Работу настенного котла рассмотрим на модели EGIS PLUS 24 FF, производитель — итальянская компания Ariston. Аппарат имеет закрытую камеру сгорания. Для приготовления горячей воды используется вторичный пластинчатый теплообменник.
Устройство
1 – вентилятор; 2 – первичный теплообменник; 3 – термостат перегрева контура отопления; 4 – датчик температуры воды на подаче контура отопления; 5 – горелка; 6 – электроды розжига; 7 – газовый клапан; 8 – вторичный пластинчатый теплообменник; 9 – предохранительный клапан; 11 – байпас; 12 – кран слива воды; 13 – кран заполнения системы отопления; 14 – фильтр; 15 – датчик расхода в контуре ГВС; 16 – трехходовой клапан; 17 – манометр; 18 – датчик минимального давления в контуре отопления; 19 – циркуляционный насос; 20 – электрод ионизации; 21 – расширительный бак; 22 – датчик температуры воды на обратной линии контура отопления; 23 – пневмореле
Рис. 1. Схема котла EGIS PLUS 24 FF
Функциональная схема котла EGIS PLUS 24 FF представлена на рисунке 1. Первичный теплообменник 2 изготовлен из меди. Расширительный бак 21 имеет объем 8 литров. Циркуляционный насос 19 имеет автоматический воздухоотводчик. Сбросной клапан 9 рассчитан на срабатывание при повышении давления в системе отопления свыше 3 бар. Байпас 11 при ухудшении циркуляции в системе отопления обеспечивает проход теплоносителя в обход системы отопления. Трехходовой клапан 16 обеспечивает переключение котла из режима отопления в режим ГВС и наоборот. Вторичный пластинчатый теплообменник 8 служит для приготовления горячей воды.
Устройство основных узлов: первичного и вторичного теплообменников, расширительного бака, насоса, трехходового клапана были рассмотрены ранее (статьи: «Настенные котлы. Введение» и «Двухконтурные настенные котлы»).
Вентилятор 1 служит для удаления продуктов сгорания. На нем имеется штуцер, к которому подключается шлангом пневмореле 23.
На горелке 5 установлены два электрода розжига 6 и один электрод ионизации 20. Газовый клапан 7 необходим для управления подачей газа на горелку. В нем имеется два электромагнитных клапана безопасности, отключающих подачу газа в аварийных ситуациях, и модулирующий электромагнитный клапан, регулирующий горение.
Для управления котлом используется электронная плата управления для вывода информации и органов управления, имеется дополнительная электронная плата с буквенно-цифровыми индикаторами.
Контроль над работой котла
Для контроля над работой котла установлены следующие датчики:
— термостат перегрева контура отопления 3;
— датчик температуры воды на подаче контура отопления 4;
— датчик температуры воды на обратной линии контура отопления 22;
— датчик минимального давления в контуре отопления 18;
— датчик расхода в контуре ГВС 15;
— электрод ионизации 20;
— пневмореле 23.
Для визуального контроля за давлением воды в контуре отопления служит показывающий манометр 17. Термостат перегрева контура отопления 3 при температуре теплоносителя (102±4) °С подает сигнал для отключения подачи газа на горелку, тем самым защищая первичный теплообменник от перегрева и разрушения. Термостат 3 представляет собой биметаллическое реле с нормально-замкнутыми контактами, которые размыкаются при нагреве до температуры срабатывания.
Датчики температуры воды на подаче контура отопления 4 и на обратной линии контура отопления 22 — два терморезистора (NTC–сопротивления). Использование двух датчиков позволяет контролировать циркуляцию по двум критериям:
— скорость изменения температуры теплоносителя;
— разность температур теплоносителя между подачей и возвратом.
Например, если температура теплоносителя на подаче растет быстрее, чем на 7 °С в течение секунды, происходит аварийная остановка котла. При аварийной остановке после устранения проблемы котел автоматически перезапускается через 10 секунд. Если подобная проблема повторится в течение последующих 4 минут, происходит аварийная блокировка котла. Другой вариант — определение разности температур между подачей и возвратом. Если она составит более 55 °С, происходит аварийная остановка с последующим перезапуском котла через 10 секунд. Если в течение 4 минут после аварийной остановки проблема повторится, последует аварийная блокировка.
Датчик 18 контролирует минимальное давление теплоносителя в контуре отопления. Электрод ионизации 20 следит за племенем горелки. Между электродом и горелкой приложено переменное напряжение 110 В. Пламя проводит электрический ток, воздух — нет. Наличие тока ионизации (минимально — 1 микроампер) свидетельствует о горении.
