Regulacja automatyki kotła gazowego: budowa, zasada działania, porady dotyczące konfiguracji

Do ogrzewania domów często używa się kotłów gazowych – wygodnych i dość ekonomicznych urządzeń pracujących na niebieskim paliwie. Prawidłowe działanie tych urządzeń zapewnia szereg mechanizmów, które monitorują tryb eksploatacji.

Terminowa regulacja automatyki kotła gazowego pozwala zwiększyć efektywność urządzenia grzewczego, a także zapewnić niezawodność i bezpieczeństwo pracy. A to, jak Państwo przyznają, dość ważny moment dla wszystkich użytkowników.

Ale jak przeprowadzić regulację i czy można to zrobić samodzielnie? Spróbujmy wspólnie zrozumieć te kwestie. W tym celu szczegółowo przyjrzymy się budowie i zasadzie działania automatyki na przykładzie jednego z najpopularniejszych modeli.

Zwrócimy również uwagę na kwestie konfiguracji urządzenia oraz główne problemy, z jakimi użytkownik może się spotkać podczas ustawiania i dalszej eksploatacji kotła gazowego.

Rodzaje i zasada działania automatyki do kotłów

Pod tym pojęciem rozumie się system urządzeń wykonawczych i kontrolnych, mających na celu utrzymanie zadanych trybów oraz szybką reakcję na powstałe sytuacje awaryjne.

Dzięki temu zapewnione jest bezpieczne użytkowanie kotłów przy minimalnym udziale człowieka w procesach zachodzących w urządzeniu.

Konstrukcja kotłów gazowych obejmuje różne rodzaje urządzeń automatycznych (elektronicznych i mechanicznych), które mają na celu utrzymanie wydajnej i bezpiecznej pracy

Całą automatykę stosowaną do prawidłowego funkcjonowania urządzeń grzewczych można podzielić na dwie podstawowe grupy:

• autonomiczne, niezależne od zewnętrznego zasilania;
• urządzenia, do działania których wymagane jest zewnętrzne źródło prądu.

Przyjrzyjmy się każdej grupie urządzeń szczegółowo.

Jak działają urządzenia zależne od zasilania?

Takie systemy stanowią złożone bloki elektroniczne, do których działania wymagany jest dopływ energii elektrycznej.

Jednocześnie urządzenia te pozwalają regulować dopływ paliwa i stopień nagrzewania poprzez zamykanie lub otwieranie zaworu, co przyczynia się do oszczędności kosztów ogrzewania.

Działanie systemu elektronicznego opiera się na informacjach przekazywanych przez czujniki do modułu sterującego. Po analizie i przetworzeniu danych w sterowniku i mikroprocesorze, polecenia są przekazywane do siłowników kotła.

Zadania rozwiązywane przez urządzenia automatyczne:

• otwieranie/zamykanie zaworu układu podawania gazu;
• automatyczne uruchamianie urządzenia;
• planowane lub awaryjne wyłączanie kotła;
• regulacja poziomu płomienia palnika za pomocą termostatu;
• wyświetlanie danych do odczytu wizualnego (temperatura powietrza, poziom nagrzania wody i inne).

Ponadto, nowoczesne urządzenia automatyczne mogą posiadać szereg dodatkowych funkcji, które znacznie ułatwiają eksploatację kotłów.

Do nich można zaliczyć:

• zarządzanie pracą urządzenia i nadzór nad jego funkcjonowaniem;
• ochronę systemu grzewczego przed awariami zaworu trójdrożnego;
• zapobieganie zamarzaniu urządzenia (w przypadku nagłego spadku temperatury w pomieszczeniu urządzenie automatycznie uruchamia kocioł);
• samodiagnostykę, umożliwiającą wykrywanie wad w podzespołach i częściach, a także identyfikację zakłóceń w działaniu elementów. Taka opcja pozwala na wczesne wykrycie usterki, która mogłaby doprowadzić do poważnej awarii wymagającej kapitalnego remontu lub całkowitej wymiany kotła.

Jednocześnie niezawodna i stabilna praca elektronicznych urządzeń automatyki do kotłów gazowych może być realizowana tylko pod pewnymi warunkami.

