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

Pri izbiri gorilnikov se potrošniki soočajo z zastrašujočo nalogo - kateri gorilnik izbrati . Ta izbira jim omogoča, da naredijo majhno primerjavo gorilnikov različnih proizvajalcev glede na vrsto regulacije in stopnjo avtomatizacije gorilne naprave.

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

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

1. skupina Gorilniki za posamezne ogrevalne sisteme (v to skupino uvrščamo gorilnike z močjo do 500 - 600 kW, ki jih vgrajujemo v kotlovnice zasebnih hiš, manjših industrijskih in poslovnih ter upravnih zgradb).

Pri izbiri gorilnikov za določeno skupino potrošnikov je treba upoštevati želje kupca pri stopnji avtomatizacije posamezne kotlovnice:

Če za nameščeno opremo ne zahtevate povečanih tehničnih zahtev in želite imeti zanesljivo kurilnico, ki ne zahteva velikih začetnih finančnih naložb, potem se lahko odločite za gorilnike z enostopenjski, dvostopenjski načini delovanja;

Če posledično želite zgraditi ogrevalni sistem z visoko stopnjo avtomatizacije, vremensko odvisno regulacijo ter nizko porabo goriva in energije, potem raje uporabite modulacijski gorilniki ali gorilniki z drsno dvostopenjsko regulacijo, ki bo zagotovil možnost programiranja moči in širok obseg delovanja regulacije gorilnika.

2. skupina Gorilniki za ogrevalne sisteme velikih stanovanjskih kompleksov (v to skupino uvrščamo gorilnike z močjo več kot 600 kW za potrebe stanovanjskih in komunalnih storitev, centralnega ogrevanja, pa tudi za ogrevanje velikih industrijskih in poslovnih ter upravnih stavb).

· Drsni dvostopenjski ali modulacijski gorilniki so idealni za to skupino. To je posledica: velike zmogljivosti kotlovnic, želje kupca po gradnji kotlovnice z visoko stopnjo avtomatizacije, želje po čim manjši porabi goriva in električne energije (uporaba frekvenčnega nadzora moči ventilatorja) in tudi uporabite opremo za avtomatsko regulacijo preostalega kisika v dimnih plinih (nadzor kisika).

3. skupina Gorilniki za procesno opremo (v to skupino spadajo gorilniki katere koli zmogljivosti, odvisno od zmogljivosti tehnološke opreme).

Za to skupino je bolje modulacijski gorilniki... Izbira teh gorilnikov ne določa toliko želja kupca, temveč tehnološke zahteve proizvodnje. Na primer: v nekaterih proizvodnih procesih je treba vzdrževati strogo določen temperaturni razpored in preprečevati padce temperature, sicer lahko to privede do motenj v tehnološkem postopku, škode na izdelkih in posledično do velikih finančnih izgub. Stopničasti gorilniki se lahko uporabljajo tudi v predelovalnih obratih, vendar le v primerih, ko so dopustna manjša temperaturna nihanja in ne povzročajo negativnih posledic.

Kratek opis principa delovanja gorilnikov z različnimi vrstami regulacije.

Enostopenjski gorilniki delajo samo v enem območju moči, delajo v načinu, ki je za kotel težaven. Med delovanjem enostopenjskih gorilnikov pride do pogostega vklopa in izklopa gorilnika, kar uravnava avtomatska oprema kotlovske enote.

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

Drsni dvostopenjski gorilniki omogočiti nemoten prehod s prve stopnje na drugo. Je križanec med dvostopenjskim in modulacijskim gorilnikom.

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

Modulacijski gorilniki so po principu delovanja modulacijskih naprav razdeljeni na tri vrste:

1. gorilniki z mehanskim modulacijskim sistemom;

2. gorilniki s pnevmatskim modulacijskim sistemom;

3. gorilniki z elektronsko modulacijo.

