Принцип работы регулятора тяги твердотопливного котла

Твердотопливные котлы просты в исполнении и надежны. Однако конструкция не предусматривает никакой автоматики, и за процессом горения приходится постоянно следить.

Топливо сгорает неравномерно, возможен внезапный перегрев котла, либо наоборот: остывание. Наибольшая проблема – перегрев водяной рубашки, при котором возможно закипание теплоносителя. Это может привести к взрыву котла.

Для поддержания тяги необходимо вручную открывать и закрывать клапан подачи воздуха (дверцу зольника). Это неудобно, и не всегда возможно – не будете же вы постоянно сидеть возле печки. Процесс оптимизирует регулятор тяги для твердотопливных котлов. Он повышает экономичность (топливо сгорает эффективно) и безопасность (исключен перегрев воды в рубашке).

Для чего нужен регулятор тяги?

Интенсивность горения зависит не только от качества топлива. Необходимо обеспечить приток холодного свежего воздуха, насыщенного кислородом. Для этого в нижней части котла предусмотрен клапан подачи воздуха. В некоторых моделях его функцию выполняет дверца зольника.

Как это работает:

Манипулируя заслонкой дымохода и клапаном подачи воздуха, можно добиться интенсивной вертикальной тяги. Нагретые продукты горения (включая углекислый газ) естественным путем поднимаются по дымоходу, создавая в топке эффект разрежения.

Свежий воздух, насыщенный кислородом, всасывается через нижний клапан, поддерживая горение топлива. При максимальной тяге поддерживается высокая температура, топливо быстро сгорает. Во-первых, это не экономично. Во-вторых, существует риск закипания воды в котле.

Если тяга слабая, топливо не будет разгораться, теплоноситель останется холодным. В некоторых случаях (при неблагоприятных погодных условиях), для ускоренного розжига котла используют принудительное нагнетание воздуха. Например, с помощью вентилятора.

Любой экономный хозяин хочет поддерживать процесс длительного горения, когда топливо расходуется равномерно. Для того, чтобы не тратить время на постоянный контроль, твердотопливные котлы оснащаются автономным регулятором тяги.

Обычно в базовую комплектацию устройство не входит. Чтобы поддерживать нормальную комнатную температуру, регулятор устанавливается самостоятельно, как дополнительная опция.

Принцип работы регулятора

Поскольку подача воздуха в топку регулируется механически – с помощью клапана или зольной дверцы, необходим привод, который обеспечит необходимый угол открывания заслонки. Именно так работает регулятор тяги для котла.

В топочной камере устанавливается датчик температуры, который передает исполнительному устройству команду на открытие (закрытие) воздушного клапана. При сильном нагреве – заслонка прикрывается, уменьшая интенсивность горения.

Как только температура нормализуется – клапан снова открывается, раздувая пламя. При высокой скорости реакции, регулятор тяги для твердотопливных котлов многократно повышает экономичность. Топливо горит только тогда, когда это действительно необходимо.

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.

Установка и настройка регулятора тяги на твердотопливный котел своими руками

Конструкция позволяет подключить устройство самостоятельно, нет необходимости тратить деньги на вызов специалистов.

Монтаж механического регулятора

Большинство твердотопливных котлов изначально рассчитаны на эту опцию. В верхней части корпуса должна быть монтажная гильза стандартного размера.

В таких котлах заслонка сразу оптимизирована для подключения тяги. Вам остается вытащить заглушку из гильзы, установить регулятор, и соединить цепь с поднимающейся заслонкой.

В зависимости от расположения гильзы, регулятор может быть установлен вертикально или горизонтально – на качество работы это не влияет.
Затем, регулируя натяжение цепи и положения винтовой рукоятки, производится калибровка. Это может занять много времени – до нескольких дней. Вы должны понять, как меняется температура в помещении, в зависимости от настройки.

Установка механического регулятора тяги – видео инструкция

Подключение и регулировка электронного модуля

Блок управления может устанавливаться где вам удобно: насколько хватит соединительного кабеля. Главная сложность – монтаж вентилятора. Его можно врезать в заслонку, или установить переходную пластину из негорючего материала.

Настройка датчиков производится по инструкции, которая есть в комплекте. В любом случае, окончательная калибровка выполняется после ходовых испытаний в течение нескольких дней.

Работа котла с электронным регулятором тяги Unister – видео

Разумеется, при использовании электронного регулятора, необходимо позаботиться о бесперебойном энергоснабжении.

Для отопления загородного домовладения в настоящее время в основном используется природный газ. Но стоит он дорого, а кроме этого, газоснабжение имеется не в каждом населенном пункте, поэтому многие хозяева частных домов, особенно в сельской местности, отдают предпочтение твердотопливным приборам. Для поддержки комфортной температуры в котлы устанавливают регуляторы тяги.