A mianowicie:

• brak skoków napięcia;
• dokładne przestrzeganie zalecanego reżimu temperaturowego;
• brak problemów związanych z długim okresem eksploatacji.

W przypadku naruszenia tych zasad, zaawansowane technologicznie urządzenia mogą szybko ulec awarii.

Na rynku dostępny jest szeroki asortyment takiej automatyki, która może być programowalna lub nie. Do takich urządzeń należą wymienione poniżej przyrządy.

Termostat do pomiaru temperatury pomieszczenia

Czujnik temperatury powietrza znajduje się w pomieszczeniu, ale jest podłączony kablem do kotła umieszczonego w tym samym lub innym pomieszczeniu. Urządzenie nie tylko monitoruje poziom ogrzania pomieszczenia, ale także reguluje pracę urządzenia grzewczego.

Gdy tylko wskaźnik temperatury spadnie poniżej ustawionego poziomu, termostat wysyła sygnał do kotła, po odebraniu którego urządzenie grzewcze automatycznie uruchamia się.

Poszczególne moduły sterujące przewidują możliwość podłączenia termostatu znajdującego się w pomieszczeniu. W tym przypadku w ogrzewanej przestrzeni będzie automatycznie utrzymywana zadana temperatura.

Po osiągnięciu komfortowego poziomu temperatury powietrza w urządzeniu zamyka się zawór, po czym praca kotła, a tym samym ogrzewanie pomieszczenia, zostaje zatrzymana, co przyczynia się do oszczędności paliwa.

W innym naszym artykule zawarte są szczegółowe informacje o rodzajach i schematach podłączenia termostatu do kotła grzewczego.

Programator dobowy na 24 godziny

Podobnie jak zwykły termostat, urządzenie reguluje tryb pracy kotła gazowego, jednak ma rozszerzone możliwości.

Za pomocą tego urządzenia można ustawić program funkcjonowania urządzeń grzewczych przez 24 godziny, przewidując różne poziomy ogrzewania w określonych porach dnia (np. obniżenie temperatury w pomieszczeniach w nocy lub podczas nieobecności osób).

W większości urządzeń przewidziano automatyczne powtarzanie cyklu, a aby go zmienić, należy zmodyfikować program. Podłączenie takiego urządzenia może odbywać się zarówno za pomocą kabla, jak i przez specjalny kanał radiowy.

Długoterminowy programator tygodniowy

W przeciwieństwie do opisanego powyżej urządzenia, tygodniowy programator pozwala z góry zaplanować pracę kotła na całe siedem dni.

W urządzeniach tego typu z reguły przewidziano kilka różnych trybów, a także istnieje możliwość tworzenia własnych programów funkcjonowania urządzeń grzewczych.

Łatwe w programowaniu urządzenie Auraton-2025 ma 3 fabryczne i 7 użytkowniczych trybów, umożliwiających optymalne ustawianie temperatury powietrza. Czujnik oświetlenia wyłącza wyświetlacz na noc, dzięki czemu oszczędzana jest energia elektryczna.

Wszystkie dane są wyświetlane na podświetlanym wyświetlaczu, co pozwala wygodnie śledzić informacje. Ponieważ zasięg programatora wynosi 30 i więcej metrów, można go umieszczać w pokojach mieszkalnych.

Zasada działania automatyki niezależnej od zasilania

W tym samym czasie poszczególne części kotłów pełniące funkcję sterowania nie wymagają użycia energii elektrycznej.

Ich regulacja odbywa się ręcznie, a także pod wpływem zmian geometrycznych, które zachodzą w mechanizmach pod wpływem ogrzewania.

W urządzeniach mechanicznych uruchamianie kotła odbywa się poprzez naciśnięcie podkładki na zawór. W rezultacie ten ostatni otwiera się w trybie wymuszonym, wpuszczając paliwo, które trafia do palnika zapłonowego.

Pomimo dużego asortymentu modeli z wyposażeniem elektronicznym, warianty ze sterowaniem mechanicznym również cieszą się dużą popularnością.