Za razliko od gorilnikov z mehansko in pnevmatsko modulacijo imajo gorilniki z elektronsko modulacijo najvišjo možno natančnost upravljanja, saj so mehanske napake pri delovanju gorilnikov odpravljene.

Cenovne prednosti in slabosti

Seveda so modulacijski gorilniki dražji od stopenjskih modelov, vendar imajo pred njimi številne prednosti. Mehanizem gladke regulacije moči omogoča zmanjšanje cikličnosti vklopa-izklopa kotlov na minimum, kar znatno zmanjša mehanske napetosti na stenah in v enotah kotla, kar pomeni, da podaljša njegovo "življenjsko dobo". Hkrati je poraba goriva vsaj 5%, s pravilno nastavitvijo pa lahko dosežete 15% ali več... In končno, namestitev modulacijskih gorilnikov ne zahteva zamenjave dragih kotlov, če delujejo pravilno, hkrati pa povečajo učinkovitost kotla.

Glede na pomanjkljivosti stopenjskih gorilnikov so prednosti modulacijskih gorilnikov očitne. Edini dejavnik, ki menedžerje prisili, da se odločijo za stopenjske modele, je nižja cena. Toda tovrstni prihranki zavajajo: ali ne bi bilo bolje, če bi večjo vsoto porabili za boljše, varčnejše in okolju prijaznejše gorilnike? Poleg tega se bodo stroški povrnili v naslednjih nekaj letih!

Številni kupci razumejo prednosti uporabe modulacijskih gorilnikov, zdaj pa morajo le izbrati modele, ki jih potrebujejo. Na katere proizvajalce bi se morali obrniti? Tudi ob bežni študiji cen za uvožene in domače gorilnike je razvidno, da je razlika zelo velika. Nekateri modeli tujih proizvajalcev so več kot dvakrat dražji od izdelkov ruske proizvodnje.

Podrobna analiza trga proizvajalcev gorilnikov kaže, da je ruska oprema v smislu avtomatizacije bistveno slabša od uvoženih. Da bi dosegli visoko stopnjo avtomatizacije gorilnikov ruske proizvodnje, je treba vložiti veliko denarja v nakup potrebnih sistemov za avtomatizacijo in delati na namestitvi in \u200b\u200bzagonu opreme. Na podlagi rezultatov vseh del se izkaže, da so stroški naknadno vgrajenih gorilnikov ruske proizvodnje blizu stroškom uvoženih gorilnikov. A hkrati ne boste imeli stoodstotnega zagotovila, da vam bo popolnoma opremljen ruski gorilnik zagotovil želeni rezultat.

Zaključek naših strokovnjakov

Izbira pravega gorilnika je pomemben korak pri gradnji ali posodobitvi kotlovnice. Nadaljnje delovanje ogrevalne opreme je odvisno od tega, kako odgovorno ste se lotili tega vprašanja. Stabilno delovanje gorilnika, skladnost z okoljskimi standardi, daljša življenjska doba kotlov in zmožnost popolne avtomatizacije delovanja termoelektrarne kažejo na pomembne prednosti uporabe moduliranih gorilnikov v kotlovnicah. In če so koristi njihovega izkoriščanja očitne, jih je preprosto nerazumno ne izkoristiti.

Gorilniki Weishaupt / Nemčija , Elco /Nemčija , Cib unigas / Italija, Baltur / Italija se je uveljavila kot zanesljiva in kakovostna oprema. Z izbiro teh gorilnikov pridobite samozavest in koristi! V zameno smo vam pripravljeni zagotoviti razumne cene in najkrajši čas dobave opreme.

