Панель управления или блок управления работой оборудования

Как уже отмечалось, автоматические устройства регулирования обеспечивают поддерживание температуры теплоносителя отопления и горячей воды на постоянном заданным пользователем уровне, управление автоматическим повторным (промежуточным) розжигом и горением газа.

В зависимости от конструкции оборудования используются два способа регулирования:

- полуавтоматический;

- автоматический.

Полуавтоматический способ регулирования применяется преимущественно в энергонезависимом оборудовании:

- это когда вручную производится корректировка требуемых параметров по температуре воды.

Изменение температуры воды регулируется изменением расхода газа (вручную) подаваемого на основную горелку. Такой способ наиболее часто встречается на водонагревательных колонках или на котлах без термодатчиков по температуре воды.

Зачастую, в зависимости от исполнения, в дополнение к крану включения-отключения может быть использован регулятор выбора режимов работы оборудования.

Например, для отопительных двухконтурных котлов существуют режимы:

- "лето" – работает только контур горячего водоснабжения, а контур "отопления" отключен;

- "зима" – работает контур отопления и контур горячего водоснабжения;

- дополнительные режимы, например:

· режим "сервисный" – когда выполняется приостановка всех функций котла, но работа циркуляционного насоса при этом продолжается;

·режим "продувки" – сброс воздуха из системы газопроводов при первоначальном пуске газа на котел.

Требуемый режим задается поворотом ручки.

Автоматический способ регулирования позволяет без стороннего вмешательства обеспечить требуемый режим работы оборудования.

Данный способ предполагает наличие Электронного блока управления, который объединяет в единое целое все группы элементов.

Автоматические устройства управления и регулирования функционируют как единое целое, поэтому, практически всегда объединены в единый блок – "Блок управления и регулирования". А элементы блока могут быть задействованы в работе каждой группы автоматики. А все датчики устанавливаются в единую цепь последовательно.

Электронный блок управления предназначен для:

- ввода требуемых параметров температуры воды на отопление и горячее водоснабжение;

- приема, обработки и передачи сигнала на требуемый элемент автоматики;

- вывода сигналов на панель управления от систем регулирования, безопасности и сигнализации;

- электронной модуляции тепловой мощности горелки;

- программирования работы оборудования.

Наиболее часто применяется следующая схема:

t_факт.

Эл. блок t_треб.

расход воды Дополнительные позволяют улучшить ра-

t_Х.В. функции бочие параметры – боль-

шая скорость реагирова-

ния на изменение расхода

и температуры воды

После получения информации в блоке управления происходит анализ данных и далее подача сигнала на исполнительные механизмы:

Получение Анализ Действие

информации

Таким образом, применение блока управления позволяет обеспечить заданный технологический режим при соблюдении высоких показателей горения и безопасности сжигания газа, значительно повышает экономичность газоиспользующих установок. Кроме положительного экономического эффекта обеспечивается безопасность использования газа, улучшаются условия труда при обслуживании оборудования.

В качестве дополнительных функций могут быть использованы:

- продолжение циркуляции насоса после отключения горелки по сигналу датчика температуры воздуха в помещении при работе котла в режиме отопления;

- защита от замерзания – автоматическое включение горелки и нагрев воды до 30 ⁰С, если температура воды на входе в оборудование опускается ниже 5 ⁰С;

- защита от блокировки насоса – если котел не работает более 24 часов подряд, то циркуляционный насос автоматически включается на 1 минуту;

- и т.п. (защита от блокировки трехходового крана в системе ГВС, защита от блокировки вентилятора и т.д.).

Передача сигнала в электронный блок осуществляется от всех элементов автоматики и в том числе от датчиков температуры.

Одним из наиболее важных элементов блока управления является электронный ЧИП, отвечающий за выполнение программы пуска оборудования.

Чип обычно закрыт сверху самоклеющейся пленкой – если снять пленку, то заложенная в него программа под воздействием света сотрется.

У чипа есть циклограмма – программируемая – в нее при необходимости можно ввести корректировку – но это сложно, должен выполнить специалист-представитель разработчика программы.

В циклограмме заложен порядок работы оборудования:

- проверка рабочего состояния (исправности) датчиков;

- включение вентилятора топки по удалению продуктов сгорания, при этом осуществляется и продувка камеры сгорания;

- включение гидронасоса;

- контроль наличия пламени до подачи команды на открытие электромагнитного клапана и искры на электрод зажигания – так как в отключенном состоянии газовый клапан может быть неплотно закрыт и на на горелке могут оставаться языки пламени;

- включение электророзжига;

- открытие электромагнитных клапанов по газу.

Второй немаловажный процесс – это модуляция.

Модуляция – это процесс изменения тепловой мощности горелки, предназначенный для поддержания заданных параметров температуры воды или температуры воздуха в помещении.

Иными словами модуляция позволяет обеспечить поддержание тепловой мощности горелки соответствующей теплопотерям из отапливаемого помещения или здания.

Тепловая мощность горелки меняется в пределах от 40 до 100 %.

Уменьшение мощности горелки ниже 40 % нежелательно, так как в этом случае не происходит полное смешение газа с воздухом и соответственно нарушается устойчивый режим горения, а вредные выбросы превышают допустимую концентрацию.

