.
Razmislimo tudi o nekaterih funkcijah avtomatizacije kotla, katerih namen ni ustvariti udobje, temveč zagotoviti čim daljše nemoteno delovanje opreme. Poleg že opisanih načinov za preprečevanje prepogostih vžigov gorilnika, ta skupina funkcij vključuje vzdrževanje minimalne temperature kotlovne vode. Najenostavnejši, a vseeno učinkovita metoda Izvedba te funkcije je tako imenovana logika črpalke, po kateri se ob prižganem gorilniku obtočna črpalka kotlovskega kroga ustavi, ko je temperatura vode v kotlu pod dovoljeno mejo in se ne zažene do te meje. je presežena.
Toda avtomatizacija kotla lahko poskrbi ne le za kotel. Tako so nekateri regulacijski sistemi opremljeni s funkcijo za preprečevanje blokade črpalk in tripotnih ventilov: enkrat na dan (primer - kotli Vaillant) ali tedensko (Buderus) se vklopijo vse črpalke v sistemu. kratek čas, vsi tripotni ventili pa se za kratek čas tudi popolnoma odprejo, nato pa se vrnejo v stanje pred tem postopkom.
Ko beremo dokumentacijo proizvajalcev, dobimo vtis, da razvijalci krmilnih sistemov kotlov delujejo po načelu: " več funkcij- dobro in drugačno! Res je, pogosto se izkaže, da pod različna imena Funkcije so enake, razlike so le v podrobnostih.

S. Zotov, dr.
Revija "Aqua-Term" št. 2 (54), 2010

Če želite izbrati optimalen plinski kotel, morate razumeti njegove značilnosti.

Najpogosteje uporabljen v vsakdanjem življenju toplovodni kotli nizka moč.

Te enote so ekonomične in enostavne za uporabo ter imajo veliko konfiguracij in modelov, od katerih ima vsaka svoje prednosti.

Eden od glavnih elementov plinski kotel je njegov gorilnik. to posebna oprema, ki pripravi gorivo za zgorevanje in ga dovaja v zgorevalno komoro, kjer curek mešanica plina in zraka vname in proizvaja toploto. Pravilna izbira gorilnika bo zagotovila največji izkoristek zgorevanja goriva, povečala skupni izkoristek (izkoristek) kotla in zmanjšala finančne stroške za gorivo.

Razvrstitev plinskih gorilnikov

Obstajajo različne vrste plinskih gorilnikov. Narediti prava izbira gorilnike, morate upoštevati vrsto plina, ki ga zgoreva, njegovo vsebnost kalorij, tlak, namen in zasnovo kotla.

Zaradi nadtlaka plina

• Visok tlak - več kot 30 kPa. (kilo Pascal);
• Srednji tlak - od 5 do 30 kPa;
• Nizek tlak - do 5 kPa.

Glede na vrsto porabljenega goriva

Gospodinjski in industrijski plinski kotli za toplo vodo običajno delujejo na dve vrsti goriva:

• utekočinjena mešanica propan-butana;
• zemeljski plin (metan) v plinastem stanju.

Fizikalne lastnosti teh plinov se med seboj razlikujejo, zato imajo gorilne naprave za njihovo zgorevanje svoje razlike. Toda vrsta zgorelega goriva ne omejuje izbire enote. Vsak kotel na zemeljski plin je mogoče predelati za zgorevanje propana in obratno.