Eentraps-, tweetraps- en modulerende gasbranders. Eentraps-, tweetraps- en modulerende branders voor verwarmingsketels

Nadat u vertrouwd bent geraakt met verschillende soorten gasbranders kunt u vol vertrouwen een beslissing nemen over de keuze van de brander die geschikt is voor uw doeleinden.

Fabrikanten van moderne ketels, die hun producten voortdurend verbeteren, voorzien ze van nieuwe functies en bemoeilijken tegelijkertijd de selectie van de juiste ketel en de aanpassing ervan. Dit is geen wonder, omdat het verwarmingssysteem van een modern systeem is landhuis bestaat niet alleen uit een ketel, leidingen, radiatoren onder de ramen, maar bevat ook veel verwarmingscircuits, waarvan het beheer moet worden toevertrouwd aan automatische controllers.

Anders zullen huiseigenaren zich voortdurend moeten aanpassen individuele elementen handmatig om voldoende comfort te garanderen. Echter, meer complex systeem beheer is altijd een hogere prijs. “Heb ik dit nodig?” — de koper stelt een retorische vraag.

In dit korte artikel zullen we proberen de lezers de fysica van processen over te brengen werkend systeem verwarming, die inherent is aan alle verwarmingssystemen, inclusief complexe. Een idee hebben van wat u heeft of van plan bent te kopen, is van groot belang bij het kiezen van een verwarmingssysteem, de werking of aanpassing ervan. Naar de structuur moderne systemen Het verwarmingssysteem heeft al functies die aanpassing en verbetering vereisen.

De ketelautomatisering krijgt dus twee belangrijke functies toegewezen: een beveiligingssysteem en thermisch comfort. Uiteraard heeft het waarborgen van de veiligheid naast andere taken de hoogste prioriteit. Zo is de bovengrens voor de ketelwaterregeling zo ingesteld dat deze door temperatuuroverschrijding nooit boven het grensniveau komt. De grootte van de mogelijke temperatuurstijging is afhankelijk van de uitvoering en het materiaal van de ketel en wordt door de automatiseringsfabrikant in aanmerking genomen bij het instellen van de bovengrens voor de temperatuurregeling in de ketel.

In ons artikel concentreren we ons op de werking van automatisering om te zorgen voor een comfortabele temperatuur in verwarmde ruimtes.

Het gevoel van thermisch comfort is grotendeels subjectief. Experts op het gebied van klimaatsystemen gebruiken hierbij het concept van de Fagner comfortindex. Het biedt zeven posities die overeenkomen met subjectieve sensaties

• -3 “koud”
• -3 “koel”
• -1 “lichte koelte”
• 0 "neutraal"
• 1 " lichte warmte»
• 2 "warmte"
• 3 "heet"

Een bepaalde temperatuur in de kamer komt tot stand wanneer er een evenwicht is bereikt tussen warmteverliezen en warmteoverdracht van apparaten. Tegelijkertijd moet, om de ingestelde temperatuurwaarde te behouden, elke verandering in warmteverlies veroorzaakt door weersveranderingen worden gecompenseerd door een passende correctie van de koelvloeistoftemperatuur of de volumetrische stroom ervan door de verwarmingsapparaten.

Laten we eerst het tweede geval bekijken, namelijk de regeling van de kamertemperatuur door de volumestroom door verwarmingsapparaten te veranderen.

Dit probleem is eenvoudig op te lossen met behulp van thermostatische kranen geïnstalleerd op radiatoren of convectoren. In dit geval is het de taak van de ketelautomatisering om de temperatuur van het koelmiddel op een bepaald niveau te houden (draai eenvoudigweg aan de potentiometerknop op de afstandsbediening van de ketel en stel de gewenste temperatuur in). Bij de meeste ketels is dit wat er gebeurt en meer betekent het niet. Het werkingsalgoritme van de ketel verschilt afhankelijk van de brander: modulerend, één- of tweetraps.

Bij het werken met een eentrapsbranderDe temperatuurregelaar werkt als drempelwaardeschakelaar die de brander in- en uitschakelt wanneer de aanvoertemperatuur drempelwaarden bereikt. Er is een bepaald verschil tussen de aan- en uitdrempels - "aan-hysteresis". In de regel liggen de aan- en uitdrempels symmetrisch ten opzichte van de ingestelde aanvoertemperatuur, zodat de gemiddelde temperatuurwaarde over een lange periode samenvalt met de ingestelde waarde.

Probleem treedt op wanneer het volume koelvloeistof klein is en het warmteverbruik aanzienlijk is minder kracht brander, zal de brandertemperatuur te snel stijgen. Vindt plaats gevaar van te vaak inschakelen van de brander, wat van invloed kan zijn op de hulpbronnen ervan. Het probleem wordt overwonnen op verschillende manieren. Gebruik bijvoorbeeld een in de tijd variërende hysteresiswaarde.