Co tłumaczy się od razu kilkoma przyczynami:

• Przystępna cena. Ceny takich urządzeń są znacznie niższe niż w przypadku w pełni automatycznych odpowiedników.
• Łatwość obsługi. Prostota budowy automatyki niezależnej od energii elektrycznej, stosowanej w modelach mechanicznych, pozwala szybko zrozumieć ustawienia nawet osobie niezwiązanej z techniką.
• Niezawodność. Mechaniczne urządzenia nie są uzależnione od skoków napięcia w sieci lub całkowitego wyłączenia prądu, dlatego mogą działać bez stabilizatora, który jest pożądany przy pracy z urządzeniami zależnymi od energii.

Do wad takich modeli można zaliczyć mniejszą precyzję regulacji oraz konieczność monitorowania pracy kotła.

Co do ustawienia, jest ono dokonywane ręcznie. Każde urządzenie mechaniczne jest wyposażone w skalę temperatury, której cyfry wskazują wartości graniczne (od min do max). Temperaturę roboczą ustawia się, wybierając odpowiednią pozycję na podziałce.

Po uruchomieniu agregatu za jego działanie odpowiada termoregulator. Elementem roboczym tego urządzenia jest pręt, który kurcząc się przy ochładzaniu, otwiera zawór dopływu gazu, a następnie zwiększa swoje rozmiary z powodu wzrostu temperatury i zamyka dopływ błękitnego paliwa.

Za pomocą podobnego procesu można również zmniejszać lub zwiększać poziom ogrzewania.

Elementy bezpieczeństwa i komfortowej eksploatacji

W grupie automatycznych urządzeń do kotłów znajduje się wiele elementów, które można podzielić na dwie duże grupy: mechanizmy zapewniające bezpieczeństwo pracy oraz przyrządy ułatwiające komfortową eksploatację kotła.

Za bezpieczne funkcjonowanie odpowiadają następujące części:

• termostat;
• czujniki kontroli ciągu i płomienia;
• zawór bezpieczeństwa.

Czujnik kontroli płomienia składa się z termopary i elektromagnetycznego zaworu gazowego, który zamyka lub włącza dopływ gazu.

Regulator temperatury płomienia (termostat) utrzymuje wymaganą temperaturę czynnika grzewczego oraz zapewnia ochronę przed przegrzaniem. Moduł ten włącza lub wyłącza kocioł, gdy czynnik grzewczy osiągnie wartość krytyczną (maksymalną lub minimalną).

Moduł kontroli ciągu przerywa dopływ gazu do palnika, gdy tylko w wyniku podwyższonej temperatury zmienia się położenie bimetalicznej płytki (wygina się ona podczas ogrzewania, zamykając rurę, przez którą prowadzony jest dopływ paliwa).

Bardziej szczegółowo czujniki temperatury, ciągu, ciśnienia i płomienia omówiliśmy w tym artykule.

Za pomocą zaworu bezpieczeństwa przeprowadza się regulację, rozdzielanie i zamykanie przepływu gazu.

W systemie grzewczym zawór bezpieczeństwa jest nieodłącznym elementem armatury rurociągowej, mającym istotne znaczenie w kontroli objętości czynnika grzewczego wykorzystywanego w obiegu.

Otwór w zaworze, przez który odbywa się ruch gazowego paliwa, nazywa się gniazdem. Aby wyłączyć urządzenie, należy je zamknąć tarczą lub tłokiem.

W zależności od liczby pozycji roboczych zawory gazowe mogą być jedno-, dwu- i trójstopniowe, a także modulujące:

• Urządzenia jednostopniowe mają tylko dwie pozycje robocze: włączone/wyłączone.
• Urządzenie dwustopniowe jest wyposażone w jedno wejście i dwa wyjścia, przy czym zawór otwiera się po obróceniu go w położenie pośrednie, dzięki czemu załączanie następuje bardziej płynnie.
• W trzyetapowe urządzenie wyposażane są kotły, które mają dwa poziomy mocy.
• Zawory modulowane stosuje się do płynnej zmiany wskaźnika mocy urządzeń.

Automatyka stosowana dla wygody obejmuje opcje, które zwykle są realizowane przez użytkowników systemów grzewczych. Należą do nich samoczynny rozpalacz palnika, samodzielna diagnostyka, dobór optymalnego trybu pracy i inne.