Пневмореле 23 контролирует удаление продуктов сгорания. Оно измеряет разность давлений между закрытой камерой сгорания и выходным патрубком вентилятора, которое для замыкания контактов должно составлять не менее 60 Па. Размыкание происходит при разности давлений в 50 Па.
Розжиг в режиме отопления
Настенные котлы имеют различную логику работы в режиме горячего водоснабжения и в режиме отопления. Команду на работу в режиме отопления подает датчик температуры воды на подаче контура отопления 4. Он сравнивает температуру теплоносителя на выходе первичного теплообменника с температурой, заданной потребителем. Если фактическая температура меньше установленной, котел начинает розжиг.
В режиме ожидания трехходовой клапан находится в положении ГВС, открывая проток теплоносителя через вторичный теплообменник. При включении котла в режим отопления на привод трехходового клапана подается электропитание. Клапан перекрывает проток теплоносителя через вторичный теплообменник и открывает проток обратной линии котла Е к первичному теплообменнику. Далее включается циркуляционный насос, который прокачивает теплоноситель из системы отопления через первичный теплообменник.
Следующее действие — включение вентилятора, после чего контролируется состояние контактов пневмореле 23. Если его контакты не замкнутся в течение 20 секунд, происходит остановка котла. Если контакты пневмореле замкнутся, подается электропитание на устройство розжига и газовый клапан.
После открытия газового клапана на горелку подается газ. На электроды розжига подается напряжение для получения искры. После розжига электрод ионизации проверяет наличие пламени на горелке. Если в течение 8 секунд пламя не обнаруживается, котел блокируется.
Работа в режиме отопления
При работе котла в режиме отопления постоянно контролируются:
— циркуляция и перегрев теплоносителя;
— удаление продуктов сгорания;
— наличие пламени на горелке;
— давление теплоносителя.
Циркуляция теплоносителя контролируется по датчику температуры на входе первичного теплообменника 22 и датчику температуры на выходе 4. Проверяется разница температур на подаче и возврате и скорость изменения этих температур. Перегрев теплоносителя контролируется постоянно термостатом перегрева 3 на выходе теплообменника. Удаление продуктов сгорания проверяется пневмореле 23. Электрод ионизации 20 определяет наличие пламени на горелке. Эти датчики включены в состав автоматики котла, при выходе контролируемого параметра за заданные пределы закрывается газовый клапан, гаснет горелка. Давление теплоносителя в системе отопления контролируется механическим сбросным клапаном, не зависящим от работы электронного блока управления. Также механическим устройством, байпасом, контролируется циркуляция теплоносителя в системе отопления.
В режиме отопления кроме автоматики безопасности работает автоматика регулирования, производящая модуляцию пламени в зависимости от тепловой нагрузки. Модуляция происходит между максимальной и минимальной тепловой мощностью котла. При этом происходит закрытие газового клапана при достижении определенной температуры.
Работа в режиме горячего водоснабжения
При открытии крана горячей воды на смесителе датчик расхода в контуре ГВС 15 определяет наличие протока. Если в это время котел в режиме ожидания, то трехходовой клапан уже находится в положении режима ГВС. Если котел находится в режиме отопления, то трехходовой клапан переключается в режим ГВС. При этом открывается проток теплоносителя из первичного во вторичный теплообменник и закрывается проток теплоносителя в систему отопления. Таким образом, когда котел работает в режиме ГВС, система отопления отключена.
Дальнейший розжиг котла происходит аналогично розжигу в режиме отопления. Происходит включение вентилятора, работа которого контролируется пневмореле. После замыкания его контактов подается электропитание на устройство розжига и газовый клапан, который открывает подачу газа на горелку. После розжига горелки электрод ионизации проверяет наличие пламени.
При работе котла в режиме горячего водоснабжения постоянно происходит контроль следующих параметров:
— циркуляции теплоносителя по датчикам температуры на входе и выходе первичного теплообменника;
— перегрева теплоносителя термостатом перегрева на выходе теплообменника;
— удаления продуктов сгорания с помощью пневмореле;
— наличия пламени на горелке посредством электрода ионизации.
После регистрации пламени на горелке происходит модуляция ее тепловой мощности в зависимости от тепловой нагрузки. Модуляция происходит между максимальной и минимальной мощностями, которые устанавливаются на газовом клапане. Также производится защита от образования накипи для уменьшения ее отложений во вторичном теплообменнике.
