Регулятор тяги для твердотопливных котлов своими руками

Очень важно продумать и создать те условия, при которых процесс горения протекает исключительно по заданной до этого схеме с требуемым объемом выделения тепла.

Принцип работы регулятора тяги для твердотопливного котла — контроль за непосредственной подачей нужного объема чистого воздуха в установленную камеру сгорания.

Принцип работы тяги твердотопливного котла

Для правильного и максимального поддержания пламени надо, чтобы кислород был в нужном количестве, так как без него любое пламя сразу же затухает. С помощью небольшого регулятора можно достаточно четко и своевременно проконтролировать поступление газа к самой горелке.

Особое внимание обращается и на то, чтобы заправленное в устройство топливо возгоралось в нужном установленном режиме, не вызывая риска воспламенения и, конечно, затухания. Горючее, которое подобрано для любого твердотопливного котла, должно полностью исчерпать свои полезные свойства перед трансформацией в золу.

Итак, как установить регулятор тяги для твердотопливных котлов? Каковы основные принципы и особенности работы данного устройства?

О дровах

Как уже говорилось выше, качество топлива имеет большое значение. И для эффективности работы отопительного оборудования, и для увеличения срока его эксплуатации. Особенно это касается дров — очень нестабильного вида топлива. Эффективность работы котла зависит от равномерного поступления топлива, причём выровненного по своим теплотворным способностям. Это наиболее важно для современных технологичных отопительных приборов, обременённых автоматикой.

Дрова же различаются по своим техническим качествам — влажности, удельной теплоте сгорания.
Именно поэтому производители котельного оборудования настаивают на выборе качественного топлива.

Пеллеты и топливные брикеты — более эффективное топливо для дровяного котла

Наиболее простым способом достижения этого требования будет выбор искусственных «поленьев» — пеллет, топливных брикетов. О различиях дров и их разновидностях можно более подробно прочесть в статье Плюсы и минусы различных видов твердого топлива для котлов: древесина и её производные.

В рекомендациях производителя, как правило, есть указание, какой длины поленья подходят для топки конкретной модели. Существуют варианты котлов, которые вмещают в камеру сгорания поленья метровой длины.

Полено полену рознь

Древесина разных пород деревьев имеет разную плотность, а значит — способность к выдаче тепла. Но, кроме неё, важны и другие особенности дров, влияющие на работу котла: количество негорючих (балластных) веществ и наличие смол, загрязняющих при горении дымоход и внутреннее устройство прибора.

• Берёзовые дрова

Сажа на теплообменнике котла

• Ольховые дрова

• Осиновые дрова

• Сосновые дрова

• Еловые дрова

• Тополевые дрова

• Дрова из яблони и груши

• Дубовые, буковые, ясеневые дрова

Учитывая описанные качества древесины как топлива, хороший хозяин запасает разные виды дров: одни — чтобы легко разгорались, вторые — чтобы долго и жарко горели, третьи — чтобы периодически очищать дымоход от сажи.

Регуляторы тяги для котлов: существующие типы и их отличие

Существует множество способов поддержания заданной температуры в топке. По принципу действия, конструкции регуляторов делятся на два типа:

Механический регулятор тяги

Принцип действия основан на способности некоторых материалов расширяться и сжиматься при изменении внешней температуры.

Датчик и механизм привода объединены в одном корпусе. Регулятор горения котла устанавливается в верхней части топки (1), где температура достигает максимального значения. Датчик представляет собой герметичную емкость со штоком.

Внутри жидкость, которая меняет объем под воздействием температуры (2). На шток давит пружинный механизм, соединенный с рычагом управления заслонкой (3). В холодном состоянии шток максимально утоплен, под давлением пружины.

Рычаг (3) находится в верхней точке. С помощью цепи (4) рычаг соединяется с воздушным клапаном (зольной дверцей). Клапан (5) находится в открытом состоянии, насыщенный кислородом воздух (6) поступает в топку. Топливо горит с максимальной интенсивностью.

