Вентилятор с автоматом для операторов котлов

Содержание:

1 Как работает
2 Атос (Atos)
3 Аир (Air)
4 Комфорт Эко
5 Как подключить и настроить
6 Вступление
7 Вентилятор принудительной подачи воздуха WPA
8 Работа вентилятора
9 Подключение вентилятора

Твердотопливные котлы продолжают удерживать прочно свои позиции на рынке отопительного оборудования. Современные модели способны выжать максимум тепловой энергии из дров, угля и брикетов, притом с минимальными потерями передать ее теплоносителю. Повысить качество работы, упростить обслуживание и эксплуатацию помогает автоматика для твердотопливных котлов. Весьма эффективный способ контролировать процесс горения и поддержания заданной температуры теплоносителя достигается всего лишь наличием нагнетающего вентилятора и командоконтроллера, управляющего им и циркуляционным насосом.

Как работает

Кажется, весьма сложным проконтролировать процесс горения угля или дров. Во все времена настройка котла была сугубо индивидуальной для каждого котла, выполнялась вручную и требовала немало опыта и сноровки. В качестве хорошего результата достигался максимальный КПД в совокупности экономией топлива. Однако при неверной настройке большая часть тепла попросту вылетала в трубу.

Процесс автоматизации, давно ставший обычным делом для любых других типов котлов, дошел и до твердотопливных котлов. Оказалось, что достаточно использовать весьма ограниченный набор инструментов и датчиков, чтобы обеспечить контролируемый процесс горения, повысить безопасность котлов и в точности поддерживать температуру воды в контуре отопления.

Автоматика для твердотопливных котлов включает в себя:

нагнетающий вентилятор;
контроллер;
циркуляционный насос (опционально);
регулятор тяги (опционально).

Принцип действия автоматики предельно прост. Достаточно перенять на себя управление поддувом, контролировать объем поступающего воздуха в камеру сгорания, чтобы обеспечить оптимальный режим сгорания топлива и безопасность работы всего котельного оборудования.

Вентилятор устанавливается вместо стандартной заслонки, через которую в камеру сгорания поступает свежий воздух. Контроллер управляет вентилятором и в соответствии с установками способен изменять объем поступающего воздуха:

Если необходимо получить максимум тепловой мощности, то вентилятор включается на полные обороты и подает большой объем воздуха насыщенного кислородом. Активное горение топлива сопровождается нарастающим выходом тепловой энергии
В рабочем режиме вентилятор переходит на умеренные обороты и поддерживает горение на оптимальном уровне необходимом для получения нужной температуры теплоносителя.
В случае перегрева или снижения целевой температуры воды в контуре вентилятор останавливается и без доступа кислорода топливо лишь едва тлеет, выделяя минимальное количество тепла.

Подобный цикл повторяется раз за разом, обеспечивая хоть и ступенчатый, но регулярный контроль горения.

Опорными данными для контроллера являются показания датчика температуры воды в котле. Собственно этого достаточно для обеспечения нормальной работы автоматики. Помимо этого некоторые типы автоматики контролируют температуру исходящих газов, поступающих в дымоход, температуру за пределами дома и внутри помещения. В этом случае обеспечивается дополнительная защита и безопасность, а также появляется возможность расширенной настройки котла с автоматической коррекцией целевой температуры воды в котле, возможностью управления обогревом для поддержания комфортной температуры в доме.

В дополнение к управляемому вентилятору автоматика может управлять циркуляционным насосом, чтобы способствовать постоянному и равномерному распространению тепла по контуру отопления. Увеличивая или снижая скорость обращения воды в контуре, можно влиять на эффективность теплоотдачи от камеры сгорания к теплоносителю, напрямую повышая КПД котла.

В числе дополнительных функций блока автоматики твердотопливного котла могут быть:

GSM-модуль для удаленного контроля работы котла и возможности дистанционной настройки.
Планирование работы котла, по расписанию устанавливая нужную температуру в зависимости от времени суток и дня недели.
Внедрение твердотопливного котла в общую систему управления «Умный дом».

Схема работы автоматики

С автоматикой для твердотопливных котлов уже нет необходимости постоянно и самостоятельно контролировать его работу, корректировать установки заслонок, переживать за то, что топливо будет растрачено впустую или явно неэффективно. Кроме этого получается реальная экономия средств, ведь с точной регулировкой и постоянным контролем горения топлива тратится меньше, используется эффективнее и целенаправленно. Котроллер следит за состоянием воды и управляет процессом горения в течение 24 часов в сутки каждый день на протяжении всего отеплительного сезона.