Bij lage warmtelasten en dienovereenkomstig korte verwarmingsperioden van de ketel geldt een verhoogde hysteresiswaarde. Als de uitschakeldrempel niet binnen de aangegeven hysteresetijd wordt bereikt, wordt de hysteresewaarde automatisch lineair verlaagd tot de standaard 5 g. Celsius. Buderus gebruikt een ander algoritme dat 'dynamisch schakelen' wordt genoemd - wanneer de aanvoertemperatuur, stijgend of dalend, wordt vergeleken met de ingestelde temperatuur en het systeem de integraal begint te berekenen van de functie van het veranderen van de mismatch in de loop van de tijd.

De brander wordt aan- en uitgeschakeld als de integraal een ingestelde waarde bereikt, zodat bij een snelle opwarming van de ketel de schakeltemperatuur hoger is dan bij een langzame opwarming van de ketel. Zo wordt de schakeldrempel automatisch aangepast aan de kenmerken van het verwarmingssysteem en de hoeveelheid warmteverbruik

Voor tweetrapsbrander het proces verschilt niet fundamenteel van wat hierboven werd besproken - alleen zijn er twee keer zoveel schakeldrempels.

Modulerende brander maakt het mogelijk om de aanvoertemperatuur voortdurend proportioneel te regelen, waarbij de waarde van het brandervermogen lineair afhangt van de waarde van de temperatuurmismatch. Een dergelijke regeling is echter niet altijd mogelijk, omdat bij veel modulerende branders het vermogen niet soepel verandert van nul, maar van 30-40% van de maximale waarde. Als het warmteverbruik in het verwarmingscircuit onder deze grens ligt, hebben we opnieuw te maken met drempelregeling. Tot nu toe hebben we processen overwogen waarbij de ingestelde keteltemperatuur handmatig werd ingesteld met behulp van een potentiometer op de afstandsbediening van de ketel, en de taak van de ketelautomatisering was om deze temperatuur te handhaven.

Behoud van een comfortabele kamertemperatuur door de ketelwatertemperatuur te regelen. Dit gebeurt door een kamerthermostaat in het automatiseringssysteem te introduceren.

Merk dat op kamerthermostaat meestal niet inbegrepen in de standaardconfiguratie van de ketel. Controle van de werking van de ketel om de ingestelde temperatuur in de kamer te handhaven kan worden uitgevoerd door een van de twee soorten regelingen: tweestanden (aan/uit) of continu. In het eerste geval is het regelalgoritme hetzelfde als voor een ketel met een eentrapsbrander. In vergelijking met de ketelwatertemperatuur verandert de ruimtetemperatuur echter veel langzamer, wat tot grote overschrijdingen van de drempelwaarden kan leiden. Daarom wordt aan-uitregeling meestal niet aanbevolen voor verwarmingssystemen met ketels groter dan 25-30 kW.

Met continue regeling De regelactie is de aanvoertemperatuur, die varieert afhankelijk van de temperatuurafwijking in de kamer. De temperatuursensor moet zich ergens bevinden bepaalde kamer(laten we het referentie noemen) en de temperatuur in andere kamers wordt ingesteld ten opzichte van de temperatuur van deze referentiekamer. Comfortabele temperatuur binnen verschillende kamers verschillend van elkaar. In de slaapkamer is het bijvoorbeeld lager. Overdag is het pand meestal leeg en het handhaven van een comfortabele temperatuur heeft geen zin en is geldverspilling.

De functie van het instellen en uitvoeren van een dagelijks temperatuurschema in het pand doet zich uiteraard voor. Dagelijkse temperatuurprogrammering is vaak mogelijk voor verschillende dagen van de week (weekdagen, feestdagen, feesten, vakanties). Groot probleem Met deze regelmethode wordt de temperatuur in de kamers geregeld ten opzichte van de referentietemperatuur, door deze in één circuit te koppelen.

Door het comfort in de referentieruimte te vergroten, lopen we bovendien het risico dat dit in andere ruimtes die op dezelfde regelkring zijn aangesloten, wordt verminderd. Bovendien kunnen in de referentieruimte geen thermostaten worden gebruikt. verwarmingsapparaten, aangezien zij vertegenwoordigen onafhankelijke systemen regeling met dezelfde invoerparameters als ketelautomatisering.

Voor het aansturen van een ketel die water voor meerdere verwarmingscircuits tegelijk verwarmt verschillende kenmerken, is een bepaalde invoerparameter vereist die gemeenschappelijk is voor deze circuits. Eenvoudig en effectieve oplossing werd gevonden.

