Automatyka do kotłów gazowych: budowa, zasada działania, przegląd producentów

Domowe urządzenia grzewcze działające na gaz płynny lub ziemny nie wymagają od Państwa stałej uwagi i kontroli. Zadanie to spełnia automatyka do gazowych kotłów grzewczych.

Elektroniczne i mechaniczne bloki sterujące zintegrowane z generatorem ciepła regulują spalanie i pomagają utrzymać wymaganą temperaturę w czynniku grzewczym.

Rodzaje automatyki do kotłów grzewczych

Automatyka działa sprawnie, precyzyjnie i niezawodnie, zwiększa wydajność urządzeń grzewczych, sprzyja racjonalnemu zużyciu energii oraz czyni eksploatację systemu grzewczego prostą, komfortową i całkowicie bezpieczną.

System automatyczny chroni instalacje grzewcze przed przeciążeniami i aktywuje awaryjne odcięcie dopływu gazu w przypadku nagłych okoliczności siły wyższej. Dodatkowo urządzenie reguluje poziom intensywności spalania i bieżące zużycie paliwa, pozwalając Państwu oszczędzać środki finansowe na ogrzewaniu pomieszczeń.

Automatyczny moduł posiada elastyczne ustawienia i pozwala Państwu ustawić dla urządzenia najbardziej dogodne parametry pracy.

Ze względu na podstawową zasadę działania i cechy konstrukcyjne automatyka do urządzeń pracujących na gaz dzieli się na:

• urządzenia zależne energetycznie;
• urządzenia niezależne od energii.

Systemy pierwszego typu to złożone urządzenia elektroniczne, które do prawidłowego działania wymagają nieprzerwanego zasilania elektrycznego. Drugie rodzaje urządzeń to uproszczone konstrukcje mechaniczne, które nie wymagają zasilania energią.

Rodzaj #1 — urządzenia energozależne

Moduł energozależny to małe urządzenie elektroniczne reagujące na dostarczanie paliwa. Włącza się i wyłącza w momencie otwarcia lub zamknięcia głównego zaworu gazu. Charakteryzuje się skomplikowaną konstrukcją i dużą liczbą elementów oraz układów scalonych.

Pozwala Państwu rozwiązywać następujące zadania:

• aktywacja lub wstrzymanie dopływu gazu;
• uruchomienie systemu grzewczego w trybie automatycznym;
• regulacja poziomu mocy podstawowego palnika (dzięki obecności termostatu);
• wyłączenie pracującego kotła zarówno w sytuacjach awaryjnych, jak i w ramach trybu ustawionego przez użytkownika;
• wyświetlanie bieżących wskaźników na wyświetlaczu (ogólny poziom temperatury powietrza w pomieszczeniu, oznaczenie, do którego nagrzany jest płyn roboczy itp.).

Bardziej „zaawansowane” moduły mają dodatkowe funkcje i oferują użytkownikom nieograniczone i maksymalnie wygodne warunki do kontroli pracy i zarządzania urządzeniem. Elektroniczne panele zapewniają pełną ochronę urządzenia grzewczego przed awarią zaworu trójdrogowego i nie pozwalają kotłowi zamarznąć.

Jeśli temperatura w pomieszczeniu gwałtownie spada, „inteligentny” system sam uruchamia urządzenie grzewcze i wyłącza je, gdy dom wypełni się komfortowym ciepłym powietrzem.

Opcja samodiagnostyki, dostępna w niektórych modułach, zapobiega awariom i umożliwia szybkie wykrycie uszkodzonych części i podzespołów w systemie. Pozwala to wcześnie zauważyć usterkę i wymienić jakiś drobny element, zanim stanie się on realnym problemem dla urządzenia.

Drobne usterki systemu grzewczego ostatecznie przeradzają się w globalne problemy i pociągają za sobą wydatki związane z naprawą i demontażem (całkowitym lub częściowym) urządzenia. Samodiagnostyka pomaga wykryć usterkę i umożliwia jej terminowe usunięcie.

Elektroniczna automatyka odpowiedzialna za bezpieczną eksploatację urządzenia zapewnia nieprzerwaną pracę kotła, nie dopuszcza do przegrzania systemu i odcina dopływ gazu w przypadku spadku ciągu lub zgaśnięcia płomienia w palniku.