Automatyka odpowiedzialna za bezpieczeństwo

Zgodnie z zasadami określonymi w dokumentacji normatywnej (SNiP 2.04.08-87, SNiP 42-01-2002, SP 41-104-2000), w kotłach gazowych powinien być przewidziany system bezpieczeństwa. Zadaniem tego bloku jest awaryjne odcięcie dopływu paliwa w przypadku jakiejkolwiek awarii.

Na przedstawionym schemacie przedstawiono system automatyki, który umożliwia regulację funkcji urządzenia gazowego, ze szczegółowym obrazem wszystkich elementów składowych.

Zasadą bezpiecznej pracy systemu automatyki kotła gazowego jest kontrola wskazań przyrządów.

Blok sterowania monitoruje następujące czynniki:

• Ciśnienie gazu. Gdy spadnie ono do poziomu krytycznego, dopływ paliwa zostaje natychmiast przerwany. Proces odbywa się automatycznie za pomocą mechanizmu zaworowego, wcześniej ustawionego na określoną wartość.
• Dopływ gazu. Za tę właściwość w urządzeniach zależnych od energii odpowiada przekaźnik maksymalny lub minimalny. Mechanizm działania polega na wyginaniu membrany z prętem przy wzroście liczby atmosfer, co prowadzi do rozłączenia styków urządzenia grzewczego.
• Brak płomienia w palniku. Gdy ogień gaśnie, termopara się ochładza, w wyniku czego ustaje wytwarzanie prądu, a dopływ gazu zostaje przerwany z powodu zamknięcia elektromagnetycznej przepustnicy zaworu gazowego.
• Obecność ciągu. Gdy ten czynnik maleje, bimetaliczna płytka nagrzewa się, co powoduje zmianę jej kształtu. Zmodyfikowany element naciska na zawór, który się zamyka, zatrzymując dopływ palnego gazu.
• Temperatura czynnika grzewczego. Za pomocą termostatu można utrzymać ten czynnik na zadanej wartości, co pozwala zapobiec przegrzaniu kotła.

Wymienione powyżej możliwe usterki mogą spowodować zgaśnięcie głównego palnika, w wyniku czego istnieje możliwość przedostania się gazu do pomieszczenia, co prowadzi do fatalnych skutków.

Na tym rysunku przedstawiono schematyczne urządzenie funkcjonowania automatyki regulacyjnej, której zadaniem jest niedopuszczenie do przegrzania systemu lub innych zakłóceń w jego pracy.

Aby tego uniknąć, wszystkie modele kotłów powinny być wyposażone w urządzenia automatyczne. Jest to szczególnie istotne w przypadku starszych modeli, w których takie urządzenia nie były jeszcze przewidziane przez producentów.

Cechy budowy bloku automatyki

Zazwyczaj producenci stosują specjalne bloki sterujące, w skład których wchodzą wyżej wymienione urządzenia. Mimo różnic zewnętrznych wszystkie działają na tych samych zasadach. Aby zapoznać się z najlepszymi modelami i producentami automatyki, proszę kliknąć ten link.

Największą popularność zdobyły produkty włoskiej marki EuroSIT. Najbardziej poszukiwanym modelem jest Eurosit 630, który charakteryzuje się prostym funkcjonowaniem, kompatybilnością z konstrukcjami różnych producentów, niezawodnością i trwałością.

Na przykładzie Eurosit 630 szczegółowo omówimy budowę bloku automatycznego.

Szczegółowa budowa automatycznego bloku sterowania Eurosit 630, w który wyposażona jest znaczna część nowoczesnych kotłów gazowych, produkowanych przez różnych producentów.

Urządzenie ma postać obudowy, wewnątrz której znajdują się wszystkie elementy konstrukcyjne (zawór sprężynowy, moduł regulatora ciśnienia, odcinacz), co znacznie ułatwia jego montaż.

Do korpusu doprowadzona jest rura, przez którą odbywa się dopływ gazu, a także kable z czujników i innych urządzeń.

