Правильна опалювальна система
Правильна опалювальна система
Взаємодія водоохолоджуваних опалювальних котлів і водяних (антифризних) опалювальних систем
 |
Незбалансована робота водяної опалювальної системи – головна причина тактування автоматики котла. Нестабільність швидкості зміни температури теплоносія (води, антифризу) призводить до зростання витрати палива та зниження ККД опалювального обладнання та опалювальної системи в цілому.
Перш ніж шукати огріхи в роботі опалювальної системи - маленька екскурсія в теорію теплотехнічних ідеалів (у пошуках теплотехнічного щастя та наперед вдалого рішення)
Ідеальні умови для автоматики казана
Як відомо, у водяній сорочці опалювального котла встановлений температурний датчик, за допомогою якого автоматика знімає показники температури теплоносія. На зміни температури теплоносія, власне кажучи автоматика і реагує. Загальний алгоритм роботи опалювальної автоматики опалювального котла, що охолоджується, гранично простий і не змінюється роками. При досягненні верхньої налаштованої температурної межі – подача палива та повітря в зону горіння вимикається, при досягненні нижньої – вмикається. При цьому в газових та рідкопаливних котлах відбувається повне припинення подачі палива з повним відсіканням полум'я факела. У свою чергу, у твердопаливнихопалювальних агрегатах подача палива може припинятися частково або не припинятися зовсім.
Наведена схема реакції автоматики на температуру теплоносія дуже умовна і має виключно демонстраційний характер. Але, безперечно одне – за багато років розвитку опалювального обладнання, принцип роботи автоматики опалювальних котлів не змінився. Як і минулого століття, в сучасних водогрійних теплоагрегатах - теплова автоматика, перш за все, реагує на зміну температури теплоносія в опалювальній системі. А те, як вона це робить – залежить від конкретної моделі опалювального котла та його конструкції.
Робота опалювальної автоматики водоохолоджуваного котла орієнтована насамперед на зміну температури теплоносія в опалювальній системі. Іншого орієнтиру чи способу отримувати необхідну інформацію в неї (автоматики) немає. З цього випливає, що для будь-якої опалювальної автоматики межа поділу зони її контролю проходить у місці встановлення температурного датчика. Таких датчиків може бути кілька, але як правило - він (датчик) один і встановлений ближче до подачі труби, в місці скупчення вже нагрітого теплоносія. Конкретне місце встановлення температурного датчика визначається виробником казана з міркувань захисту його сорочки охолодження від перегріву.
- Температурний датчик є єдиним джерелом інформації для теплової автоматики казана.
- Теплова автоматика реагує зміну температури теплоносія.
- Тепловий датчик повинен бути встановлений у місці скупчення вже нагрітого теплоносія (у гарячій точці сорочки охолодження котла).
- Для забезпечення ідеальних умов роботи теплової автоматики котла необхідно максимально стабілізувати швидкість змінитемператури теплоносія.
- У разі вдалої стабілізації швидкості зростання або падіння температури теплоносія в зоні установки температурного датчика – від теплової автоматики котла очікується адекватна реакція з управління процесами горіння палива.
- У разі дестабілізації швидкості зміни температури в зоні температурного датчика – від теплової автоматики котла очікується помилкових спрацьовувань (ввімкнень/вимкнень).
Для повної об'єктивності слід зазначити, що звичайна реакція автоматики опалювального котла завжди тільки одна: нагрілося - щось вимкнулося, охололо - щось ввімкнулося. Третього не дано. Період часу між двома повними включеннями чи вимкненнями називається «робочий цикл». Кількість робочих циклів за одиницю часу залежить від того, наскільки опалювальна система близька до ідеалу. Занадто часте повторення робочих циклів називається «тактуванням» автоматики котла.
Ідеальна система опалення (по відношенню до опалювального котла)
Якщо коротко, то ідеальна опалювальна система по відношенню до опалювального котла – це така система, яка не дезінформує температурні датчики теплової автоматики.
У це банальне твердження вкладено глибоке значення. Бо «закручування» гарячого теплоносія безпосередньо через короткі ділянки опалювальної системи – ось найголовніша причина у «нестиковках» роботи теплової автоматики. Гарячий теплоносій, потрапляючи на температурний датчик, неминуче спричиняє спрацювання автоматики котла. Це нормально, якщо вся опалювальна система прогрілася до заданої температури. А якщо немає?
Ось найпростіший і дуже поширений приклад: Припустимо, у нас є опалювальна система на кілька відгалужень («крил») зпрямим (без теплоакумулятора) підключенням опалювальних приладів. При цьому, через певні обставини, одне з відгалужень («крил») прогрівається дещо швидше за інших. Тоді, потік гарячого теплоносія «закручується» через це «крило» у зворотний бік котла і, потрапляючи на температурний датчик теплової автоматики, неминуче призводить до її спрацьовування «на вимикання». Природно, при цьому, решта опалювальної системи ще не прогрілася. Далі сценарій простий. Через кілька хвилин, потік холодного теплоносія з непрогрітих «крил» «підріже» в обігу гарячий струмінь, охолодить його і спровокує автоматику котла «на включення». У результаті, ми матимемо факт дезінформації теплової автоматики, що провокує додаткові включення котла до роботи.