Asortyment energozależnej automatyki dostępnej obecnie na rynku cieszy różnorodnością. Przydatne i potrzebne mini-agregaty produkują znane na całym świecie marki oraz małe firmy, które dopiero próbują zdobyć swoje miejsce na rynku.

Energozależna automatyka występuje w formie panelu sterowania, na którym użytkownik może ustawić dogodne dla siebie parametry pracy urządzenia. Koszt „inteligentnego” elementu jest wysoki, ale wydatki są uzasadnione, ponieważ za pomocą modułu sterującego można zmniejszyć zużycie zasobów bez uszczerbku dla własnego komfortu.

Wśród dostępnych modeli są zarówno bardzo proste urządzenia, jak i bardziej zaawansowane agregaty z opcją programowania.

Na nich użytkownik może wybrać najbardziej odpowiednie dla siebie ustawienia indywidualne i zaprogramować system do pracy w trybie dzień/noc lub, kierując się prognozą pogody, ustawić określony poziom ogrzewania domu lub mieszkania na okres od 1 do 7 dni.

Rodzaj #2 — urządzenia energoniezależne

Automatyka niezależna od energii elektrycznej jest prostsza i bardziej praktyczna. Sterowanie i konfiguracja odbywają się ręcznie za pomocą mechanicznych pokręteł obrotowych i nie stanowią trudności nawet dla osób niezorientowanych technicznie. Urządzenie działa całkowicie autonomicznie i nie wymaga podłączenia do centralnej instalacji elektrycznej.

W celu ogrzewania budynku mieszkalnego i dostarczania ciepłej wody do kranów wystarczy obrócić pokrętło sterujące w kierunku zwiększenia o 2-3 działki. Jeśli wymagane jest wzięcie kąpieli lub prysznica, należy ustawić przełącznik na maksymalną wartość.

Produkt jest oznaczony skalą cyfrową z zestawem wartości od minimalnych do maksymalnych. Aby go aktywować, użytkownik wybiera odpowiednie oznaczenie i w ten sposób ustawia odpowiednią temperaturę roboczą bezpośrednio na kotle.

Po tych czynnościach podłączany jest termoregulator i przejmuje kontrolę nad ustawionym trybem ogrzewania. Kocioł pracuje aktywnie, dopóki pomieszczenie nie nagrzeje się do pożądanej temperatury. Następnie termoregulator odcina dopływ gazu do systemu i uruchamia się ponownie dopiero wtedy, gdy w pomieszczeniu zrobi się zimniej.

Zasada działania opiera się na specyficznej konstrukcji urządzenia. Wbudowana w wymiennik ciepła termopara kotła gazowego wyposażona jest w specjalny pręt. Wykonany jest on ze specjalnego stopu żelazowo-niklowego o nazwie inwar.

Cechy fizyczne tego progresywnego materiału dają mu możliwość niemal natychmiastowego wychwytywania minimalnych wahań temperatury.

Jeśli w pomieszczeniu robi się zbyt gorąco lub zbyt zimno, rozmiar pręta ulega zmianie. Reaguje na to zawór łączący i odpowiednio odcina lub aktywuje dopływ gazu do palnika.

Posiadanie automatycznego systemu sterowania niezależnego od energii elektrycznej daje użytkownikom możliwość ustawienia w domu lub mieszkaniu najbardziej odpowiedniego dla siebie reżimu temperatury i ekonomicznego zużywania paliwa, nie przepłacając za rachunki za media.

Dodatkowo automatyka typu niezależnego od energii elektrycznej posiada czułe czujniki ciągu i płomienia. Jeśli w rurze nagle spadnie ciśnienie lub poziom ciągu w kominie z jakiegoś powodu spadnie, dostawa paliwa natychmiast zostaje zatrzymana i udaje się uniknąć wycieku gazu.

Automatyka niezależna od energii elektrycznej kosztuje całkiem rozsądne pieniądze i, w przeciwieństwie do elektronicznych odpowiedników, nie wymaga zakupu i instalacji stabilizatora, który kontroluje napięcie i wyrównuje nieprzewidziane skoki w centralnej sieci elektrycznej.

Prawidłową pracę czujnika płomienia zapewnia specjalna płytka. Przy normalnym i prawidłowym działaniu systemu znajduje się ona w lekko wygiętym stanie.

W ten sposób element utrzymuje zawór odcinający w trybie «Otwarte». Gdy płomień staje się mniejszy, płytka prostuje się i zawór zamyka się pod jej naciskiem.