Gebruik van de luchttemperatuur buiten het gebouw als invoerparameter

De aanvoertemperatuur van elk verwarmingscircuit dat nodig is om het warmteverlies in kamers te compenseren, is gerelateerd aan de buitenluchttemperatuur via bekende relaties, die in grafische weergave gewoonlijk verwarmingsgrafieken of verwarmingscurven worden genoemd. Het enige dat overblijft is om deze relaties voor elk specifiek circuit op te nemen in het werkingsalgoritme van het regelsysteem van de stookruimte. Bij de automatisering van de meeste fabrikanten moet u hiervoor een van de voorgestelde curven selecteren. Er zijn andere benaderingen voor dit probleem, het is bijvoorbeeld voldoende dat een Buderus-ketelregelaar twee punten instelt van waaruit de automatisering zelf de hele curve zal construeren. Houd er rekening mee dat het uiterst belangrijk is om de temperatuursensor aan de noordkant van het huis te plaatsen, uit de buurt van warmtebronnen zoals ramen en muren schoorstenen. In dit geval werkt de weersafhankelijke automatisering zo correct mogelijk.

Wat gebeurt er als je het raam opent? Systeem dat de ketel en verwarmingscircuits regelt volgens externe temperatuur, kan reageren op onverwachte veranderingen in de warmtebalans in verwarmde ruimtes. In de meeste gevallen wordt deze mogelijkheid geboden in de vorm van automatische aanpassing (meestal parallelle overdracht) van de stooklijn van het overeenkomstige circuit op basis van de meetwaarden kamersensor temperatuur.

Bovendien bieden veel fabrikanten, naast weersgevoelige automatisering, kamerthermostaat. Bij delen externe en kamersensoren kan het thermische regime worden aangepast, rekening houdend met extra warmtebronnen in de kamer. Simpel gezegd, als de kachel in de keuken is ingeschakeld en het daardoor warmer is geworden, zal de controller dit feit "rekening houden" en de indicatoren van externe sensoren aanpassen, of de kamer aan de zonnige kant ligt en heeft alleen verwarming nodig als de zon ‘weggaat’.

Naarmate automatisering duurder wordt, worden de mogelijkheden ervan vergroot door de mogelijkheid om complexere branders te bedienen (met stapsgewijze, stapsgewijze en modulatieregeling), kookunits warm water, een of meer (het aantal radiatorcircuits groeit), lage temperatuur (warme vloer) circuits, diverse andere programma's implementeren (zonneboilers aansluiten), enz.

Laten we samenvatten: waarom al deze problemen met weersafhankelijke controle? Hoe is het beter dan het eenvoudige “permanente ketel”-schema plus thermostaten op alle batterijen?

Voorstanders van weergevoelig beheer dat zeggen ze grotendeels verwarmingsseizoen de warmtevraag is veel minder dan de berekende, dus het constant verwarmen van de koelvloeistof tot de maximale temperatuur is geldverspilling. Het werkt vooral effectief tijdens periodes van vorst en dooi, waardoor de meest comfortabele kamertemperatuur en aanzienlijke besparingen op hulpbronnen worden bereikt, omdat de traagheid van het systeem wordt verminderd en de ketel geen prestaties hoeft te leveren extra werk, brandstof verbranden. Als u met een constante temperatuur van het koelmiddel werkt, en deze is bijna altijd hoog, neemt het warmteverlies bovendien toe, wat groter is naarmate de temperatuur van het koelmiddel hoger is. Over het algemeen neemt het ketelrendement af naarmate de gemiddelde ketelwatertemperatuur stijgt.

De meeste westerse fabrikanten ( « Buderus» , "Viesmann") wedden opproductie van lagetemperatuurketels.

Tegenstanders van weersonafhankelijke controle beweren dat de prijs van een dergelijke automatisering te hoog is. En de brandstofprijs compenseert tot nu toe de kosten volledig.

Laten we ons tot de specialisten wenden. op het forum zegt de site duidelijk dat weerbestendige automatisering geld bespaart, en daarbij is het comfort dat het in huis brengt en een langere probleemloze werking niet meegerekend.

Het bedrijf Time biedt een programmeerbare controller als weersafhankelijke automatisering calorMATIC 430 West. In feite werkt het als een afstandsbediening voor de ketel. De huiseigenaar hoeft niet naar de stookruimte te rennen om het warmer of koeler te maken als hij het displaypaneel op een handige locatie installeert.

Eentraps-, tweetraps- en modulerende branders voor verwarmingsketels. Beoordeling.

Bij het kiezen van branders staan ​​consumenten voor een moeilijke taak– welke brander u moet kiezen . Deze keuze stelt hen in staat een kleine vergelijking te maken van branders van verschillende fabrikanten, op basis van het type regeling en het automatiseringsniveau van het branderapparaat.

Wij nodigen u uit om vertrouwd te raken met de mening van de specialisten van ons bedrijf, gebaseerd op de ervaring met het gebruik van gecombineerde, vloeibare brandstof- en gasbranders van Weishaupt, Elco, Cib Unigas en Baltur.

Laten we de basisvereisten voor branders bepalen, afhankelijk van de toepassing. Afhankelijk van het toepassingsgebied kunnen branders in groepen worden verdeeld.

