İki kademeli bir brülörün PID kanununa göre çalıştırılması. Kalorifer kazanları için tek kademeli, iki kademeli ve modülasyonlu brülörler

Evsel ısıtma kazanı üreticileri, ürünlerini sürekli geliştirerek ve onlara yeni işlevler sağlayarak aynı zamanda doğru kazanı seçmeyi ve kurmayı zorlaştırıyor. Bu, büyük ölçüde kazan otomasyonu için geçerlidir - ve şimdi duvara monte kazanlar Daha önce tek bir potansiyometre ile kontrol edilen sistemler artık çoğunlukla yerleşik hava durumu dengelemeli otomasyonla birlikte sunuluyor. Ancak daha karmaşık bir kontrol sistemi her zaman daha yüksek fiyat anlamına gelir. Makul bir soru ortaya çıkıyor: "Bu gerekli mi?" Tüketicilerin bu soruyu cevaplamasına yardımcı olmak için kazan otomasyonunun ana işlevlerini anlamaya çalışacağız.

Ev tipi kazanlar için kontrol sistemlerinin amacı, bir evde veya apartman dairesinde yaşayanlar için güvenliği, ekipmanın düzgün çalışmasını ve konforu sağlamaktır. Bizim durumumuzda rahatlık rahat sıcaklık ve bunu sağlamak için herhangi bir işlem yapmanıza (örneğin kazan dairesine gitmek, regülatörü çevirmek vb.) gerek yoktur.
Güvenlikle ilgili durum çok basit ve nettir: Kontrol sistemi kazanın içine yerleştirilmiş olsun veya ayrı olarak sağlansın, her zaman bir güvenlik sıcaklık sınırlayıcısına sahiptir. Bu cihaz, kazan suyunun güvenli sıcaklığı aşıldığında kontaklarının açılması kazana yakıt beslemesinin kesilmesine yol açan bir termal röledir. Güvenlik sıcaklık sınırlayıcısının tetiklenmesi ciddi bir acil durumdur ve bunun ortadan kaldırılması, örn. Güvenlik cihazının değiştirilmesi veya yeniden takılması ve kombinin çalıştırılması bir bakım uzmanının müdahalesini gerektirir.
Güvenliğin diğer görevler arasında en yüksek önceliğe sahip olduğunu söylemeye gerek yok, bu nedenle kazan suyu sıcaklık kontrolünün üst limiti, sıcaklık hiçbir zaman çalıştırma nedeniyle limit seviyesini aşmayacak şekilde ayarlanır. Hangi sıcaklık artışından bahsediyoruz?
Ani bir elektrik kesintisi durumunu hayal edin: brülör kapandı, sirkülasyon pompası kazan devresi durdu. Kazan izole bir sisteme dönüşür. Bu termal denge sistemine kurulum sırasında metalin sıcaklığı düşer ve suyun sıcaklığı birkaç derece artar. Bu artıştan önce izin verilen maksimum değere yakınsa, elektrik kesintisi sırasında kazanın arızalanması garanti edilir. Olası sıcaklık artışının büyüklüğü, kazanın tasarımına ve malzemesine bağlıdır ve kazandaki su sıcaklığının düzenlenmesi için üst sınırı ayarlarken otomasyon üreticisi tarafından dikkate alınır.
Kazan otomasyonunun asıl amacına geçelim: ısıtılan odalarda konforlu bir sıcaklık sağlamak. Bilindiği gibi bir odada belirli bir sıcaklık, ısı kayıpları ile ısıtma cihazlarından gelen ısı transferi arasında denge kurulduğunda oluşur. Aynı zamanda, belirli bir sıcaklık değerini korumak için, hava koşullarındaki bir değişikliğin neden olduğu ısı kaybındaki herhangi bir değişiklik, soğutucunun sıcaklığının veya ısıtma cihazları boyunca hacimsel akışının uygun şekilde düzeltilmesiyle telafi edilmelidir. Bu sorun, radyatörlere veya konvektörlere takılan termostatik vanaların yardımıyla, soğutucunun sıcaklığı sabit kalırken en kolay şekilde çözülür. Bu durumda, kazan otomasyonunun işlevi, ayarlanan besleme sıcaklığının korunmasına indirgenir.
Ev tipi kazanların çoğunun yerleşik bir kontrol ünitesine sahip olduğu ve daha fazla bir şeye ihtiyaç duymadığı söylenmelidir: otomatik olarak korunmasına rağmen besleme sıcaklığı manuel olarak ayarlanır. Kontrol algoritması, kazanın hangi brülörle donatıldığına bağlı olarak farklılık gösterir: modülasyonlu, bir veya iki kademeli. Tek kademeli brülörlü kazanlarda sıcaklık kontrol cihazı, besleme sıcaklığı eşik değerlerine ulaştığında brülörü açıp kapatan eşik anahtarı görevi görür. Anahtarlama eşikleri arasında ve
kapatma, belirli bir fark belirtilir - anahtarlama histerezisi (Şekil 1). Kural olarak, açma ve kapama eşikleri, ayarlanan besleme sıcaklığı θ ağzına göre simetrik olarak yerleştirilir, böylece uzun bir süre boyunca ortalama sıcaklık değeri ayarlanan değerle çakışır.
Isıtma sistemindeki soğutucu hacmi küçükse ve ısı tüketimi brülörün gücünden önemli ölçüde azsa, brülör açıldıktan sonraki sıcaklık çok hızlı artacaktır. Buna göre brülörün çok sık açılması tehlikesi vardır ve bu da servis ömrünü etkileyebilir. Bu sorun aşılıyor Farklı yollar. Örneğin, zamanla değişen bir histerezis değeri (Ariston) kullanıldığında: açıldıktan sonraki 1. dakika boyunca 8, 2. dakika boyunca - 6 ve 3. dakikadan itibaren - 4 K.
Duruma bağlı olarak histerezis değerini değiştirme algoritması Kromschröder otomasyonuna yerleştirilmiştir: kontrol sistemi ayarlarının servis seviyesinde, artırılmış bir histerezis (20 K'ye kadar) ve süresini (30 dakikaya kadar) ayarlayabilirsiniz. Düşük ısı yüklerinde ve buna bağlı olarak kısa kazan ısıtma periyotlarında artan histerezis değeri geçerlidir. Belirtilen histerezis süresi içerisinde kapatma eşiğine ulaşılmazsa histerezis değeri otomatik olarak doğrusal olarak standart 5 K'ye düşürülür.