Oprócz bloku Eurosit 630 na rynku dostępne są również inne modele: SABK, Wakuła SIT, Dungs, Honneywell, które obejmują zestawy zaworów, stabilizatorów ciśnienia, filtrów, regulatorów temperatury.

Podczas montażu i regulacji tego urządzenia występują pewne trudności, ale po przyzwyczajeniu się można praktycznie nie martwić się o pracę kotła gazowego.

Jak skonfigurować automatykę urządzenia grzewczego?

Regulacja polega na ustawieniu kontrolera EUROSIT 630, który utrzymuje temperaturę płynu w obiegu, a w sytuacji krytycznej blokuje dopływ gazu.

Przed regulacją automatyki różnych modeli kotłów gazowych należy zamontować urządzenia, ściśle przestrzegając schematu. Ważne jest przy tym sprawdzenie kompletności części urządzeń, która powinna być zgodna z deklarowaną w instrukcji.

Regulacja odbywa się za pomocą pokrętła, które umożliwia ustawienie kotła w trzech położeniach:

• wyłączenie;
• zapłon;
• ustawienie temperatury (od 1 do 7).

Aby włączyć urządzenie zapłonowe, dźwignię należy przesunąć do drugiej pozycji, ustawiając ją naprzeciwko symbolu iskry.

Po naciśnięciu zostanie uruchomiony przycisk piezozapłonu, dzięki czemu zapali się palnik pilotowy. Dźwignię należy przy tym przytrzymać w wybranej pozycji przez 10-30 sekund. Po zwolnieniu przycisku działanie zapalnika powinno zostać przerwane.

Podczas zapalania płomienia termopara nagrzewa się, dzięki czemu zaczyna wytwarzać się w niej SEM (25 mV). Prowadzi to do utworzenia obwodu, którego elementami są czujnik i zawór elektromagnetyczny

Po naciśnięciu dźwigni następuje otwarcie zaworu elektromagnetycznego, a gaz jest podawany do zapalnika (należy pozostawić go otwartym nawet po zwolnieniu uchwytu).

Termopara musi zapewnić ochronę przed wstecznym przenikaniem ognia. Czujniki będące elementami obwodu w pozycji roboczej są zwarte. Po otrzymaniu sygnału rozwierają się, co powoduje wyłączenie urządzenia.

Problemy podczas włączania urządzenia zapłonowego

W przypadku trudności przy włączaniu urządzenia można skorzystać z poniższej instrukcji. Przede wszystkim należy zaopatrzyć się w niezbędne narzędzia, a mianowicie klucze nasadowe, śrubokręt, multimetr, szczypce, alkohol do czyszczenia części.

Ostrożnie zdejmuje się zaciski urządzenia: zwierają się one ze sobą, a następnie są dociskane szczypcami. Aby określić przyczynę usterki, należy włączyć zapalnik.

Jeśli zapłon przebiega normalnie, najprawdopodobniej chodzi o usterkę czujnika ciągu. W takim przypadku należy odkręcić ten element (w celu zapobieżenia przegrzaniu jest on otoczony uszczelkami paronitowymi).

Podczas oględzin urządzenia należy zwrócić uwagę na jego styki, które powinny być solidnie zamocowane na obudowie i nie wykazywać śladów utlenienia na powierzchni. Temperatura w stanie rozwarcia powinna wynosić 75 °C

Następnie za pomocą testera należy zmierzyć rezystancję, której wartość powinna wynosić 1-2 omy. W przypadku wykrycia usterki część tę należy wymienić. Jeśli natomiast element działa prawidłowo, wystarczy przetrzeć go alkoholem, a następnie przeprowadzić ponowny montaż urządzenia.

W celu zidentyfikowania usterek w przerywaczu ciągu dla termopary zdejmuje się zaciski, a następnie sprawdza się rezystancję, której wartość powinna wynosić 3.

Jeśli uzyskana wartość nie odpowiada optymalnej, należy za pomocą klucza nr 9 odkręcić nakrętkę mocującą termoparę do przerywacza ciągu, a następnie kluczem nr 12 odkręcić ten ostatni o pół obrotu.