Groep 1. Branders voor systemen individuele verwarming (in deze groep omvatten we branders met een vermogen tot 500 - 600 kW, die worden geïnstalleerd in ketelruimten van particuliere huizen, kleine industriële en commerciële en administratieve gebouwen).

Bij het kiezen van branders voor deze groep consumenten moet rekening worden gehouden met de wensen van de koper op het gebied van automatisering van een individuele stookruimte:

· als u geen verhoogde presentatie geeft technische vereisten aan de geïnstalleerde apparatuur en u wilt beschikken over een betrouwbare stookruimte die geen grote initiële financiële investeringen vergt, dan kunt u kiezen voor branders met eentraps, tweetraps bedrijfsmodi;

· als u daardoor een verwarmingssysteem wilt bouwen met een hoge mate van automatisering, weersafhankelijke regeling en een laag brandstof- en energieverbruik, dan kunt u beter gebruik maken van modulerende branders of branders met soepele tweetrapsregeling, die de mogelijkheid biedt om het vermogen te programmeren en een breed werkingsbereik van de branderregeling.

Groep 2. Branders voor verwarmingssystemen van grote wooncomplexen (in deze groep omvatten we branders met een vermogen van meer dan 600 kW voor de behoeften van huisvesting en gemeentelijke diensten, centrale verwarming, evenals voor de warmtevoorziening van grote industriële, commerciële en administratieve gebouwen).

· Gladde tweetraps- of modulerende branders zijn ideaal voor deze groep. Dit komt door: het hoge vermogen van ketelhuizen, de wens van de klant om een ​​ketelhuis te bouwen met een hoge mate van automatisering, de wens om een ​​zo laag mogelijk brandstof- en elektriciteitsverbruik te garanderen (gebruik frequentieregeling van ventilatorvermogen), en ook gebruik apparatuur voor automatische controle van restzuurstof in rookgassen (zuurstofcontrole).

Groep 3. Branders voor gebruik op technologische apparatuur (deze groep kan branders van elk vermogen omvatten, afhankelijk van het vermogen van de procesapparatuur).

· Voorkeur voor deze groep modulerende branders. De keuze voor deze branders wordt niet zozeer bepaald door de wensen van de klant, maar door de technologische vereisten van de productie. Bijvoorbeeld: voor sommigen productieprocessen het is vereist om een ​​strikt gedefinieerd temperatuurschema te handhaven en temperatuurveranderingen te voorkomen, anders kan dit tot een overtreding leiden technologisch proces productschade en als gevolg daarvan aanzienlijke financiële verliezen. Ook branders met stappenregeling kunnen worden toegepast technologische installaties, maar alleen in gevallen waarin kleine temperatuurschommelingen acceptabel zijn en geen negatieve gevolgen met zich meebrengen.

Korte beschrijving van het werkingsprincipe van branders met verschillende soorten verordening.

Eentrapsbranders Ze werken slechts in één vermogensbereik, ze werken in een modus die moeilijk is voor de ketel. Wanneer eentrapsbranders werken, vindt frequent in- en uitschakelen van de brander plaats, wat wordt geregeld door de automatische besturing van de keteleenheid.

Tweetrapsbranders heeft, zoals de naam al doet vermoeden, twee vermogensniveaus. De eerste trap levert doorgaans 40% van het vermogen en de tweede 100%. De overgang van de eerste fase naar de tweede vindt plaats afhankelijk van de geregelde ketelparameter (koelvloeistoftemperatuur of stoomdruk), de aan/uit-modi zijn afhankelijk van de ketelautomatisering.

Gladde tweetrapsbranders zorgen voor een soepele overgang van de eerste fase naar de tweede. Dit is een kruising tussen een tweetraps en een modulerende brander.

Modulerende branders verwarm de ketel continu, waarbij u het vermogen indien nodig verhoogt of verlaagt. Het bereik van veranderingen in de verbrandingsmodus ligt tussen 10 en 100% van het nominale vermogen.

Modulerende branders zijn onderverdeeld in drie typen volgens het werkingsprincipe van modulerende apparaten:

1. branders met mechanisch systeem modulatie;

2. branders met pneumatisch systeem modulatie;

3. branders met elektronische modulatie.

In tegenstelling tot branders met mechanische en pneumatische modulatie maken branders met elektronische modulatie de hoogst mogelijke regelnauwkeurigheid mogelijk, omdat mechanische fouten in de werking van branderapparaten worden geëlimineerd.

Prijsvoordelen en nadelen

Natuurlijk zijn modulerende branders duurder dan getrapte modellen, maar ze hebben een aantal voordelen. Met het mechanisme voor een soepele vermogensregeling kunt u de cyclus van het in- en uitschakelen van ketels tot een minimum beperken, waardoor de mechanische belasting op de wanden en componenten van de ketel aanzienlijk wordt verminderd en daardoor de "levensduur" wordt verlengd. De brandstofbesparing bedraagt ​​minimaal 5% en met de juiste afstemming kunt u 15% of meer bereiken. En ten slotte vereist het installeren van modulerende branders geen vervanging van dure ketels als deze goed functioneren, terwijl het rendement van de ketel wordt verhoogd.

