Як працює автоматика безпеки газових котлів

Опалювальні котли побутової серії, які працюють на природному чи скрапленому газі, є досить надійними агрегатами і не вимагають постійного нагляду домовласника. Пальник вмикається/вимикається автоматично, підтримуючи налаштовану температуру котлової води. За нагрів теплоносія і безпечну експлуатацію водогрійного апарата відповідає автоматика для газового котла. Розглянемо будову та принцип роботи засобів автоматизації, встановлених на різних теплогенераторах – підлогових і настінних.

Блоки управління підлогових котлів

На газові стаціонарні опалювачі, що випускаються на території країн колишнього СРСР, встановлюється енергонезалежна безпекова автоматика. Тобто, котел непотрібно підключати до електромережі. Ці пристрої спрацьовують та вимикають подачу палива на основний пальник за 3 аварійних ситуацій:

1. Якщо полум’я згасло з будь-яких причин, наприклад, задування пальника вітром крізь димар.
2. В разі відсутності чи суттєвого послаблення природної тяги димоходу, яка є рушійною силою для нормальної роботи котла.
3. Коли тиск в подавальному газопроводі падає нижче налаштованого порогу.

Довідка. За діючими нормативами, будь-який газовий теплогенератор має автоматично відключатися після виникнення 1 з 3 вказаних ситуацій. Але в багатьох опалювальних агрегатах автоматика спрацьовує ще й від перегріву, якщо температура води перевищить 90 °C.

Підлогові газові котли, випущені в країнах пострадянського простору, оснащуються енергонезалежною автоматикою таких виробників:

• найпоширеніший варіант – газові клапани італійського бренду EuroSIT, а саме, 3 основні моделі: 630 SIT, 710 MiniSIT і SIT 820 NOVA.
• клапани безпеки відомої американської фірми Honeywell;
• газові автоматичні пристрої «КАРЕ» польского виробництва;
• російські прилади «Оріон», «Арбат» ЖМЗ, САБК.

Автоматика фірми «КАРЕ» зустрічається на газових котлах «Рівнетерм» і «Данко», російські клапани встановлені на найдешевших версіях АОГВ. Та найчастіше українські водогрійні апарати комплектуються італійськими пристроями компанії SIT Group. «Американець» Honeywell трапляється на теплогенераторах підвищеної потужності, оскільки має велику пропускну здатність.

Автоматичні клапани безпеки EuroSIT

Ці безпекові пристрої вважаються найнадійнішими з усіх існуючих. Клапани встановлюються не лише на нові сучасні котли, а й успішно замінюють застарілу паливну арматуру на водогрійних апаратах минулих поколінь – КЧМ, АГВ тощо. Сумісні з поширеними пальниками мікрофакельного типу від брендів Polidoro, «Вакула», «Іскра» та багатьма іншими.

Примітка. Пристрої серії 630 і 710 вже застаріли і більше не випускаються. Замість них фірма SIT Group пропонує оновлену енергонезалежну автоматику для котлів – блоки 8-го покоління 820 NOVA, 822 NOVA і 840 SIGMA. Ще одна модель – 880 Proflame має автономне живлення від батарейок.

Конструктивні відмінності різних серій ми висвітлимо далі. А оскільки принцип дії клапанів приблизно однаковий, візьмемо за приклад найпростішу автоматику 630 SIT і викладемо алгоритм її роботи:

1. Почнемо з розпалювання. Основну рукоятку встановлюємо у відповідне положення, потім натискаємо і тримаємо. Таким чином ми вручну відчиняємо клапан подачі палива до запальника (за паспортом – пілотний пальник).
2. Другою рукою тиснемо 1–3 рази кнопку п’єзоелектричного елемента, що виробляє іскрові розряди поруч з запальником, за рахунок чого газ підпалюється.
3. Рукоятку держимо в натиснутому стані 15…30 секунд, поки вогонь пілотного пальника нагріває балон термопари. Під впливом високої температури цей біметалічний елемент починає виробляти невелику напругу – 20…50 мВ, яка подається на електромагніт. Останній утримуватиме відкритим газовий клапан, коли ви відпустите клавішу.
4. Крутимо рукоятку далі, щоб налаштувати інтенсивність горіння. В цей момент газ надходить до головного пальника і спалахує від запальника. Далі котел виходить на робочий режим – відбувається нагрів води у теплообміннику.
5. Коли температура теплоносія сягає певного порогу (налаштовується тою ж рукояткою), основний пальник вимикається. Це спрацював температурний датчик, наповнений термочутливою рідиною. Розширившись від нагріву, вона тимчасово закриває термостатичний клапан, а той перекриває газ.
6. Електромагніт тримає перший клапан відкритим (бо термопара гріється запальником). Тому після охолодження колби температурного датчика подача газу відновлюється. Головний пальник знов підігріває водяний теплообмінник, цикл повторюється.