Budowa i zasada działania

Automatyka sterująca pracą kotła gazowego składa się z wielu elementów, umownie podzielonych na dwie podgrupy. Do pierwszej należą mechanizmy zapewniające pełne i bezpieczne funkcjonowanie samego kotła. Do drugiej należą urządzenia umożliwiające eksploatację systemu grzewczego w możliwie najwygodniejszym i najbardziej komfortowym dla użytkownika trybie.

Elementy składowe systemu bezpieczeństwa

Za bezpieczeństwo eksploatacyjne agregatu odpowiada kilka modułów:

1. Kontroler płomienia – składa się z dwóch głównych części – zaworu elektromagnetycznego i termopary. Terminowo i niezawodnie odcina gaz oraz zapobiega powstawaniu wycieku.
2. Termostat – utrzymuje zadaną temperaturę czynnika grzewczego i chroni system przed przegrzaniem. Gdy czynnik grzewczy ostygnie do minimalnych temperatur, moduł uruchamia kocioł, a po zarejestrowaniu szczytowo wysokich wartości wyłącza go, całkowicie uwalniając użytkowników od konieczności ciągłego zwracania uwagi na system.
3. Czujnik kontrolujący ciąg odpowiada za przerwanie dopływu gazu do palnika w przypadku zmiany podstawowego położenia płytki bimetalicznej, zapobiegając w ten sposób wyciekowi gazu.
4. Zawór bezpieczeństwa – monitoruje ilość czynnika grzewczego w obiegu.

Oprócz wszystkich wyżej wymienionych przydatnych cech, automatyka posiada szereg dodatkowych funkcji zwiększających komfort użytkowania urządzenia.

Urządzenie wykonuje samozapłon palnika gazowego, dokonuje wyboru najbardziej efektywnego trybu pracy, przyczynia się do racjonalnego zużycia energii oraz przeprowadza samodzielną diagnostykę, uwalniając użytkowników od wszystkich tych czynności.

Zasada działania automatyki bezpieczeństwa

Aktualna dokumentacja normatywna mówi, że zestaw bezpieczeństwa kotłów gazowych musi być koniecznie wyposażony w urządzenie, które zatrzymuje pracę całego systemu i odcina dopływ gazu w przypadku nieoczekiwanej awarii lub innych okoliczności siły wyższej.

Aby zrealizować to zadanie, automatyka musi kontrolować następujące parametry:

• ciśnienie gazu w systemie;
• obecność w palniku płomienia o optymalnej wielkości;
• pełny, wysokiej jakości ciąg;
• poziom temperatury roboczego czynnika grzewczego.

Gdy w niezależnym energetycznie systemie mechanicznym ciśnienie gazu spada do poziomu krytycznego, dostawa surowca jest natychmiast przerywana. Następuje to automatycznie dzięki obecności mechanizmu zaworowego ustawionego na określoną wartość.

Urządzenia elektroniczne zależne od napięcia są skonstruowane nieco inaczej. W nich opisaną powyżej funkcję realizuje przekaźnik ciśnienia minimalnego/maksymalnego.

Wraz ze wzrostem liczby atmosfer membrana wraz z tłoczyskiem ugina się, rozwierając styki zasilania samego kotła. Gaz przestaje dopływać i nie jest podawany, dopóki poziom ciśnienia nie zostanie przywrócony.

Samodzielne usuwanie usterek i jakiekolwiek ingerowanie w podstawową funkcjonalność urządzenia jest prawnie zabronione. Naprawianie wszelkich powstałych problemów może tylko wykwalifikowany specjalista – pracownik przedsiębiorstwa gazowniczego.

Jeżeli w palniku zgaśnie płomień, termopara stygnie i przestaje wytwarzać prąd. Następnie elektromagnetyczna przesłona w zaworze już nie działa i gaz przestaje dopływać do palnika. Przy spadku ciągu bimetaliczna płytka intensywnie się nagrzewa, zmienia kształt i oddziałuje na zawór, powodując odcięcie dopływu paliwa.

Temperaturę czynnika grzewczego kontroluje termostat. Zapewnia on utrzymanie wybranego przez użytkownika trybu nagrzewania, nie dopuszczając przy tym do przegrzania się systemu i jego awarii.