Tegen de achtergrond van de nadelen van getrapte branders liggen de voordelen van modulerende branders voor de hand. De enige factor die managers dwingt om stapmodellen te kiezen, is hun lagere prijs. Maar dit soort besparingen zijn bedrieglijk: zou het niet beter zijn om een ​​groot bedrag per keer uit te geven aan geavanceerdere, zuinigere en milieuvriendelijkere branders? Bovendien zullen de kosten zich de komende jaren terugverdienen!

Veel kopers begrijpen de voordelen van het gebruik van modulerende branders, en nu hoeven ze alleen nog maar de benodigde modellen te kiezen. Met welke fabrikanten kunt u het beste contact opnemen? Zelfs met een oppervlakkige studie van de prijzen voor geïmporteerde en binnenlandse branders is het duidelijk dat het verschil behoorlijk aanzienlijk is. Sommige modellen van buitenlandse fabrikanten zijn duurder dan producten Russische productie meer dan tweemaal.

Een gedetailleerde analyse van de markt voor branderfabrikanten laat zien dat Russische apparatuur qua automatiseringsniveau aanzienlijk inferieur is aan geïmporteerde analogen. Om te bereiken hoog niveau automatisering van in Rusland gemaakte branders, het is noodzakelijk om behoorlijk wat te investeren contant geld voor de aankoop noodzakelijke systemen automatisering en installatie en inbedrijfstelling van apparatuur. Op basis van de resultaten van al het werk blijkt dat de kosten van achteraf gemonteerde branders van Russische makelij dicht bij de kosten van geïmporteerde branders liggen. Maar tegelijkertijd heeft u geen 100% garantie dat een volledig uitgeruste Russische brander u het gewenste resultaat zal opleveren.

Conclusie van onze experts

Het kiezen van de juiste brander is een belangrijke stap bij de bouw of modernisering van een stookruimte. Het hangt ervan af hoe verantwoordelijk u deze kwestie benadert. verder werk verwarmingsapparatuur. Stabiele werking van de brander, naleving van milieunormen, langere levensduur van ketels en de mogelijkheid om de werking van een thermische energiecentrale volledig te automatiseren duiden op aanzienlijke voordelen van het gebruik van modulerende branders in ketelhuizen. En als het voordeel van hun werking duidelijk is, is het simpelweg onredelijk om er geen voordeel uit te halen.

Branders Weishaupt / Duitsland Elco/ Duitsland , Cib Unigas / Italië, Baltur / Italië heeft bewezen betrouwbaar en kwalitatief hoogstaand materieel te zijn. Door voor deze branders te kiezen, krijgt u vertrouwen en winst! Op onze beurt staan ​​wij klaar om u redelijke prijzen en de kortste levertijd voor apparatuur te bieden.

Fabrikanten van huishoudelijke verwarmingsketels, die hun producten voortdurend verbeteren en nieuwe functies bieden, maken het tegelijkertijd moeilijker om de juiste ketel te selecteren en in te stellen. Dit geldt in de meeste mate voor de ketelautomatisering - en nu wandgemonteerde ketels, voorheen aangestuurd met een enkele potentiometer, worden nu vaak geleverd met ingebouwde weerscompenserende automatisering. Een complexer besturingssysteem betekent echter altijd een hogere prijs. Er rijst een redelijke vraag: "Is dit nodig?" Om consumenten te helpen deze vraag te beantwoorden, zullen we proberen de belangrijkste functies van ketelautomatisering te begrijpen.