Довідка. Застарілі версії автоматики не мали п’єзоелектричного розпалу і капілярних датчиків температури. Запуск газового котла здійснювався за допомогою сірників.

В будь-якому блоці EuroSIT є внутрішній газовий клапан мембранного типу. Цей елемент автоматично відкриває паливний канал під тиском газу із зовнішньої мережі. Якщо ж цей тиск знизиться до мінімуму, еластична мембрана перекриє прохід, надходження газу припиниться (навіть до запальника).

Як спрацьовує автоматика в разі виникнення інших аварійних ситуацій:

1. Якщо пальник раптом згасає, біметалічний елемент термопари охолоджується і не генерує струм. Не маючи живлення, електромагніт відпускає клапан, подача газу зупиняється.
2. Послідовно з термопарою в ланцюг живлення електромагніту включений датчик тяги – так звана таблетка. Коли в димарі немає природної тяги, біметалічна пластина всередині «таблетки» розриває цей ланцюг, живлення електромагнітного клапана зникає. Повторюється попередній сценарій.
3. Якщо котел оснащений додатковим датчиком перегріву, подача газу блокується за його сигналом. Цей елемент знов-таки перериває живлення електромагніту у випадку нагріву теплоносія до 90…95 °C.

Після аварійної зупинки теплогенератор потрібно запускати вручну, але не відразу. Автоматика блокує надходження газу протягом 1 хв, потім можна повторювати розпалювання. Подробиці викладені у навчальному відео:

Особливості блоків 710 MiniSIT і SIT 820 NOVA

Ми вже зазначали, що автоматика EuroSIT для котлів працює приблизно однаково. Чим газовий клапан 710 MiniSIT відрізняється від попередника 630 SIT:

• з’явилися 2 окремі клавіші для запуску і зупинки теплогенератора, регулятор натискати непотрібно;
• рукоятка служить лише для вибору режиму – запалювання чи інтенсивність горіння;
• п’єзоелектричний елемент для розпалу входить до складу пристрою;
• сильфонний датчик температури вже приєднаний до основного блока;
• безпековий клапан має стабілізатор тиску газового палива.

Довідка. Перші модифікації 7 серії не оснащувалися п’єзоелементом, що забезпечує розпал від іскри.

Оновлене сімейство клапанів безпеки 8 серії (SIT 820 NOVA) відрізняється стабільнішою роботою, підвищеною надійністю та деякими корисними функціями:

1. З’явилася можливість підключати до енергонезалежного газового котла кімнатний терморегулятор або погодну автоматику. Для цього на блоці 820 NOVA передбачений спеціальний роз’єм.

   

2. В лінійці є модель, яка самостійно виробляє струм за допомогою біметалічного генератора, встановленого в топці котла біля запальника. Пристрій діє за принципом термопари, але дає більший струм.

Кілька слів щодо автоматичних клапанів американського бренду Honeywell. За принципом дії ці блоки схожі на EuroSIT, але відрізняються більшою пропускною здатністю. Тому автоматика Honeywell встановлюється на газові котли підвищеної продуктивності від 30 до 70…100 кВт.

Автоматика безпеки «Каре»

Системи автоматики польського виробництва не надто поширені, але теж досить надійні. Принцип роботи той самий, але конструкція інша – пристрій «Каре» поділений на кілька окремих елементів (звідси й назва – система):

• сітковий фільтр газу;
• клапан, що відповідає за регулювання тиску;
• термостатичний блок з рукояткою управління;
• 2 клапани – мембранний та електромагнітний;
• датчики перегріву й тяги;
• кнопка розпалу від п’єзоелемента винесена окремо.

Усі деталі та вузли розташовані на передній панелі опалювального агрегата і об’єднані трубками. Разом вони створюють єдину систему, яка забезпечує надійну подачу палива та перериває її у випадку аварії. Позитивний момент: замінювати чи ремонтувати окремі елементи простіше й дешевше.