Geliştiriciler tarafından "dinamik anahtarlama" adı verilen bir algoritma kullanan Buderus kazan otomasyonunda temelde farklı bir yaklaşım kullanılıyor. Artan veya azalan besleme sıcaklığı, ayarlanan sıcaklık θset ile karşılaştırıldığında, sistem zaman içinde uyumsuzluğu değiştirme fonksiyonunun integralini hesaplamaya başlar (Şekil 2'deki gölgeli alan). İntegral ayarlanan değere ulaştığında brülör açılır veya kapatılır. Açıkçası, kazanın hızlı ısıtılmasıyla anahtarlama sıcaklığı, yavaş ısıtmaya göre daha yüksektir. Böylece anahtarlama eşiği, ısıtma sisteminin özelliklerine ve ısı tüketimi miktarına göre otomatik olarak ayarlanır.
Kazan kontrol algoritması iki kademeli brülör yukarıda tartışılanlardan temel olarak farklı değildir - buna göre yalnızca anahtarlama eşikleri iki kat daha büyüktür (Şekil 3).

Son olarak, modülasyonlu brülör, brülör çıkışının sıcaklık uyumsuzluğuna doğrusal olarak bağlı olduğu besleme sıcaklığının sabit oransal kontrolüne izin verir. Bununla birlikte, birçok modülasyonlu brülör için güç sorunsuz bir şekilde sıfırdan değil %30-40 arasında değiştiği için böyle bir düzenleme her zaman mümkün değildir. maksimum değer. Isıtma devresindeki ısı tüketimi bu sınırın altında ise yine eşik regülasyonu ile karşı karşıya kalırız.
Şu ana kadar gidiş sıcaklığının kombi kontrol panelindeki bir potansiyometre ile manuel olarak ayarlandığını ve kontrol sistemi tarafından otomatik olarak muhafaza edildiğini kastettik. Ancak ısıtma sisteminin amacı odada konforlu bir sıcaklık sağlamaktır ve bu özel sıcaklığın kontrollü bir değişken olması mantıklı olacaktır. Belirli bir oda sıcaklığını koruyan bir cihaz - oda termostatı- çoğunlukla odanın kendisine bağlıdır ve ana kazanın teslimat paketine dahil değildir. Ancak düzenleme kazanın çalışmasının kontrolü yoluyla gerçekleştiğinden oda termostatını aynı zamanda kazan otomasyonunun bir unsuru olarak ele alacağız.
Odada ayarlanan sıcaklığı korumak için kombinin çalışmasının kontrolü, iki düzenleme türünden biriyle gerçekleştirilebilir: iki konumlu (açık-kapalı) veya sürekli. İlk durumda kontrol algoritması, tek kademeli brülörlü bir kazanınkiyle aynıdır. Ancak kazan suyunun sıcaklığına göre, kazan açılıp kapatıldığında odadaki sıcaklık çok daha yavaş değişir, bu da eşik değerlerin ötesinde büyük sapmalara yol açabilir. Bu nedenle yüksek güçlü (25-30 kW'tan fazla) kazanların bulunduğu ısıtma sistemlerinde genellikle açma-kapama kontrolü önerilmez. Kromschröder otomasyonunda bu tür işlemleri önlemek için, örneğin servis seviyesinde, 2. aşamanın açılması için bir gecikme süresi aralığı ayarlanabilir (Şekil 3) ve dolayısıyla 2. aşama, θon eşiğine ulaşıldığında hemen açılmaz. 2, ancak belirli bir süre sonra. Bu verir ek fırsat belirli bir ısıtma sisteminin özelliklerine göre sıcaklık kontrol cihazının ayarları.