Het doel van besturingssystemen voor huishoudelijke ketels is het garanderen van de veiligheid, correcte werking uitrusting en comfort voor degenen die in het huis of appartement wonen. Comfort is in ons geval een comfortabele temperatuur en de afwezigheid van de noodzaak om enige actie te ondernemen om deze te garanderen (ga bijvoorbeeld naar de stookruimte, draai aan de regelaar, enz.).
De situatie met veiligheid is het meest eenvoudig en duidelijk: of het besturingssysteem nu in de ketel is ingebouwd of afzonderlijk wordt geleverd, het heeft altijd een veiligheidstemperatuurbegrenzer. Dit apparaat is een thermisch relais, waarvan het openen van de contacten leidt tot het stoppen van de brandstoftoevoer naar de ketel wanneer de veilige temperatuur van het ketelwater wordt overschreden. Het activeren van de veiligheidstemperatuurbegrenzer is een ernstige noodsituatie en de eliminatie ervan, d.w.z. Het vervangen of opnieuw installeren van de veiligheidsvoorziening en het starten van de ketel vereisen de tussenkomst van een onderhoudsspecialist.
Het spreekt voor zich dat veiligheid naast andere taken de hoogste prioriteit heeft. Daarom is de bovengrens voor de regeling van de ketelwatertemperatuur zo ingesteld dat de temperatuur door naloop nooit boven het grensniveau komt. Over welke temperatuurstijging hebben we het?
Stel je de situatie voor van een plotselinge stroomstoring: de brander gaat uit, circulatie pomp het ketelcircuit is gestopt. De ketel verandert in een geïsoleerd systeem. Tijdens installatie in dit thermische evenwichtssysteem daalt de temperatuur van het metaal en stijgt de temperatuur van het water met enkele graden. Als het vóór deze verhoging dicht bij het maximaal toelaatbare lag, is een ketelstoring tijdens een stroomstoring gegarandeerd. De grootte van de mogelijke temperatuurstijging is afhankelijk van het ontwerp en het materiaal van de ketel en wordt door de automatiseringsfabrikant in aanmerking genomen bij het instellen van de bovengrens voor het regelen van de watertemperatuur in de ketel.
Laten we verder gaan met het hoofddoel van ketelautomatisering: zorgen voor een comfortabele temperatuur in verwarmde ruimtes. Zoals bekend komt een bepaalde temperatuur in een ruimte tot stand wanneer een evenwicht wordt bereikt tussen warmteverliezen en warmteoverdracht door verwarmingsapparaten. Tegelijkertijd moet, om de ingestelde temperatuurwaarde te behouden, elke verandering in warmteverlies veroorzaakt door weersveranderingen worden gecompenseerd door een passende correctie van de koelvloeistoftemperatuur of de volumetrische stroom ervan door de verwarmingsapparaten. Dit probleem kan het gemakkelijkst worden opgelost met behulp van thermostatische kranen die op radiatoren of convectoren zijn geïnstalleerd, terwijl de temperatuur van de koelvloeistof constant blijft. In dit geval wordt de functie van de ketelautomatisering beperkt tot het handhaven van de ingestelde aanvoertemperatuur.
Het moet gezegd dat de meeste huishoudelijke ketels een ingebouwde besturingseenheid hebben en verder niets nodig hebben: de aanvoertemperatuur wordt handmatig ingesteld, maar wordt automatisch gehandhaafd. Het regelalgoritme verschilt afhankelijk van met welke brander de ketel is uitgerust: modulerend, een- of tweetraps. Bij ketels met een eentrapsbrander fungeert de temperatuurregelaar als drempelwaardeschakelaar die de brander in- en uitschakelt wanneer de aanvoertemperatuur de drempelwaarden bereikt. Tussen schakeldrempels en
bij uitschakelen wordt een bepaald verschil gespecificeerd: schakelhysteresis (Fig. 1). In de regel liggen de aan- en uitdrempels symmetrisch ten opzichte van de ingestelde aanvoertemperatuur θmond, zodat de gemiddelde temperatuurwaarde over een lange periode samenvalt met de ingestelde waarde.
Als het volume koelvloeistof in het verwarmingssysteem klein is en het warmteverbruik aanzienlijk minder is dan het brandervermogen, zal de temperatuur na het inschakelen van de brander te snel stijgen. Dienovereenkomstig bestaat het gevaar dat de brander te vaak wordt ingeschakeld, wat ook de levensduur ervan kan beïnvloeden. Dit probleem wordt op verschillende manieren ondervangen. Als u bijvoorbeeld een in de tijd variërende hysteresiswaarde gebruikt (Ariston): gedurende de 1e minuut na het inschakelen is dit 8, tijdens de 2e minuut - 6 en vanaf de 3e minuut - 4 K.
Het algoritme voor het wijzigen van de hysteresiswaarde afhankelijk van de situatie is ingebed in de Kromschröder-automatisering: op het serviceniveau van de besturingssysteeminstellingen kunt u een verhoogde hysteresis (tot 20 K) en de duur ervan (tot 30 minuten) instellen. Bij lage warmtelasten en dienovereenkomstig korte verwarmingsperioden van de ketel geldt een verhoogde hysteresiswaarde. Als de uitschakeldrempel niet binnen de opgegeven hysteresetijd wordt bereikt, wordt de hysteresewaarde automatisch lineair verlaagd naar de standaard 5 K.

Bij de ketelautomatisering van Buderus wordt een fundamenteel andere aanpak gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van een algoritme dat door de ontwikkelaars ‘dynamisch schakelen’ wordt genoemd. Wanneer de aanvoertemperatuur, stijgend of dalend, wordt vergeleken met de ingestelde temperatuur θset, begint het systeem de integraal te berekenen van de functie van het veranderen van de mismatch in de loop van de tijd (gearceerd gebied in figuur 2). De brander wordt in- of uitgeschakeld wanneer de integraal de ingestelde waarde bereikt. Uiteraard is bij snelle opwarming van de ketel de schakeltemperatuur hoger dan bij langzame opwarming. Zo wordt de schakeldrempel automatisch aangepast aan de kenmerken van het verwarmingssysteem en de hoeveelheid warmteverbruik.
Het regelalgoritme voor een ketel met een tweetrapsbrander verschilt niet fundamenteel van wat hierboven is besproken - alleen de schakeldrempels zijn dienovereenkomstig twee keer zo groot (Fig. 3).