Proizvajalci gospodinjskih kotlov za ogrevanje, ki svoje izdelke nenehno izboljšujejo in jim dajejo nove funkcije, hkrati otežujejo izbiro pravega kotla in njegovo prilagoditev. V največji meri gre za avtomatizacijo kotlov - zdaj so stenski kotli, ki so bili prej krmiljeni z enim potenciometrom, zdaj pogosto opremljeni z vgrajeno vremensko odvisno avtomatizacijo. Vendar bolj zapleten nadzorni sistem vedno pomeni višjo ceno. Pojavi se razumno vprašanje: "Ali je to potrebno?" Da bi potrošnikom odgovorili nanje, bomo poskušali razumeti osnovne funkcije avtomatizacije kotlov.

Namen krmilnih sistemov za gospodinjske kotle je zagotoviti varnost, pravilno delovanje opreme in udobje za tiste, ki živijo v hiši ali stanovanju. Udobje je v našem primeru udobna temperatura in odsotnost kakršnih koli ukrepov za zagotovitev tega (na primer pojdite v kotlovnico, zavrtite regulator itd.).
Najbolj preprost in razumljiv je primer varnosti: ne glede na to, ali je krmilni sistem vgrajen v kotel ali je dobavljen ločeno - vedno ima varnostni omejevalnik temperature. Ta naprava je toplotni rele, katerega odpiranje kontaktov vodi do prenehanja dovajanja goriva v kotel, ko je presežena varna vrednost temperature kotlovske vode. Izklop varnostnega izklopa na visoki meji je resna nenormalna situacija, ki jo lahko reši, tj. E. zamenjava ali ponovna namestitev varnostne naprave in zagon kotla zahteva posredovanje serviserja.
Seveda je varnost med drugimi nalogami na prvem mestu, zato je zgornja meja nadzora temperature kotlovske vode nastavljena tako, da temperatura zaradi iztekanja nikoli ne preseže mejne vrednosti. O kakšnem izteku temperature gre?
Predstavljajte si situacijo, ko se napajanje nenadoma prekine: gorilnik se je izklopil, obtočna črpalka kotla se je ustavila. Kotel se pretvori v izoliran sistem. Med vgradnjo v ta sistem toplotnega ravnovesja se temperatura kovine zmanjša in temperatura vode naraste za več stopinj. Če je bilo pred tem povečanjem blizu največje dovoljene vrednosti, je zagotovljena okvara kotla v primeru izpada električne energije. Vrednost morebitnega prekoračitve temperature je odvisna od zasnove in materiala kotla in jo proizvajalec avtomatike upošteva pri nastavitvi zgornje meje za regulacijo temperature vode v kotlu.
Pojdimo na glavni namen avtomatizacije kotlov: zagotavljanje udobne temperature v ogrevanih prostorih. Kot veste, se ena ali druga temperatura v prostoru vzpostavi, ko se doseže ravnovesje med toplotnimi izgubami in prenosom toplote iz ogrevalnih naprav. Hkrati je treba za ohranitev nastavljene vrednosti temperature vsako spremembo toplotne izgube, ki jo povzroči vremenska sprememba, nadomestiti z ustreznim popravkom temperature hladilne tekočine ali njenega volumetričnega pretoka skozi ogrevalne naprave. Ta problem je najlažje rešiti s pomočjo termostatskih ventilov, nameščenih na radiatorjih ali konvektorjih, medtem ko temperatura hladilne tekočine ostaja konstantna. V tem primeru se funkcija avtomatizacije kotla zmanjša na vzdrževanje želene temperature dovoda.
Moram reči, da ima večina gospodinjskih kotlov vgrajeno krmilno enoto in ne pomeni ničesar več: temperatura dovoda se nastavi ročno, čeprav se vzdržuje samodejno. V tem primeru se regulacijski algoritem razlikuje glede na to, kateri gorilnik je opremljen s kotlom: modulacijski, eno- ali dvostopenjski. V kotlih z enostopenjskim gorilnikom regulator temperature deluje kot stikalo za prag, ki vklopi in izklopi gorilnik, ko temperatura dovoda doseže mejne vrednosti. Med vključitvenimi pragovi in
zaustavitev se nastavi določena razlika - histereza vklopa (slika 1). Pragovi vklopa in izklopa so praviloma simetrično glede na nastavljeno temperaturo dovoda θ, nastavljeno tako, da povprečna vrednost temperature v daljšem obdobju sovpada z nastavljeno vrednostjo.
Če je prostornina hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu majhna in je poraba toplote bistveno manjša od moči gorilnika, se bo temperatura po vklopu gorilnika prehitro dvignila. V skladu s tem obstaja nevarnost prepogostega zagona gorilnika, kar lahko vpliva na njegov vir. Ta problem se reši na različne načine. Na primer, s pomočjo 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 vključen v avtomatiko podjetja Kromschröder: na ravni storitve nastavitve krmilnega sistema lahko povečana histereza (do 20 K) in njeno trajanje (do 30 minut) nastavite. Pri nizkih toplotnih obremenitvah in s tem kratkih obdobjih ogrevanja kotla deluje povečana vrednost histereze. Če prag izklopa v nastavljenem času histereze ni dosežen, se vrednost histereze samodejno linearno zmanjša na standardnih 5 K.