Następnie należy wyjąć plastikową wkładkę ze stykami, a następnie całkowicie odkręcić część. Przeprowadza się sprawdzenie termopary: należy ją połączyć z zaworem elektromagnetycznym i zamocować kluczem nr 9. Jeśli po tym zapłon nadal jest niemożliwy, problem leży właśnie w tej części.

Aby rozwiązać problem, nakrętka mocująca termoparę do zapalnika jest odkręcana kluczem nr 10, a następnie element jest ustawiany w odpowiednim położeniu.

W celu oceny wyniku pracy należy zmierzyć SEM (powinna wynosić 18 mV), następnie alkoholem czyści się styk termopary i elementy przerywacza ciągu. Ostatnim etapem jest montaż urządzenia.

Usuwanie innych usterek podczas pracy automatyki

Częstą przyczyną braku zapłonu jest zabrudzenie izolatora, przez który przebiega przewód prowadzący do komory spalania. Tę usterkę łatwo usunąć, przecierając tę część miękką szmatką. Przy silnym zabrudzeniu można ją zwilżyć rozpuszczalnikiem, a następnie wytrzeć do sucha.

Przeszkodą w zapłonie może być również osad sadzy, który tworzy się wewnątrz komory spalania. Tę wadę łatwo usunąć, opukując rurkę doprowadzającą gaz do palnika.

Po przerwie w eksploatacji zaleca się sprawdzić stan rur. W przypadku braku pracy, pająki mogą zbudować gniazda lub dostać się inne owady, co może utrudnić dopływ gazu.

Wysokiej technologii modele kotłów gazowych są wyposażone w skomplikowaną elektronikę. Zazwyczaj informacje o usterkach wyświetlane są na ekranie w postaci kodu z określonym błędem.

Słabe nagrzewanie wody może świadczyć o zbyt dużych osadach na ściankach wymiennika ciepła. Aby rozwiązać problem, zaleca się przepłukanie obiegu gorącą wodą z dodatkiem rozpuszczalnika substancji mineralnych.

Jeśli to nie pomogło, lepiej skontaktować się ze specjalistami, ponieważ przyczyna może leżeć w uszkodzeniu elektroniki lub czujnika przepływu.

W zbyt wydajnych kotłach może wystąpić efekt „taktowania”, który objawia się zbyt częstym zapłonem spowodowanym intensywnym ogrzewaniem gazu. Aby zaradzić tej sytuacji, zaleca się zmniejszenie ilości paliwa podawanego do palników.

W urządzeniach mechanicznych można to osiągnąć, obracając dźwignię regulacyjną na zaworze gazowym, a w modelach elektronicznych wystarczy skorzystać z panelu sterowania, gdzie ustawia się odpowiedni parametr pracy.

Aby przedłużyć żywotność sprzętu i kotła gazowego, zaleca się regularnie przeprowadzać przeglądy i wykonywać konserwację. Jak prawidłowo wykonywać przegląd techniczny omówiliśmy w następnym artykule.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W prezentowanym filmie znajdziesz krótką instrukcję montażu kotła gazowego wyposażonego w automatyczny system Eurosit.

Nowoczesny kocioł gazowy to dość złożona konstrukcja, w której przewidziano wiele przydatnych funkcji. Automatyka większości modeli znacznie ułatwia ich eksploatację, przejmując kontrolę nad mechanizmami i nadzór nad ich pracą.

To znacznie podnosi poziom bezpieczeństwa podczas działania systemu grzewczego, a także zwiększa jego efektywność poprzez dobór optymalnego trybu.

Czy potrzebujesz wyregulować automatykę swojego kotła gazowego? Chcesz samodzielnie zająć się tym zadaniem i chcesz wyjaśnić pewne kwestie? Nie krępuj się – zadawaj pytania pod tym artykułem, a nasi eksperci postarają się Ci pomóc.

Or udało się Panu skutecznie dokonać regulacji automatyki i chce Pan podzielić się swoim doświadczeniem z innymi użytkownikami? Proszę pisać swoje porady, dodawać zdjęcia przedstawiające najważniejsze momenty – Pana zalecenia będą bardzo przydatne innym właścicielom takiego samego kotła.