Наиболее часто используется следующая схема смешения газа с воздухом:

воздух 60 % (вторичный воздух)

газ

сопло

воздух 40 % (первичный воздух)

Модуляция режимов работы оборудования по отоплению помещения может быть:

- прямая – по данным датчика температуры помещения;

- косвенная – по данным датчика температуре и(или) расходу воды.

Так, например, при отсутствии комнатного термостата температура помещения регулируется косвенным образом при помощи регулятора температуры воды в системе отопления.

В основном модуляция бывает двух видов:

- гидравлическая;

- электронная, через электронный блок управления.

Гидравлическая модуляция была рассмотрена при описании работы Водяного блока или Дифференциального гидравлического прессостата.

То есть при изменении расхода воды подается сигнал на Блок регулирования расхода/давления газа для изменения расхода газа.

Электронная модуляция, как уже говорилось, осуществляется через электронный блок управления.

В этом случае отслеживается изменение динамики нагрева:

t, ⁰С

t_зад. ± 5 ÷ 10 ⁰С

t_факт.

τ, минута

- до зоны модуляции происходит максимальный нагрев воды, а в зоне модуляции уменьшение нагрева и соответственно плавный выход на требуемое заданное значение температуры;

- дальнейший рост температуры в зоне модуляции может возникнуть в двухконтурных котлах при включении контура горячего водоснабжения - отбора горячей воды.

В качестве дополнительной функции может быть предусмотрен:

- повторное включение котла (на отопление) по сигналу датчика температуры только через несколько минут – производится блокировка частого розжига котла и соответственно продлевается срок службы оборудования;

- старт работы котла с пониженной мощности. Это удобно в переходный период года (межсезонье). В этом случае предотвращается возможность возникновения быстрого перегрева уже нагретой воды в теплообменнике котла. В противном случае сработает датчик по температуре. То есть в электронный блок закладывается программа, обеспечивающая розжиг горелки на минимально допустимом расходе газа, а выход на полную мощность через несколько минут после начала эффективной циркуляции воды в контуре отопления.

Можно выделить три вида регулирования работы отопительного оборудования, то есть изменение тепловой мощности котла происходит за счет контроля

температуры:

- воды в контуре отопления;

- температуры воздуха в отапливаемом помещении;

- наружного воздуха - дополнительного контроля.

В первом варианте изменение тепловой мощности регулируется по данным датчика температуры воды.

Во втором случае устанавливается Датчик температуры воздуха в помещении или комнатный термостат – на котле при этом выставляется максимальная температура.

Датчик предназначен для подачи сигнала о текущей температуре воздуха в помещении.

Устанавливается в отапливаемом помещении для осуществления контроля за температурой воздуха. Датчик выдает сигнал на исполнительное устройство напрямую или через электронный блок о необходимости перевода горелки на требуемую тепловую мощность. Термостатом можно установить такую температуру, какую Пользователь хочет иметь в помещении.

Датчики контроля и регулирования параметров воздуха следует размещать в характерных точках в обслуживаемой или рабочей зоне помещения в местах, где они не подвергаются влиянию нагретых или охлажденных поверхностей и струй приточного воздуха. Допускается размещать датчики в рециркуляционных (или вытяжных) воздуховодах, если параметры воздуха в них не отличаются от параметров воздуха в помещении или отличаются на постоянную величину.

По конструкции термостаты могут быть:

- 2^х позиционные – включил – выключил. Погрешность температуры воздуха - ± 1⁰С;

- постоянно регулируемый:

+ 1 ⁰С заданная температура

20 ⁰С

- 1 ⁰С

Работа данного датчика построена таким образом, что чем больше перепад температуры между заданным и фактическим значением, тем более сильный подается импульс на нагрев.

Минус данного датчика – температура воздуха контролируется в конкретной точке помещения.

Третий вариант предусматривает в дополнение к комнатному термостату установку датчика наружной температуры (погодный датчик).

Устанавливается обычно на фасаде здания – на северной стороне.

Сигнал сдатчика поступает в электронный блок.

Работа отопительного оборудования основана на принципе – каждой температуре наружного воздуха соответствуют определенные значения теплопотерь из помещения. За счет инерционности теплопотерь из помещения снижается воздействие инерционности нагрева воды в системе отопления. В данном случае учитывается как снижение температуры, так и повышение, например, за счет нагрева фасада здания солнечной энергией.

Таким образом, контролируя изменение температуры наружного воздуха можно стабилизировать температуру в помещении практически на постоянном заданном значении.

При использовании оборудования с функцией электронной модуляции пламени происходит регулировка расхода газа на горелку и соответственно тепловой мощности в соответствии с реальными условиями теплообмена.

Дополнительно могут быть установлены:

Термостатический вентиль устанавливается на радиаторе и позволяет чуть-чуть скорректировать расход воды на отопление за счет изменения свободного сечения подающей трубы.

Трехходовой смеситель устанавливается перед контуром подогрева (отопления) полов.

Рабочие положения:

- отрыто – вода поступает из котла;

- промежуточное положение – подпитка из обратной линии контура отопления (после радиаторов);

- закрыто – вода поступает только из обратной линии контура отопления (после радиаторов).

Сигнал на срабатывание трехходового вентиля поступает от датчика температуры воды (до 25 ⁰С).