Sürekli düzenlemede kontrol eylemi, oda sıcaklığının ayarlanan değerden sapmasına bağlı olarak değişen besleme sıcaklığıdır (Şek. 4). Oda sıcaklığı ayar noktası, kullanıcı için rahat olan bir sıcaklıktır ve her zaman aynı değildir; örneğin yorganın altında uyumak için rahat bir sıcaklık, sabah veya sabaha göre birkaç derece daha düşüktür. akşam saatleri ve gün boyunca oda boş olabilir ve bakımı yapılabilir. Yüksek sıcaklık ayrıca mantıklı değil. Odada günlük sıcaklık programını ayarlama ve yürütme işlevi doğal olarak kendini göstermektedir. Günlük sıcaklık programlaması genellikle haftanın farklı günleri (hafta içi veya hafta sonu) için ve aynı zamanda aşağıdakiler için mümkündür: özel günler parti veya tatil gibi.
Gerçek değer Sıcaklık, evin odalarından birinde bulunan, referans niteliğindeki bir sensör tarafından ölçülür ve evin diğer tüm odalarındaki ısıtma modunu belirler. Bununla birlikte, diğer odaların sayısı ne kadar fazla olursa, bunları referans odadaki sıcaklık tarafından kontrol edilen tek bir ısıtma devresine bağlayarak konforlu ısıtma görevi o kadar az uygulanabilir hale gelir. Birden fazla ısıtma devresi için suyu aynı anda ısıtan bir kazanı kontrol etmek için farklı özellikler Bu devreler için ortak olan belirli bir giriş parametresi gereklidir. Tüm devrelerin referans odalarındaki sıcaklık okumalarına dayanarak hesaplanabilir. Ancak daha basit ve etkili çözüm: Bu parametre olarak bina dışındaki hava sıcaklığını kullanın.

Ve gerçekten de: Binadaki ısı kaybını telafi etmek için gerekli olan herhangi bir ısıtma devresinin besleme sıcaklığı, iyi bilinen ilişkilerle dış hava sıcaklığı ile ilişkilidir ve bunlara grafiksel gösterimde genellikle denir. ısıtma programları veya ısıtma eğrileri (Şekil 5). Geriye kalan tek şey, her bir devre için bu ilişkileri kazan dairesi kontrol sisteminin çalışma algoritmasına dahil etmektir. Çoğu üreticinin otomasyonunda, bunun için, aralarından seçim yapabileceğiniz ısıtma eğrilerinden birini seçmeniz gerekir, ancak başka yaklaşımlar da vardır: örneğin, Buderus kontrol sistemi ayarlayıcısının, otomasyonun tüm sıcaklığı hesaplayacağı yalnızca iki noktayı belirtmesi gerekir. eğri.
Kazanı kontrol eden sistem ve ısıtma devreleri Dış sıcaklığa göre, örneğin açık bir pencere veya yanan bir şömine nedeniyle ısıtılan odalarda ısı dengesindeki beklenmedik değişikliklere tepki veriyor musunuz? Çoğu durumda, bu olasılık, sensör okumalarına dayalı olarak ilgili devrenin ısıtma eğrisinin otomatik olarak ayarlanması (çoğunlukla paralel transfer) şeklinde sağlanır. oda sıcaklığı. Ayrıca evdeki iklimin kontrolünde daha aktif rol almak isteyen titiz kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılayan birçok üretici, hava durumuna bağlı otomasyonun yanı sıra oda termostatı da sunuyor. Sadece şunu belirtelim ki bu durumda referans odadaki konfor artarken, aynı ısıtma devresine bağlı diğer odalarda azaltılan bir risk her zaman vardır. Ayrıca referans odasında termostatlar kullanılamaz. ısıtma cihazları Kazan otomasyonu ile aynı giriş ve çıkış parametrelerine sahip bağımsız kontrol sistemleri olduklarından.
Bütün bu karmaşıklık neden? Hava durumuna bağlı kontrol, başlangıçta düşündüğümüz temel şemadan - "kalıcı" bir kazan ve tüm ısıtma cihazlarında termostatlardan - nasıl daha iyidir?