Bistveno drugačen pristop se uporablja pri avtomatizaciji kotlov Buderus, kjer se uporablja algoritem, ki ga razvijalci imenujejo "dinamično preklapljanje". Ko primerjamo temperaturo dovoda, ki narašča ali pada, z nastavljeno temperaturo θnastavljeno, sistem začne izračunavati integral funkcije odklona v času (na sliki 2 - zasenčeno območje). Gorilnik se vklopi ali izklopi, ko integral doseže nastavljeno vrednost. Ko se kotel hitro segreje, je očitno temperatura vklopa višja kot pri počasnem ogrevanju. Na ta način se preklopni prag samodejno prilagodi značilnostim ogrevalnega sistema in potrebam po toploti.
Algoritem krmiljenja kotla z dvostopenjskim gorilnikom se bistveno ne razlikuje od zgoraj omenjenega - samo preklopni pragovi so dvakrat večji (slika 3).

Na koncu modulacijski gorilnik omogoča stalen proporcionalni nadzor temperature dovoda, kadar je moč gorilnika linearno odvisna od temperaturnega odstopanja. Vendar takšna regulacija ni vedno mogoča, saj se v mnogih modulacijskih gorilnikih moč gladko spreminja ne od nič, temveč od 30-40% največje vrednosti. Če je poraba toplote v ogrevalnem krogu pod to mejo, potem spet naletimo na regulacijo praga.
Do zdaj smo imeli v mislih, da se temperatura dovoda ročno nastavi s potenciometrom na nadzorni plošči kotla in jo samodejno vzdržuje njegov regulacijski sistem. Namen ogrevalnega sistema pa je vzdrževanje udobne temperature v prostoru in logično bi bilo, da bi bila ta temperatura nastavljiva vrednost. Naprava, ki vzdržuje nastavljeno temperaturo v prostoru - sobni termostat - je najpogosteje vezana na sam prostor in ni vključena v osnovni komplet za dobavo kotla. Ker pa regulacija poteka s pomočjo nadzora delovanja kotla, bomo sobni termostat obravnavali kot element avtomatizacije kotla.
Delovanje kotla za vzdrževanje nastavljene temperature v prostoru lahko nadzorujemo z eno od dveh vrst regulacije: dvopozicijsko (vklopljeno / izklopljeno) ali neprekinjeno. V prvem primeru je regulacijski algoritem enak kot pri kotlu z enostopenjskim gorilnikom. Vendar pa se sobna temperatura v primerjavi s temperaturo vode v kotlu ob vklopu / izklopu kotla spreminja veliko počasneje, kar lahko povzroči večje prekoračitve preko mejnih vrednosti. Zato regulacija vklopa in izklopa običajno ni priporočljiva za ogrevalne sisteme z kotli z visoko (več kot 25-30 kW) močjo. Da bi se izognili takim prekoračitvam v avtomatizaciji Kromschröder, na primer na ravni storitve, lahko nastavite časovni interval za zakasnitev aktiviranja 2. stopnje (slika 3), zato se 2. stopnja ne vklopi takoj po doseganju prag θon 2, vendar po preteku določenega časa. To daje dodatno priložnost za prilagajanje regulatorja temperature značilnostim določenega ogrevalnega sistema.