При повышении температуры, жидкость в датчике расширяется, и преодолевает давление пружины. Рычаг (3) начинает опускаться, и цепь (4) закрывает воздушный клапан (5). Тяга уменьшается, интенсивность горения снижается. Цикл повторяется постоянно, вслед за колебаниями температуры.

С помощью винтового регулятора (7) можно корректировать силу сжатия пружины, устанавливая порог срабатывания датчика.

Следующий вариант механического регулятора использует биметаллическую пружину.

Под воздействием температуры, пружина (1) меняет положение штока (2). Он в свою очередь двигает управляющий рычаг (3). Как и в первом варианте, заслонкой управляет цепь (4). Эта конструкция также может настраиваться: с помощью винтовой рукоятки (5) меняется усилие на пружине.

В обоих случаях грубая калибровка производится перестановкой звеньев цепи в точке крепления (ее можно удлинить или укоротить).

Преимущества механических регуляторов в их автономности. Достаточно один раз отрегулировать температуру: синхронизировать угол открывания клапана, и можно не беспокоиться за тягу в котле. К достоинствам можно отнести и невысокую стоимость.

Есть и недостатки:

• Датчик работает на основании температуры в топке, нет связи с реальной температурой в помещении. То есть, регулятор работает условно. При изменении погодных условий (когда температуру теплоносителя можно снизить), приходится заново калибровать регулятор тяги.
• Главная проблема – невысокая точность и инертность. Это конструктивная особенность, улучшить показатели невозможно.

Вне зависимости от конструкции, большинство механических регуляторов выглядят так:

Электронный регулятор тяги

Для любителей полной автоматизации и высокой точности управления – предлагаются электронные блоки управления. Автоматический регулятор тяги отслеживает не только температуру в топке, но и контролирует теплоноситель. Можно настроить модуль на температуру воздуха в помещении.

Базовая конфигурация включает в себя блок управления, оснащенный датчиками температуры, и вентилятором. То есть, кроме регулирования естественной тяги (с помощью заслонки), можно гнать кислород принудительно. Это повышает эффективность горения, особенно при неблагоприятной погоде.

В зависимости от комплектации (соответственно и стоимости), электронный регулятор оснащается различным количеством датчиков. Меняются и функции: можно запрограммировать экономный режим, или напротив: быстрый прогрев помещения. Например, если вы приехали зимой на промерзшую дачу.

Вам остается лишь подбрасывать топливо (некоторые датчики подают сигнал, когда дрова или уголь заканчиваются). Есть даже системы автоматической подачи твердого топлива, но это тема другой статьи.

Преимущества очевидны: высокая точность, возможность контроля за температурой в помещении, множество дополнительных функций. Есть возможность усилить тягу с помощью вентилятора. Можно подключить к модулю управления циркуляционный насос теплоносителя.

• Разумеется, стоимость. За удобства придется доплатить.
• Еще одна серьезная проблема – энергозависимость. Если пропала электроэнергия – вся эта интеллектуальная система перестает работать. Можно подключить источник бесперебойного питания, но это еще больше увеличит стоимость комплекта.

Твердотопливные котлы для дома и оборудование для регулирования температуры

Компания «Alfatep» предлагает большой выбор твердотопливных котлов, а также дополнительного оборудования для них, в том числе и датчиков регулировки температурного режима. Кроме механических устройств можно приобрести и управляющий блок автоматики, позволяющий максимально точно и легко настроить работу отопительного оборудования.

Выбор необходимого оборудования для котла и вопросы его комплектации лучше доверить профессионалам. Наши специалисты всегда готовы оказать консультативную помощь по всем вопросам, а воспользоваться их услугами можно как по телефону, так и на сайте нашего интернет-магазина «Alfatep».

Оформить покупку котла для системы отопления, его доставку на объект или заказ на услуги по монтажу и наладке оборудования можно не выходя из дома, прямо на сайте компании.