Hava durumu kompanzasyonlu otomasyonun savunucuları genellikle ana parçanın ısıtma sezonuısı talebi hesaplanandan çok daha azdır, bu nedenle soğutucuyu sürekli olarak maksimum sıcaklığa ısıtmak para israfıdır. Ancak paraya mal olan sıcaklık değil, üretilen ısıdır ve iki durumda da aynı miktarda ısı tüketilirse, o zaman belki aynı miktarda ısı üretilir? Ne yazık ki hayır, çünkü ısı tüketimine ek olarak, her zaman ısı kayıpları da vardır ve soğutucu sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, bu da o kadar fazla olur (Şekil 6). Ayrıca ortalama kazan suyu sıcaklığı arttıkça kazan verimi düşmektedir. Hava durumuna duyarlı otomasyon lehine ekonomik argümanı oluşturan da bu yüzdelerdir. Ancak bizim ile yurt içi fiyatlar Enerji kaynaklarına ilişkin bu argüman, çok daha önemli bir argümanla kolaylıkla çürütülebilir. yüksek fiyat otomasyonun kendisi.
Amacı konfor yaratmak değil, ekipmanın mümkün olan en uzun süre sorunsuz çalışmasını sağlamak olan kazan otomasyonunun bazı işlevlerini de ele alalım. Brülörün çok sık çalıştırılmasını önlemek için daha önce açıklanan yöntemlere ek olarak, bu fonksiyon grubu minimum kazan suyu sıcaklığının korunmasını da içerir. En basiti ama yine de etkili yöntem Bu fonksiyonun uygulanması, brülör açıkken kazan devresinin sirkülasyon pompasının, kazandaki su sıcaklığı izin verilen eşiğin altına düştüğünde durduğu ve bu eşiğe kadar çalışmaya başlamadığı pompa mantığı olarak adlandırılır. Aşıldı.
Ancak kazan otomasyonu yalnızca kazanla ilgilenemez. Bu nedenle bazı kontrol sistemleri, pompaların ve üç yollu vanaların tıkanmasını önleyen bir fonksiyonla donatılmıştır: günde bir kez (örnek - Vaillant kombiler) veya haftada bir (Buderus) sistemdeki tüm pompalar açılır. Kısa bir zaman, ve hepsi bu üç yollu vanalar ayrıca kısa bir süre için tamamen açılırlar ve ardından bu prosedürden önceki duruma geri dönerler.
Üreticilerin belgelerini okurken, kazan kontrol sistemi geliştiricilerinin şu prensibe göre hareket ettiği izlenimi ediniliyor: "daha fazla işlev - iyi ve farklı!" Doğru, çoğu zaman aynı işlevlerin farklı isimler altında gizlendiği ortaya çıkıyor, farklar yalnızca ayrıntılarda.

S. Zotov, Ph.D.
Dergisi "Aqua-Term" Sayı 2 (54), 2010

Optimum gaz kazanını seçmek için özelliklerini anlamanız gerekir.

Günlük hayatta en çok kullanılan sıcak su kazanları düşük güç.

Bu üniteler ekonomik ve kullanımı kolay olup her birinin kendine göre avantajları olan birçok konfigürasyon ve modele sahiptir.

Ana unsurlardan biri gaz kazanı onun yakıcısıdır. Bu özel ekipman yakıtı yanmaya hazırlayan ve jetin bulunduğu yanma odasına besleyen gaz-hava karışımı tutuşur ve ısı üretir. Doğru brülörü seçmek, şunları elde etmenizi sağlayacaktır: maksimum verimlilik yakıtın yanması genel verimliliği artıracaktır (katsayı yararlı eylem) kazan ve yakıt için finansal maliyetleri azaltır.

Gaz brülörlerinin sınıflandırılması

Farklı türleri var gaz brülörleri. Yapmak doğru seçim brülörler, yakılan gazın türünü, kalori içeriğini, basıncını, amacını ve kazanın tasarımını dikkate almanız gerekir.

Aşırı gaz basıncıyla

• Yüksek basınç – 30 kPa'dan fazla. (kilo Pascal);
• Orta basınç – 5 ila 30 kPa arası;
• Düşük basınç – 5 kPa'ya kadar.

Yakılan yakıt türüne göre

Evsel ve endüstriyel sıcak su gaz kazanları genellikle iki tür yakıtla çalışır:

• sıvılaştırılmış propan-bütan karışımı;
• gaz halindeki doğal gaz (metan).

Bu gazların fiziksel özellikleri birbirinden farklıdır, bu nedenle onları yakmak için kullanılan brülör cihazlarının kendi farklılıkları vardır. Ancak yakılan yakıtın türü ünite seçimini sınırlamaz. Herhangi bir gaz kazanı doğal gaz propan yakmaya dönüştürülebilir ve bunun tersi de geçerlidir.