Szczegóły działania systemu

Elektroniczna automatyka wymagająca zasilania w swojej pracy opiera się na informacjach otrzymanych z czujników. Mikroprocesor i wewnętrzny kontroler analizują te dane, przetwarzają je i wysyłają do systemu polecenia optymalnie dopasowane do danej konkretnej sytuacji.

Aby automatyka elektroniczna działała prawidłowo przez długi czas, konieczne jest coroczne wzywanie specjalisty do przeglądu urządzenia, diagnostyki mikroprocesora oraz przeglądania raportów modułu pamięci.

W mechanice nieco inna zasada. Gdy kocioł jest wyłączony, wewnętrzny zawór gazowy jest całkowicie zamknięty. W momencie uruchomienia urządzenia podkładka na zaworze jest dociskana i następuje wymuszone otwarcie kanału dla paliwa do zapalnika. Rozpalenie stymuluje nagrzewanie termopary i na niej następuje wytwarzanie napięcia.

To urządzenie wykorzystuje w swoim działaniu elektromagnes, który utrzymuje zawór w pozycji otwartej. Obracając podkładkę ręcznie, użytkownik może bez wysiłku regulować poziom i moc swojego urządzenia grzewczego.

Przegląd popularnych modeli i producentów

Na rynku nowoczesnych urządzeń gazowych i elementów towarzyszących dostępna jest automatyka zarówno krajowych, jak i zagranicznych producentów. Zasada działania wszystkich urządzeń jest absolutnie taka sama, jednak pod względem konstrukcji występują między nimi istotne różnice.

Obecność automatyki sterującej w systemie ogrzewania gazowego umożliwia komfortowe ogrzewanie pomieszczenia i racjonalne zużycie energii. Przy rozsądnym podejściu oszczędność może wynieść od 30 do 43%

Koszt modułów zmienia się w bardzo szerokim zakresie. Proste mechaniczne urządzenia z minimalną ilością funkcji należą do klasy budżetowej i są sprzedawane po najniższej cenie. Zaawansowane panele elektroniczne są wyceniane znacznie wyżej, ale oferują użytkownikowi bardziej rozbudowane możliwości indywidualnych ustawień i kontroli pracy.

Niektóre urządzenia, jak na przykład automatyka SABK, oprócz podstawowych funkcji, są wyposażone we wbudowany stabilizator ciśnienia. Pozwala to na dokładniejszą regulację pracy urządzeń gazowych.

Elektroniczne urządzenia z możliwością programowania uważane są za luksusowe. Dają one właścicielowi możliwość ustawienia dla urządzenia planu pracy na dłuższy okres czasu, z uwzględnieniem sezonowych warunków pogodowych i bieżącej temperatury powietrza na zewnątrz.

Nr 1 — automatyka EUROSIT 630

Automatyczny, niezależny od energii blok EUROSIT 630 produkcji włoskiej firmy Sit Group (Eurosit) zajmuje wiodącą pozycję na rynku sprzedaży.

Uważany jest za uniwersalny i skutecznie współpracuje z kotłami parapetowymi i kotłami podłogowymi o mocy od 7 do 24 kW. Włączanie/wyłączanie, zapłon palnika pilotującego i ustawianie żądanej temperatury odbywa się za pomocą jednego pokrętła z przyciskiem.

Moduł Eurosit 630 to nowoczesny agregat do sterowania urządzeniami gazowymi. W pełni odpowiada międzynarodowym normom i wymogom bezpieczeństwa stawianym takim urządzeniom. Posiada europejski certyfikat jakości i gwarancję producenta.

Produkt charakteryzuje się wysokim poziomem niezawodności, wytrzymuje znaczne obciążenia eksploatacyjne i posiada szeroką funkcjonalność. Elementy konstrukcyjne są ukryte w obudowie, do której doprowadzone są kable czujników i inne przewody łączące.

Czas zapłonu kotła grzewczego za pomocą automatyki Eurosit 630 wynosi 10 sekund. Gaz jest natychmiast podawany do układu i wkrótce pomieszczenie nagrzewa się do zadanej temperatury.

Wewnątrz agregatu znajdują się odcinacz, sprężynowy zawór i regulator ciśnienia. Doprowadzenie gazu odbywa się od dołu lub z boku, zgodnie z życzeniem użytkownika. Pod względem ceny agregat należy do kategorii budżetowej.