Бюджетні пристрої ЖМЗ, САБК та інші

Ці засоби автоматизації газових котлів є трохи застарілими, хоча непогано виконують зазначені вище 3 безпекові функції. Принцип – той самий, клапан подачі палива утримується у відкритому стані електромагнітом, що живиться струмом термопари. За відсутності тяги ланцюг розмикається датчиком, при падінні тиску спрацьовує мембрана.

Автоматика «Оріон», САБК та ЖМЗ влаштована геть просто, коштує недорого, але не може похвалитися надійністю. Ні, вибухів чи пожарів ці пристрої не викликають, однак часто виходять з ладу, відповідно, котел зупиняється, а будинок лишається без опалення. Найчастіше перегорає термопара.

Отже, автоматичні клапани російського виробництва потребують уваги та своєчасного технічного обслуговування. Плюс – наявність і дешевизна запасних частин. Про ремонт газової арматури ЖМЗ докладно розповідається на відео:

Електронні блоки настінних котлів

На відміну від підлогових опалювачів, настінні газові теплогенератори мають власні «мізки» – електронні блоки управління, що керують усіма процесами. Звісно, автоматика котлів живиться електрикою від зовнішнього джерела. До речі, існують підлогові імпортні агрегати з електронним керуванням, наприклад, Buderus Logano чи Protherm Bear KLZ.

Важливе зауваження. Якщо станеться один з трьох аварійних моментів, зазначених вище, відімкнення настінного котла все одно виконає механіка. Інакше й бути не може, оскільки за відсутності електроенергії будь-яка електроніка стає непрацездатною.

Настінний опалювач – це газова котельня в мініатюрі, яка запускається в роботу буквально 1 натиском кнопки. Температура теплоносія на виході підтримується досить точно. Як це працює:

1. Коли домовласник налаштовує температуру води в системі опалення і вмикає котел, контролер за допомогою датчиків перевіряє усі важливі показники. Це тиск газу на вході і теплоносія в мережі, тягу димаря та температуру води.
2. Якщо показники в нормі, блок управління віддає команду на запуск – відкриває клапан подачі газу та ініціює безперервний іскровий розряд на електродах розпалювання. Пілотного пальника немає (окрім дуже старих котлів).
3. Як тільки головний пальник розгориться, датчик зафіксує наявність вогню і сповістить контролер. Той припинить іскроутворення, ввімкне циркуляційний насос та виведе пальник на максимальну потужність, аби якнайшвидше прогріти воду.
4. Коли нагрів досягатиме налаштованої межі, модуляційний пальник плавно зменшить потужність за командою автоматики. Пальники ступінчастого типу частково або повністю вимикаються.
5. Коли теплоносій догріється до потрібної температури, контролер закриє газовий клапан, горіння припиниться. Після охолодження води запуск агрегата автоматично повториться за сигналом температурного датчика.
6. Якщо тиск газу впаде, клапан теж спрацює на закривання незалежно від контролера. В разі зникнення полум’я електромагнітний клапан вимкне термопара, за відсутності тяги це зробить «таблетка», що стоїть в димозбірнику.

 

Примітка. В теплогенераторах із закритою камерою згоряння блок управління також керує роботою вентилятора. Після виникнення будь-якої неполадки настінний котел з дисплеєм зупиняється і показує код помилки.

Оскільки підвісні теплогенератори призначені для нагріву теплоносія у закритих системах опалення, спеціальний датчик постійно відстежує тиск в мережі. При зниженні напору води до мінімуму 0.8…1 Бар (залежить від налаштувань котла), автоматика вимкне пальник і зупинить насос. Запуск можливий лише за умови підняття тиску до нормального.

Заключний висновок

Господарі приватних будинків цікавляться роботою автоматики опалювальних котлів не просто так. Навіщо кликати майстра-газівника, якщо можна полагодити апарат самостійно? Але це стосується лише дрібних неполадок – засмічення газового фільтра чи запалювальних електродів, прогорання термопари тощо. Але без відповідних знань і практики ми не радимо розбирати безпекові клапани типу EuroSIT чи крутити гвинти регулювання тиску газу. Усунення серйозних поломок краще довірити майстрові, це обійдеться дешевше.