Стоимость автоматики для твердотопливных котлов, если брать предложения среднего ценового диапазона, сравнима со стоимостью топлива в расчете на половину отопительного сезона или даже треть. Если учитывать, что при использовании контроллера экономится топливо на обогреве, то оборудование окупится буквально за два-три сезона. И все же основное преимущество остается в том, что пользователю не обязательно, как и ранее, каждые полчаса-час проверять работу котла и корректировать ее в надежде получить нужную температуру воды, притом с большой погрешностью.

Автоматика для твердотопливных котлов чаще выпускается производителями, напрямую не занимающимися выпуском котлов. Это фирмы и компании, специализирующиеся в принципе на автоматизации процессов. Потому будет полезным узнать список наиболее распространенных и уже проверенных производителей командо-контроллеров на рынке.

Атос (Atos)

Производитель: Польша;
Питание: 220В/50Гц;
Мощность подключаемого насоса: до 130Вт;
Мощность вентилятора: до 130 Вт;
Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
Точность измерения температуры: 1оС
Диапазон установки температуры в помещении: 25-50оС;
Сигнализация пи выходе за пределы установленного диапазона температур;
Релейный выход дополнительной сигнализации;
Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
Ориентировочная стоимость: 6750 руб.

Автоматика родом из Польши хорошо зарекомендовала себя в сочетании с различными по типу и конструкции котлами отопления мощностью 25-50 кВт. В числе достоинств возможность розжига топлива при любых погодных условиях, повышение КПД котла при поддержании стабильной температуры теплоносителя, согласно установленному значению.

Блок управления компактный, с простым интерфейсом и циферблатом на две цифры для установки всех ключевых параметров.

Аир (Air)

Производитель: Украина;
Питание: 220В/50Гц;
Мощность подключаемого насоса: до 450Вт;
Мощность вентилятора: до 220 Вт;
Диапазон установки температуры теплоносителя: 40-85оС;
Точность измерения температуры: 0.1оС
Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
Ориентировочная стоимость: 3000-3500 руб.

Компактный блок автоматического управления твердотопливными котлами. Позволяет установку и управление мощным циркуляционным насосом и вентилятором с соответствующим током по нагрузке 2 и 1 ампера, в модификации допускаются токи нагрузки до 5А.

Производитель: Польша;
Питание: 220В/50Гц;
Мощность подключаемого насоса: до 200Вт;
Мощность вентилятора: до 200 Вт;
Диапазон установки температуры теплоносителя: 30-80оС;
Точность измерения температуры: 1оС;
Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
Ручная настройка целевой температуры и управление циркуляционным насосом.
Ориентировочная стоимость: 6500-7250 руб.

Функциональный блок управления с практичным корпусом, защищенным от перегрева. Удобный интерфейс. Наличие ЖК-дисплея и расширенного набора клавиш управления облегчает настройку автоматики и контроль работы котла.

Комфорт Эко

Производитель: Польша;
Питание: 220В/50Гц;
Мощность подключаемого насоса: до 300Вт;
Мощность вентилятора: до 300 Вт;
Диапазон установки температуры теплоносителя: 35-80оС;
Точность измерения температуры: 1оС;
Диапазон установки температуры в помещении: 20-45оС;
Ориентировочная стоимость: 7900-8200 руб.

Компактный блок управления с установкой на корпус котла с простым управлением и двухзначным циферблатом. Позволяет настраивать работу котла в зависимости от установленной целевой температуры в отапливаемом помещении. Обеспечивает защиту котла от перегрева и замерзания.

Как подключить и настроить

Монтаж любой автоматики для твердотопливного котла примерно одинаков. Необходимо выполнить ряд простых действий:

Разместите блок автоматики в недоступном для перегрева месте. Вовсе не обязательно устанавливать блок автоматики в предельной близости к котлу или на его корпусе. Куда важнее определи его так, чтобы избежать перегрева, даже с учетом возможных внештатных ситуаций. Максимальное удаление задается допустимой протяженностью кабелей для подключения вентилятора, циркуляционного насоса и датчиков, что может составлять от 2-х до 10 метров.
Подсоедините на дверце топочной вместо заслонки поддувала или в отдельно подготовленном отверстии вентилятор для подачи воздуха. Для старых моделей котлов придется вручную вырезать и подготовить отверстие для вентилятора. В современных котлах установка выполняется на подготовленное место.
Установите датчик температуры теплоносителя. Лучше всего измерять температуру воды непосредственно в теплообменнике котла или внутри основного теплоаккумулирующего бака. Для этого в котлах часто предусматривается специальное посадочное гнездо или отверстие глубиной до 60 мм. Если нет возможности закрепить датчик на теплообменнике то его переносят на выходную трубу котла, по которой течет самый горячий теплоноситель. Чаще производитель советует использовать хомут с термопрокладкой для лучшего контакта.
Подключить с помощью силовых и сигнальных проводов все оборудование к контроллеру. Для вентилятора, циркуляционного наоса и датчиков отведены соответствующие пары клемм, закрепленных на корпусе блока автоматики. Их маркировку и положение следует сверить с инструкцией от производителя.
Устанавливаются первоначальные настойки: целевая температура теплоносителя. Максимальный и минимальный объем воздуха, подаваемый вентилятором в камеру сгорания. Пределы допустимого изменения температуры воды в котле.

Алгоритм программирования и настройки блока автоматического управления твердоплодных котлов устанавливаются производителем и подробно описываются в инструкции.

Установив на твердотопливный или газовый отопитель дополнительный вентилятор, можно оптимизировать горение в топке, повысив КПД агрегата и одновременно сократив расход топлива. Если изначально такие нагнетатели использовались в промышленных установках, то сегодня они активно применяются и в быту. Вентилятор для котла может быть изготовлен самостоятельно, что позволяет сэкономить на покупке заводских агрегатов.

В зависимости от типа отопительного котла и разновидности топлива, на котором он работает, могут использоваться дутьевые и тяговые вентиляторы. Первые устанавливаются на входе подающего воздух патрубка и нагнетают кислород, необходимый для горения.

Тяговые вентиляторы монтируются непосредственно внутри дымоходного канала, создают разряжение, и котел сам начинает втягивать большее количество воздуха, который сжигается в топке.

Вытяжные нагнетатели, используемые в автономных твердотопливных котлах, могут включать следующие элементы:

Крепежная плита.
Жаростойкая металлическая крыльчатка с изогнутыми лопатками.
Электродвигатель производительностью 20−50 Вт.
Разъем для питания кабеля.
Пульт контроля с органами управления.
Капиллярная трубка и колба для температурного датчика.
Силовой провод с вилкой.

Стандартные заводские вентиляторы крепятся к прочному металлическому корпусу, который располагается на задней стенке котла рядом с трубой дымохода. Температурный датчик находится в колбе и вставляется в гильзу в водяной рубашке. Пульт управления нагнетателем для удобства устанавливают отдельно или совмещают с блоком автоматики отопительного котла.

Принцип действия вентилятора заключается в принудительном отводе горячих газов из теплообменника напрямую в дымоход. Отдельные модели дымососов могут увеличивать или уменьшать интенсивность вращения крыльчатки, что позволяет оптимальным образом управлять работой топливного котла.

Принцип действия твердотопливного котла с установленным вентилятором выглядит так:

Топливник отопителя заполняют дровами, после чего выполняют розжиг котла.
Открывают поддувало и закрывают загрузочную дверцу.
Включают с пульта управления вентилятор, устанавливают его производительность.
Как только котёл разгорится и прогреется, частоту оборотов крыльчатки снижают до минимума.
При разогреве теплоносителя до критических показателей встроенная в нагнетатель автоматика отключит работу дымососа.

Правильно отрегулированный вентилятор позволяет не только улучшить характеристики работы котла, но и полностью исключает попадание дыма внутрь помещения. Тем самым обеспечивается полная безопасность эксплуатации техники и комфорт проживания в частном доме. Домовладельцу потребуется лишь правильно настроить работу крыльчатки, так как при минимальных оборотах интенсивность горения уменьшается, а при повышении частоты вращения дымососа часть тепловой энергии будет уходить в трубу.

Сегодня в продаже можно найти различные модификации тяговых вентиляторов, предназначенных для дровяных каминов, твердотопливных и газовых отопительных котлов. Правильно подобрав тот или иной тип вентилятора, можно будет обеспечить существенное увеличение эффективности работы тепловых установок.

Наибольшее распространение получили следующие типы дымососов:

Крышный каминный и печной.
Накладной.
Центробежный канальный.
Котловой.