Установка теплоаккумулирующей емкости

Еще один способ, предотвращающий перегрев твердотопливного котла – установка буферной емкости между котлом и контуром системы отопления. Топка котла с теплоаккумулирующей емкостью производится в циклическом режиме. При этом котел во время топки работает на максимальной мощности с высоким КПД. Выделяемая при сгорании топлива энергия аккумулируется буферной емкостью. Таким образом, по завершению топки котла обогрев дома в течение 2-3 суток может осуществляться от буферной емкости, при условии, что правильно подобрана мощность котла и объема буферной емкости.

Какому же варианту защиты котла от перегрева следует отдать предпочтение? Самым надежным, позволяющим гибко использовать систему отопления, является вариант с буферной емкостью. Котел во время топки работает с максимальным КПД, экономится немалый объем топлива, увеличиваются сроки безаварийной эксплуатации котла, в морозы не приходится постоянно подкладывать топливо для поддержания в доме комфортной температуры.

Если говорить о недостатках системы отопления с буферной емкостью, то следует указать высокую стоимость самой аккумулирующей емкости. Ее цена соизмерима со стоимостью самого котла. Но эти затраты с лихвой окупятся уже через некоторое время.

Варианты защиты твердотопливных котлов от перегрева

Дешёвый и простой вариант защиты твердотопливного котла от закипания – источник бесперебойной подачи электроэнергии. Это инвертор и электрический аккумулятор.

Как работает источник бесперебойной подачи электроэнергии

Циркуляционный насос и вентилятор котла подключаются через инвертор к электросети. При отключении электроэнергии в сети инвертор начинает брать электроэнергию с аккумулятора, преобразуя её с 12 V в 220 V. При появлении электроэнергии в сети инвертор переключается и начинает заряжать аккумулятор.

Стоимость бесперебойника

Стоимость ИБП зависит от мощности инвертора и ёмкости аккумуляторов. Нам нужно обеспечить циркуляцию, поэтому смотрим характеристики циркуляционного насоса, который обеспечивает циркуляцию теплоносителя в котле.

В нашем случае это насос 25/40. Его мощность, если он работает на первой скорости 36 Вт. Вентилятор к ИБП мы подключать не будем, т.к. мы топим дровами, а при топке дровами вентилятор не нужен.

Используете вентилятор котла или циркуляционный насос работает у вас на других скоростях? Формула подбора аккумулятора ниже.

Расчёт необходимой ёмкости аккумуляторной батареи

Для определения необходимой ёмкости аккумулятора можно воспользоваться формулой:

E = P*T/K/U/Kкпд,
Е – Ёмкость аккумуляторной батареи, А/ч
K – Коэффициент глубины разряда аккумулятора (рекомендуем 0,7)
U – Напряжение аккумуляторной батареи, В
P – Мощность подключённых электроприборов, Вт
T – Необходимое время бесперебойной работы, ч
Kкпд -Кпд источника бесперебойного питания (принимается 0,8)

Пример: Потребляемая мощность 36 Вт, напряжение аккумуляторной батареи 12 В, требуемое время резерва 8 часов.

E = 36*8/0.7/12/0.8 = 42,85 А/ч

Аккумулятор ёмкостью 45 А/ч, стоит около 9 000 рублей. Инвертор мощностью 400-500 Вт будет стоить около 7 000 рублей. Цены даю на момент написания статьи – апрель 2020 года.

Чем грозит возникновение воздушных пробок

Наличие воздуха в магистралях не позволит обеспечить радиаторы требуемым количеством теплоносителя, а значит, отопительные приборы не выдадут требуемого тепла и температура помещения будет ниже желаемой. Шум, свойственный для преодоления воздушного препятствия в системе, не вызовет раздражения в дневное время, но ночью – он не даст уснуть. В местах образования пробок, внутренняя среда становится агрессивной, что способствует активному образованию ржавчины.

Самое неприятное – это перегрев. Наличие воздуха в теплообменнике или трубопроводе «подачи» тепла будет препятствовать движению теплоносителя, а повышение температуры может вывести из строя змеевик или насос.

Умение спустить воздух из котла или отдельных участков, позволит владельцам частных домов с автономным отоплением самостоятельно избавиться от пробок, предотвратив пагубные последствия, не прибегая к помощи сервисных служб.