Pri neprekinjeni regulaciji je krmiljenje temperatura dovoda, ki se spreminja glede na odstopanje sobne temperature od nastavljene vrednosti (slika 4). Nastavljena vrednost temperature v prostoru je temperatura, ki je za uporabnika prijetna in ni vedno enaka - recimo, prijetna temperatura za spanje pod odejo je za nekaj stopinj nižja kot za jutranje ali večerne ure ter med dan je soba lahko prazna in naj bo visoka, tudi temperatura nima smisla. Samoumevno je, da se funkcija nastavitve in izvrševanja dnevnega temperaturnega urnika v prostoru kaže sama po sebi. Dnevno programiranje temperature je pogosto mogoče za različne dneve v tednu - med delavniki ali vikendi - kot tudi za posebne priložnosti, kot so zabava ali dopust.
Dejansko vrednost temperature izmeri senzor, ki se nahaja v enem od prostorov hiše, kar je referenca in določa način ogrevanja v vseh drugih prostorih hiše. Kolikor več sob je, manj izvedljiva je naloga udobnega ogrevanja, tako da jih povežemo v en ogrevalni krog, ki ga nadzoruje temperatura v referenčni sobi. Za nadzor kotla, ki ogreva vodo za več ogrevalnih krogov hkrati z različnimi značilnostmi, je potreben določen vhodni parameter, skupen tem krogotokom. Lahko se izračuna na podlagi odčitkov temperature v referenčnih prostorih vseh tokokrogov. Vendar se je razširila preprostejša in učinkovitejša rešitev: kot tak parameter uporabimo temperaturo zraka zunaj stavbe.

Dejansko: temperatura dovoda katerega koli ogrevalnega kroga, ki je potreben za kompenzacijo toplotnih izgub v prostorih, je povezana z zunanjo temperaturo po znanih razmerjih, ki jih v grafični predstavitvi običajno imenujemo ogrevalne krivulje ali ogrevalne krivulje (slika 5). Ostane le določiti ta razmerja za vsako določeno vezje v algoritmu krmilnega sistema kotla. Pri avtomatizaciji večine proizvajalcev je za to treba izbrati eno izmed ogrevalnih krivulj, med katerimi lahko izbirate, obstajajo pa tudi drugi pristopi: monter sistema za nadzor Buderus mora na primer nastaviti dve točki, s katerimi avtomatizacija izračuna celotno krivuljo.
Ali se lahko sistem, ki krmili bojler in ogrevalne kroge z 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 vključena v obliki samodejnega popravljanja (najpogosteje - vzporednega prenosa) ogrevalne krivulje ustreznega kroga na podlagi odčitkov senzorja temperature prostora. Poleg tega mnogi proizvajalci poleg vremensko odvisne avtomatizacije poleg vremensko odvisne avtomatike ponujajo tudi sobni termostat, ki izpolnjuje zahteve natančnih uporabnikov, ki želijo dejavneje sodelovati pri nadzoru klime v hiši. Opažamo le, da s povečanjem udobja v referenčni sobi vedno obstaja tveganje, da ga zmanjšamo v drugih prostorih, vezanih na isti ogrevalni krog. Poleg tega v referenčni sobi ni mogoče uporabljati termostatov na grelnih napravah, saj so to neodvisni krmilni sistemi z enakimi vhodnimi in izhodnimi parametri kot za avtomatizacijo kotla.
Zakaj vse te težave? Zakaj je vremensko odvisno krmiljenje boljše od osnovne sheme, ki smo jo obravnavali na samem začetku - "konstanten" kotel in termostati na vseh grelnih napravah?