Накладные дымососы, предназначенные для бытовых отопительных котлов, имеют полукруглую площадку и фиксаторы стяжки. Монтируется такой вентилятор для котла на твердом топливе на вертикальный участок неутепленного дымохода. Накладные дымососы отличаются эффективностью работы, имеют простую и надежную конструкцию, но правильно настроить такое оборудование бывает затруднительно.

Канальные вентиляторы для котлов на твердом топливе имеют собственный корпус с двумя крепежными патрубками и фланцами. Агрегат устанавливают горизонтально или вертикально в разрыв дымоходной трубы. Принцип работы такого вентилятора аналогичен котловой вытяжке. Дымосос канального типа получил наибольшее распространение, что объясняется его функциональностью, простотой эксплуатации и возможностью тонкой настройки частоты вращения крыльчатки. Вся работа канального вентилятора может полностью управляться автоматикой.

Электрические вытяжки для печек и каминов насаживаются на оголовок дымохода, фиксируясь распорными болтами. Силовой кабель питания проводится по трубе и подключается напрямую к электрощитку или УЗО.

При выборе типа и мощности вентилятора необходимо исходить из трёх основных критериев:

Тип монтажа на оголовке, трубе или внутри котла.
Мощность электродвигателей выбирают в зависимости от производительности котла.
Для накладных моделей необходимо учитывать диаметр неутепленного газохода.

Основой вентилятора для отопительного котла станет электродвигатель, который отвечает за работу этого оборудования. На сегодняшний день используется три основных типа электромоторов для нагнетателей:

Асинхронные электродвигатели.
Синхронные моторы.
Электро-коммутируемый двигатель.

Чаще всего используется именно последний вариант, так как он позволяет оперативно изменять число оборотов крыльчатки и регулировать тем самым работу вентилятора. Однако при наличии такого привода появляются определенные сложности с выбором регуляторов температуры. Также недостатком вентиляторов с электро-коммутируемым двигателем является их высокая стоимость.

Вентиляторы с синхронными двигателями отличаются простотой конструкции и имеют доступную стоимость. К недостаткам этого типа оборудования относят ограниченные возможности регулировки и низкий крутящий момент при запуске мотора.

Асинхронный электродвигатель имеет многочисленные преимущества. Он удобен и прост в эксплуатации, отличается надежностью конструкции. К минусам привода этого типа относятся высокие пусковые токи. Соответственно, необходимо правильно организовать силовую часть, которая позволит запускать в работу такое требовательное к параметрам напряжения оборудование.

Использование вентилятора, который нагнетает кислород в топку и отбирает у продуктов горения их тепло, позволяет существенно повысить коэффициент полезного действия котельной установки. Топовые модификации газовых и твердотопливных котлов изначально оснащаются такими дымососами, работа которых полностью согласована с отопительной установкой. Но большинство заводских моделей отопителей и самодельных установок не имеют вентиляторов, что несколько снижает эффективность работы оборудования.

Установка вентилятора на газовый и твердотопливный котел будет необходима в следующих случаях:

При проблемах с тягой, в том числе и по причине пробок в газоходе и многочисленных поворотов дымохода, завоздушивании ветром, сужения диаметра трубы.
При трещинах в кирпичном дымоходе, что приводит к просачиванию в помещение гари.
Из-за неправильно рассчитанной высоты дымохода появляются проблемы с тягой, когда срез трубы попадает в зону ветрового подпора.
Когда из-за особенностей конструкции отопителя котел при открывании дверцы дымит в помещение.

Устанавливать вентилятор на котел, не согласовав работу отопителя и нагнетателя, не рекомендуется. В последнем случае может отмечаться существенное ухудшение показателей эффективности котла, могут появиться проблемы с растопкой дров, а после полного сгорания топлива в помещение из топки может попадать угарный газ.

Не стоит рассматривать вентиляторы для котлов как единственную возможность решения проблем с тягой. При таких неисправностях следует отремонтировать дымоход, провести сервисное обслуживание котла и настроить высоту трубы над крышей. Только такой комплексный подход позволит увеличить КПД котла и сделает его работу полностью безопасной.

Стоимость вентиляторов для котлов может существенно различаться. В зависимости от конкретной модели и ее типа дымосос обойдется покупателю в 3−6 тысяч рублей. Автоматика с учетом ее возможностей и функционала будет стоить 3−5 тысяч рублей. Экономить на вентиляторе и блоке управления не стоит, так как некачественное оборудование не сможет обеспечить необходимую эффективность функционирования отопителя, а нагнетатели будут далеко не самыми надежными.