Найбільша проблема полягає в тому, що в ряді випадків таке відбувається саме за бажанням замовника, якому хочеться самостійно підрегулювати температуру окремих радіаторів або секцій. І тут немає нічого поганого, якщо людина прагне комфорту.
У цьому місці виникає питання до проектно-монтажної організації. Панове, вже якщо ви встановлюєте користувальницьку запірну арматуру, то попрацюйте пограти уявою і спробувати спрогнозувати всілякі варіанти від її залучення споживачем. Адже це дуже природне і передбачуване бажання користувача - покрутити регулятори і зробити температуру, в одній кімнаті "тепліше", а в іншій "прохолодніше". Ось тільки така людина може навіть і не підозрювати, що в цей час, у його топковому приміщенні, бідолаха-котел тарахтить як свірістілка, намагаючись забезпечити заданий тепловий режим.
Недосвідченого користувача наведений приклад може поставити в глухий кут. Як же так? Вже й регулятор на батареї не можнапокрутити? Навіщо тоді їх взагалі ставити, якщо таке регулювання котел може піти в пограничні режими?
Ні звичайно ж. Крутити можна і треба. Причому крутити потрібно все, до чого тільки рука дістанеться. Для цього і існує сторона користувача. А ось теплотехніки повинні передбачити такий монтаж опалювальної системи, при якому обертання ручки регулятора не порушувало б циркуляції теплоносія в магістральних трубопроводах і, таким чином - не порушувалася б теплова рівновага всієї опалювальної системи в цілому. От і все. Тому що, якщо користувач поворотом ручки регулятора на своєму радіаторі може запросто закип'ятити котел, то це явні проблеми монтажу опалювальної системи.
У цьому зв'язку, хочеться особливо згадати таке теплотехнічне збочення, при якому регулятори монтуються на радіатори з однією-єдиною метою - відрегулювати рівномірний розігрів магістральних трубопроводів. Комусь здається смішно, але я таке бачив. Це, коли після запуску опалення, по кімнатах опалювального приміщення тиняється теплотехнік, лапає радіатори і крутить температурні регулятори на них, домагаючись рівномірної температури розігріву на всіх відразу. При цьому всі регулятори у нього опиняються в різних положеннях. Ну, та гаразд.
Враховуючи вищесказане, знову повернемося до питання про ідеальну опалювальну систему (стосовно її котлоагрегату)
Ідеальна опалювальна система забезпечує максимально плавний та рівномірний розігрів та остигання теплоносія по всьому об'єму його магістральних трубопроводів. Чим більш плавно і рівномірно розігрівається і остигає теплоносій по всьому обсягу своїх магістральних трубопроводів під час роботи котла – тим більше опалювальна система близька до свогоідеалу.
Як результат роботи ідеальної опалювальної системи – зміна температури теплоносія у зоні встановлення температурного датчика теплової автоматики відбувається максимально плавно та рівномірно. А, налаштування користувача на радіаторах опалення ніяк не відбиваються на рівномірності зростання або зниження температури в зоні установки температурного датчика.
Ідеальна пара – котел та його опалювальна система
Перепрошую за повторення. Плавність та рівномірність прогріву та охолодження теплоносія по всьому його об'єму дає стабільну картину зміни (зростання або падіння) його температури. Це означає, що в нашому випадку вищезазначений температурний датчик котла працюватиме ідеально – максимально адекватно та стабільно. Такий котел ніколи не «затактує». Бо, його пальник максимально довго працюватиме для розігріву теплоносія в системі опалення і так само, максимально довго - «відпочиватиме» під час охолодження теплоносія.
Ідеальні умови – шлях до економії палива
Практикою доведено, що чим менші перерви у роботі пальника опалювального газового або рідкопаливного котла – тим більша економія палива. Так само, як у корабля, літака чи автомобіля існує поняття «крейсерської швидкості» – швидкості з найменшим споживанням палива, так і опалювальний котел має «крейсерський режим опалення» – робота з найменшими витратами палива. Це такий режим розігріву (вірніше постійного підігріву) теплоносія, коли пальник котла не гасне ніколи.
Якщо температурні настройки опалювальної системи вдасться підібрати таким чином, що пальник котла працює на мінімальній температурі, але безперервно – економія палива буде максимальною. І навпаки, чим частіше в одиницю часу вмикається пальниккотла – тим більше буде витрата палива за абсолютно однакових інших показників ефективності опалення. Ось де шкода від дуже частого включення (тактування).
Так, знову скаже досвідчений читач. Налаштувати механізми опалювальної системи та її котлоагрегату на безперервну роботу та швидке вироблення моторесурсу – не найкращий спосіб збільшити їхню довговічність. І з цим не можна не погодитися. Безперервне горіння пальника з метою економії палива виправдовує себе тільки в опалювальних системах і на котлах старих моделей, де немає механізмів, що механічно зношуються, з парами тертьових частин - насосів, димососів, вентиляторів і т.д. Для всіх інших доведеться шукати золоту середину – пальник (топка) котла повинен працювати періодично, але не «тактуватися».
Якщо, дочитавши до цього місця, читач так і не уявив ідеальну опалювальну систему та її ієрархію магістралей – милості прошу, «Наша пісня хороша, починай спочатку…»
Щоб розібратися в основних причинах нестабільності роботи опалювальної системи по відношенню до її котлоагрегату, слід згадати основні принципи роботи для автоматики водяного опалювального котла та ідеальної опалювальної системи.