Zagovorniki vremensko odvisne avtomatizacije se običajno sklicujejo na dejstvo, da je v glavnem delu ogrevalne sezone potreba po toploti veliko manjša od izračunane, zato je nenehno ogrevanje hladilne tekočine na najvišjo temperaturo škoda denarja. Toda ne stane temperatura, temveč proizvedena toplota in če se v dveh primerih porabi enaka količina toplote, potem se morda proizvede enaka količina? Na žalost ne, saj poleg porabe toplote vedno pride tudi do izgube toplote, ki je večja, višja je temperatura hladilne tekočine (slika 6). Poleg tega se izkoristek kotla zmanjša s povečanjem povprečne temperature vode v kotlu. Prav ti odstotki tvorijo ekonomski argument v prid vremensko odvisni avtomatizaciji. Glede na naše domače cene energije pa tega argumenta zlahka premagamo z argumentom bistveno višje cene same avtomatizacije.
Upoštevajmo tudi nekatere funkcije avtomatizacije kotlov, katerih namen ni ustvarjanje udobja, temveč zagotavljanje čim daljšega nemotenega delovanja opreme. Ta skupina funkcij poleg že opisanih metod za preprečevanje prepogostih zagonov gorilnika vključuje vzdrževanje minimalne temperature vode v kotlu. Najenostavnejši, a kljub temu učinkovit način izvajanja te funkcije je tako imenovana črpalna logika, po kateri se ob vklopu gorilnika obtočna črpalka kotlovskega kroga ustavi, kadar temperatura vode v kotlu pade pod dovoljeni prag in se začne šele, ko ta prag ni presežen.
A ne samo za kotel lahko poskrbi avtomatizacija kotla. Nekateri krmilni sistemi so torej opremljeni s funkcijo za preprečevanje blokade črpalk in trosmernih ventilov: enkrat na dan (na primer kotli Vaillant) ali tedensko (Buderus) se vse črpalke v sistemu vklopijo za kratek čas , vsi trosmerni ventili pa se za kratek čas tudi popolnoma odprejo, nato pa se pred tem postopkom vrnejo v stanje.
Ob branju dokumentacije proizvajalcev se dobi vtis, da razvijalci sistemov za nadzor kotlov delujejo po načelu: "več funkcij - dobrih in drugačnih!". Res je, pogosto se izkaže, da so iste funkcije zajete pod različnimi imeni, razlike so le v podrobnostih.

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

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

V vsakdanjem življenju so najbolj razširjeni kotli za toplo vodo z majhno močjo.

Te enote so varčne in enostavne za uporabo, prihajajo v številnih konfiguracijah in modelih, od katerih ima vsak svoje prednosti.

Eden glavnih elementov plinskega kotla je njegov gorilnik. To je posebna oprema, ki gorivo pripravi na izgorevanje in ga dovede v zgorevalno komoro, kjer se tok mešanice plina in zraka vžge in sprosti toploto. Pravilna izbira gorilnika bo zagotovila največjo učinkovitost izgorevanja goriva, povečala splošno učinkovitost (izkoristek) kotla in zmanjšala finančne stroške goriva.

Klasifikacija plinskih gorilnikov

Obstajajo različne vrste plinskih gorilnikov. Za pravilno izbiro gorilnika morate upoštevati vrsto zgorevalnega plina, njegovo kurilno vrednost, tlak, namen in zasnovo kotla.

Z nadtlakom plina

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

Po vrsti zgorelega goriva

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

• utekočinjena zmes propan-butan;
• zemeljski plin (metan) v plinastem stanju.

Fizične značilnosti teh plinov se med seboj razlikujejo, zato imajo gorilniki za njihovo zgorevanje svoje razlike. Toda vrsta zgorelega goriva ne omejuje izbire enote. Vsak kotel na zemeljski plin je mogoče pretvoriti v propan in obratno.