Изготовить своими руками вентилятор для твердотопливного котла не составит особой сложности. Потребуется лишь сбалансировать крыльчатку, лопасти которой должны иметь одинаковый вес и форму.

Для изготовления самодельного дымососа потребуется следующее:

Самодельный металлический короб или улитка.
Электродвигатель с мощностью в 150 Вт и вал с 1400 оборотами в минуту.
Шпильки с гайками и другой крепеж.
Вал с вентиляционными отверстиями для охлаждения крыльчатки.
Кабель питания.
Блок управления.

Проще всего выполнить дымосос для котла, купив заводской электромотор, имеющий рабочее колесо и охлаждаемую крыльчатку. Всё, что потребуется сделать, — это сварить металлический короб, разместить внутри него электромотор, крыльчатку и подключить нагнетатель к отопительному котлу.

Если же планируется самостоятельное изготовление крыльчатки, то делать ее следует строго по имеющимся чертежам. Лопасти вырезают из металлического листа, после чего слегка прихватывают их сваркой и балансируют выполненный вал. Изготовленную своими руками крыльчатку устанавливают на электромотор и проверяют качество вращения. В правильно выполненном нагнетателе должно полностью отсутствовать биение лопастей, не только ухудшающее качество подсоса воздуха, но и приводящее к серьезным поломкам дымоотводящей системы и всего твердотопливного котла.

Используемая автоматика может существенно различаться в зависимости от функционала твердотопливного котла. Простейшие варианты имеют температурный датчик и диммер, который уменьшает или увеличивает количество оборотов в зависимости от нагрева теплоносителя. Также в продаже можно найти автоматические блоки управления с расширенной логикой, полностью интегрирующиеся в автоматику котла и позволяющие максимально эффективно управлять вентилятором в зависимости от параметров работы отопителя.

Установка дополнительного дымососа на твердотопливный котёл позволит существенно улучшить показатели его эффективности и топливной экономичности. Необходимо лишь правильно подобрать нагнетатель, который по мощности должен соответствовать параметрам отопительного оборудования. Возможно также изготовление вентилятора своими руками, чтобы сократить затраты на обогрев частного дома.

Вступление

Для поддержания процесса горения в котлах отопления, в них необходимо постоянно нагнетать воздух. Решают эту задачу вентиляторы принудительной подачи воздуха, марки WPA.

Вентилятор принудительной подачи воздуха WPA

WPA вентиляторы используются для подачи воздуха в камеру сгорания твердотопливных котлов отопления.

По конструкции вентилятор включает корпус из алюминия, двигателя и крыльчатки. Крыльчатка крепиться на вал двигателя, который вращаясь её раскручивает и подает воздух по корпуса вентилятора в топку котла.

В принципе конструкция вентилятора очень проста, однако его работа с твердотопливным котлом увиливает КПД котла почти до 100%.

Такое увеличение происходит за счёт полного прогорания топлива из-за поступления нагнетаемого воздуха в топку котла. Воздух, а вместе с ним и кислород, огибает горящее топливо, обеспечивая его почти полное прогорание.

Еще один положительный эффект от использования вентилятора WPA это более лёгкая чистка зольной камеры. Полное прогорание топлива исключает попадания в неё кусков несгоревшего твердого топлива.

Работа вентилятора

Стоит отметить, что вентиляторы WPA должны работать в переменном режиме. То есть включаться на этапе интенсивного розжига, и отключаться по достижению теплоносителем нужной температуры.

Это учитывается при сборке электрической схемы подключения вентилятора к автоматике котла отопления.

При выключении вентилятора закрывается его заслонка и воздух в топку перестает поступать.

Подключение вентилятора

Для работы вентилятор WPA потребует электропитание 230 Вольт, 50 Гц. Провод с разъёмом, обычно, входит в комплект.

Подбираются вентиляторы WPA по требуемой мощности турбины. В характеристиках вентилятора идет его привязка к мощности используемого котла и площади отапливаемого помещения. Это намного упрощает подбор нагнетательного вентилятора.

Потребляемые мощности вентиляторов WPA колеблются в пределах от 34 Вт (WPA 117) до 210 Вт (WPA 160), что не требует дополнительных линий электропитания.