Tenslotte maakt de modulerende brander een constante proportionele regeling van de aanvoertemperatuur mogelijk, waarbij het brandervermogen lineair afhankelijk is van de temperatuurmismatch. Een dergelijke regeling is echter niet altijd mogelijk, omdat bij veel modulerende branders het vermogen niet soepel verandert van nul, maar van 30-40% van de maximale waarde. Als het warmteverbruik in het verwarmingscircuit onder deze grens ligt, hebben we opnieuw te maken met drempelregeling.
Tot nu toe hebben we bedoeld dat de aanvoertemperatuur handmatig wordt ingesteld door een potentiometer op het bedieningspaneel van de ketel en automatisch wordt gehandhaafd door het besturingssysteem ervan. Het doel van het verwarmingssysteem is echter om een ​​comfortabele temperatuur in de kamer te handhaven, en het zou logisch zijn als deze specifieke temperatuur een gecontroleerde variabele zou zijn. Het apparaat dat de ingestelde temperatuur in de kamer handhaaft – een kamerthermostaat – is meestal aan de kamer zelf gebonden en is niet inbegrepen in het hoofdleveringspakket van de ketel. Omdat de regeling echter plaatsvindt via de regeling van de werking van de ketel, beschouwen we de kamerthermostaat ook als een onderdeel van de ketelautomatisering.
Controle van de werking van de ketel om de ingestelde temperatuur in de kamer te handhaven kan worden uitgevoerd door een van twee soorten regelingen: tweestanden (aan-uit) of continu. In het eerste geval is het regelalgoritme hetzelfde als voor een ketel met een eentrapsbrander. Vergeleken met de temperatuur van het ketelwater verandert de temperatuur in de ruimte echter veel langzamer wanneer de ketel wordt in- en uitgeschakeld, wat tot grote afwijkingen boven de drempelwaarden kan leiden. Daarom wordt aan-uitregeling meestal niet aanbevolen voor verwarmingssystemen met ketels met een hoog vermogen (meer dan 25-30 kW). Om dergelijke uitlopen in de Kromschröder-automatisering te voorkomen, kan bijvoorbeeld op het serviceniveau een vertragingstijdsinterval voor het inschakelen van de 2e trap worden ingesteld (Fig. 3), waardoor de 2e trap niet onmiddellijk wordt ingeschakeld bij het bereiken van de drempel. θon.2, maar na een bepaalde tijd. Dit geeft extra kans instellingen van de temperatuurregelaar volgens de kenmerken specifiek systeem verwarming.

Bij continue regeling is de regelactie de aanvoertemperatuur, die verandert afhankelijk van de afwijking van de kamertemperatuur ten opzichte van de ingestelde waarde (Fig. 4). De ingestelde temperatuur in de kamer is de temperatuur die comfortabel is voor de gebruiker, en deze is niet altijd hetzelfde. Een comfortabele temperatuur om onder een deken te slapen is bijvoorbeeld enkele graden lager dan voor de ochtend- of avonduren, en overdag de kamer mag leeg zijn, en onderhoud deze hoge temperatuur heeft ook geen zin. De functie van het instellen en uitvoeren van een dagelijks temperatuurschema in de kamer doet zich uiteraard voor. Dagelijkse temperatuurprogrammering is vaak mogelijk voor verschillende weekdagen of weekenden, maar ook voor speciale gelegenheden zoals een feest of vakantie.
De werkelijke temperatuurwaarde wordt gemeten door een sensor in een van de kamers van het huis, die een referentie is en de verwarmingsmodus in alle andere kamers van het huis bepaalt. Hoe meer andere kamers er zijn, hoe minder haalbaar de taak wordt. comfortabele verwarming door ze te koppelen aan één enkel verwarmingscircuit, geregeld door de temperatuur in de referentieruimte. Om een ​​ketel te besturen die water verwarmt voor meerdere verwarmingscircuits met verschillende karakteristieken tegelijk, is een bepaalde invoerparameter vereist die gemeenschappelijk is voor deze circuits. Het kan worden berekend op basis van temperatuurmetingen in referentieruimtes van alle circuits. Er is echter een eenvoudiger en effectievere oplossing wijdverbreid geworden: het gebruik van de luchttemperatuur buiten het gebouw als dergelijke parameter.

