Найти в Дзене

Мини-котельная на стене: котел с пластинчатым теплообменником

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. Пер

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.

-2

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.