Nr 2 — moduł Honeywell 5474

Urządzenie Honeywell 5474 jest produkowane przez niemiecki koncern Honeywell, który od ponad stu lat specjalizuje się w opracowywaniu i sprzedaży różnych rodzajów automatyki. Działa poprawnie z domowymi kotłami gazowymi o mocy do 32 kW.

Honeywell 5474 – urządzenie niezależne od zasilania do zarządzania systemem ogrzewania. Wyposażone w palniki mikropłomieniowe ze stali nierdzewnej żaroodpornej. Zapewniają one lepsze spalanie gazu, zmniejszają emisję szkodliwych substancji do atmosfery i nie pozwalają na osadzanie się nadmiaru sadzy w przewodzie kominowym.

Automatyczny system Honeywell 5474 posiada podstawowy zestaw funkcji kontrolnych, które gwarantują efektywną pracę kotła przy absolutnym bezpieczeństwie dla użytkowników.

Urządzenie w trybie automatycznym utrzymuje zadaną temperaturę czynnika grzewczego (od 40 do 90 stopni), wyłącza kocioł w przypadku przerwania dopływu paliwa, braku ciągu o wymaganym poziomie w kominie, wystąpienia ciągu wstecznego lub zgaśnięcia palnika.

Nr 3 — automatyka premium od Honeywell

Oprócz niedrogich modeli budżetowych firma Honeywell produkuje również inne rodzaje urządzeń automatycznych, na przykład luksusowe chronotermostaty z serii premium CT albo programowalne termostaty Honeywell YRLV430A1005/U.

Urządzenie YRLV430A1005/U przy maksymalnie szerokiej funkcjonalności posiada przyjazny interfejs i nie sprawia użytkownikom żadnych trudności w procesie użytkowania. Cena urządzenia jest dość wysoka, ale jednak niższa niż u konkurentów oferujących modele o podobnych parametrach.

Te panele elektroniczne pozwalają ustawić urządzeniom grzewczym najbardziej szczegółowe i dokładne ustawienia, aż do zmiany trybu temperatury kilka razy dziennie w zależności od pory dnia, warunków pogodowych i osobistych preferencji.

Nr 4 — urządzenie Orion

Automatyczne urządzenie Orion produkowane jest w Rosji. W wyposażeniu urządzenia znajdują się zapłon piezoelektryczny i czujnik ciągu.

Urządzenie Orion wygląda prosto i ma minimalny zestaw funkcji. Jego możliwości nie są zbyt duże, ale dzięki przystępnej cenie i prostemu sposobowi sterowania urządzenie cieszy się popytem.

Urządzenie odcina gaz w przypadku przypadkowego zgaśnięcia palnika lub braku wymaganego ciągu. Gdy temperatura powietrza w pomieszczeniu spada, termostat aktywuje dopływ paliwa i praca kotła zostaje wznowiona.

Przejście w tryb zmniejszenia płomienia po osiągnięciu określonej (ustawionej przez użytkownika) temperatury następuje automatycznie i pozwala oszczędzać paliwo.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczegółowy opis zasady działania automatyki przeznaczonej do kotła gazowego. Interesujące cechy i niuanse urządzeń kontrolujących:

Jak działa automatyka gazowego kotła grzewczego. Poglądowa demonstracja procesu zapłonu agregatu gazowego:

Szczegółowy opis jednego z najpopularniejszych modeli automatyki, przeznaczonego do sterowania i regulacji kotła gazowego:

Gazowy system grzewczy sterowany automatyką to praktyczna i ekonomiczna opcja domowego urządzenia grzewczego.

Mechaniczny kontroler wyróżnia się niską ceną, niezawodnością i prostym sposobem sterowania. Panel elektroniczny jest droższy, ale ma rozszerzoną funkcjonalność, pozwalającą na stworzenie w pomieszczeniu maksymalnie komfortowych warunków.

Mini-urządzenia najlepiej nabywać w sklepach firmowych, gdzie sprzedawany jest certyfikowany towar, spełniający wszystkie wymagania stawiane elementom systemów grzewczych pracujących na gazie.

Czy znane są Panu/Pani szczegóły działania automatyki urządzeń gazowych, nieujęte w artykule? Czy pojawiły się pytania w trakcie zapoznawania się z materiałem? Proszę pisać komentarze, dzielić się własną opinią i zdjęciami na temat artykułu.