En inderdaad: de aanvoertemperatuur van elk verwarmingscircuit, noodzakelijk om het warmteverlies in het pand te compenseren, is gerelateerd aan de buitenluchttemperatuur via bekende relaties, die in grafische weergave gewoonlijk verwarmingsgrafieken of verwarmingscurven worden genoemd (Fig. 5). ). Het enige dat overblijft is om deze relaties voor elk specifiek circuit op te nemen in het werkingsalgoritme van het regelsysteem van de stookruimte. Bij de automatisering van de meeste fabrikanten moet u hiervoor een van de aangeboden stooklijnen selecteren waaruit u kunt kiezen, maar er zijn ook andere benaderingen: de regelaar van het Buderus-besturingssysteem hoeft bijvoorbeeld slechts twee punten op te geven van waaruit de automatisering de volledige berekening berekent. kromme.
Kan een systeem dat de ketel en verwarmingscircuits aanstuurt op basis van de buitentemperatuur reageren op onverwachte veranderingen in de warmtebalans in verwarmde ruimtes, bijvoorbeeld als gevolg van een open raam of een brandende open haard? In de meeste gevallen wordt deze mogelijkheid geboden in de vorm van automatische aanpassing (meestal parallelle overdracht) van de stooklijn van het overeenkomstige circuit op basis van sensormetingen kamertemperatuur. Bovendien voldoen we aan de eisen van nauwgezette gebruikers die meer willen accepteren actieve deelname Bij het regelen van het klimaat in huis bieden veel fabrikanten naast weersafhankelijke automatisering ook een kamerthermostaat aan. Laten we alleen opmerken dat er in dit geval altijd een risico bestaat, terwijl het comfort in de referentiekamer toeneemt en het comfort in andere kamers die op hetzelfde verwarmingscircuit zijn aangesloten, wordt verlaagd. Bovendien is het in de referentieruimte onmogelijk om thermostaten op verwarmingsapparaten te gebruiken, omdat het onafhankelijke regelsystemen zijn met dezelfde invoer- en uitvoerparameters als ketelautomatisering.
Waarom al deze complexiteit? Hoe is weersafhankelijke regeling beter dan het elementaire schema dat we in het begin hebben overwogen: een "permanente" ketel plus thermostaten op alle verwarmingsapparaten?

Voorstanders van weersafhankelijke automatisering verwijzen meestal naar het feit dat tijdens het grootste deel van het stookseizoen de warmtevraag veel kleiner is dan de berekende, dus het constant verwarmen van de koelvloeistof tot de maximale temperatuur is geldverspilling. Maar het is niet de temperatuur die geld kost, maar de geproduceerde warmte, en als in twee gevallen dezelfde hoeveelheid warmte wordt verbruikt, wordt er dan misschien dezelfde hoeveelheid warmte geproduceerd? Helaas niet, want naast het warmteverbruik zijn er altijd warmteverliezen, die groter zijn naarmate de koelvloeistoftemperatuur hoger is (Fig. 6). Bovendien neemt het ketelrendement af naarmate de gemiddelde ketelwatertemperatuur stijgt. Het zijn deze percentages die het economische argument vormen ten gunste van weersgevoelige automatisering. Echter bij onze binnenlandse prijzen Voor energiebronnen wordt dit argument gemakkelijk weerlegd door het argument van de aanzienlijk hogere prijs van de automatisering zelf.
Laten we ook enkele functies van ketelautomatisering bekijken, waarvan het doel niet is om comfort te creëren, maar om een ​​zo lang mogelijke probleemloze werking van de apparatuur te garanderen. Naast de reeds beschreven methoden om te frequente branderstarts te voorkomen, omvat deze groep functies ook het onderhoud minimale temperatuur ketelwater. De eenvoudigste, maar toch effectieve manier De implementatie van deze functie is de zogenaamde pomplogica, volgens welke, wanneer de brander aan staat, de circulatiepomp van het ketelcircuit stopt wanneer de watertemperatuur in de ketel onder de toegestane drempel komt en pas op deze drempel start. wordt overschreden.
Maar ketelautomatisering kan niet alleen voor de ketel zorgen. Sommige besturingssystemen zijn dus uitgerust met een functie om blokkering van pompen en driewegkleppen te voorkomen: eenmaal per dag (bijvoorbeeld - Vaillant-ketels) of een week (Buderus) worden alle pompen in het systeem korte tijd ingeschakeld, en zo driewegkleppen gaan ook korte tijd volledig open, waarna ze terugkeren naar de staat die aan deze procedure voorafging.
Bij het lezen van documentatie van fabrikanten krijgt men de indruk dat ontwikkelaars van ketelbesturingssystemen handelen volgens het principe: "meer functies - goed en anders!" Toegegeven, het blijkt vaak dat onder verschillende namen De functies zijn hetzelfde, de verschillen zitten alleen in de details.

S. Zotov, Ph.D.
Tijdschrift "Aqua-Term" nr. 2 (54), 2010