Сила тяги котлов на твердом топливе

Во многом сила тяги зависит от:

• сечения дымоходной системы;
• погодных условий в регионе;
• температуры дымовых газов.

Одновременно следует отметить, что влияние перечисленных параметров на работу котлов отличается. В первую очередь необходимо обращать внимание на условия их функционирования в каждом отдельном случае.

Рекомендации по эксплуатации твердотопливных котлов

Чтобы оборудование работало стабильно, вышеназванные параметры следует поддерживать на оптимальных значениях. Даже небольшое отклонение влияет на процесс горения и выработку тепловой энергии.

Обычно сбои в работе наблюдаются у твердотопливных приборов. Непосредственно на силу тяги также влияет тип котла. В процессе функционирования газовых агрегатов ее колебание незначительно. Кроме этого, у дымового газа наблюдается стабильная температура. Кратковременное изменение силы тяги происходит только в процессе прогрева дымохода.

Что касается работы твердотопливного котла, то в этом случае отмечаются различные показатели. Это объясняется применением разных видов топлива – угля, опилок, торфа, дров и т.д. Разница показателей также объясняется типом твердотопливного прибора.

В процессе его функционирования может происходить как снижение тяги, так и появление гипертяги, признаком которой является повышенный расход твердого топлива, задымление помещения и сильный шум. Решить данную проблему можно с помощью регулятора тяги для твердотопливных котлов. Это устройство позволяет компенсировать особенности отопительного агрегата, топлива и дымохода.

Принцип работы регулятора тяги

Монтируют регулятор горения для твердотопливного котла непосредственно в дымоход. Его функциональное назначение – подача воздуха в топку. В случае его резкого порыва он защищает отопительную систему от задувания пламени в топливнике. Если наблюдается недостаток кислорода, он обеспечивает его подачу с целью равномерного сгорания твердого топлива.

В основе работы регулятора лежит термомеханический принцип. Его конструкция представляет собой герметичный баллон. Когда носитель тепла нагревается до нужной температуры, на заслонку поступает сигнал, что приводит к уменьшению объема подаваемого воздуха.

После этого оборудование переходит в режим продолжительного горения. Данное устройство пригодно для всех твердотопливных агрегатов. Зависимости от вида используемого топлива нет.

Виды устройств для регулировки горения

В продаже можно встретить автоматический и механический регулятор тяги для твердотопливных котлов. Обычно потребители приобретают второй вид устройств. Объясняется такой выбор, тем, что для работы автоматических систем требуется электрическая энергия и агрегат становится зависимым от наличия стабильного электропитания.

Автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов может доставлять немало проблем при эксплуатации. Кроме этого, повысятся финансовые расходы. Для отопительного агрегата отлично подойдет и механическое устройство.

Заслуженную популярность приобрели секционные чугунные агрегаты, которые считаются лучшим выбором для загородных домовладений. Наличие регулятора позволяет жильцам частного дома не наблюдать постоянно за воздушной заслонкой, а доступная цена на твердое топливо делает стоимость теплоснабжения экономичным.

Современным устройством для регулировки тяги является изделие ТМ ESBE. Оно предназначается для корректировки температурного режима в твердотопливных приборах за счет подачи воздуха. Ему не требуется подключение электроснабжения, и его установка отличается простотой.

Температуру агрегата измеряет головка термостатического механизма. Настройка регулятора тяги для твердотопливных котлов в этом случае выполняется за счет изменения положения воздушной заслонки посредством цепи и рычага.

Улучшением его конструкции считается укороченная гильза, удобная для наблюдения шкала выставляемой температуры и усовершенствованная рукоять. Именно эти изменения соответствуют современным требованиям, предъявляемым к отопительному оборудованию на дровах.

Преимущества и недостатки регуляторов тяги

Эти устройства имеют как достоинства, так и недостатки.

Среди преимуществ значатся:

1. Низкая цена на устройства. Их стоимость зависит от компании-производителя и модели.
2. Механический регулятор тяги для твердотопливных котлов – тягорегулятор функционирует автономно, вне зависимости от электроэнергии.
3. Топливо на него доступное.
4. Работает долго и качественно.

Недостатки также имеются:

1. Топлива хватает на непродолжительное время.
2. Загружают его самостоятельно.
3. Нужна дополнительная площадь, чтобы хранить топливо.

Если планируется приобретение агрегата на твердом топливе, то после его подключения к отопительной системе непременно станет вопрос, как настроить регулятор тяги для твердотопливных котлов правильно, поскольку это влияет на КПД и расход топлива. Лучше это доверить специалисту.

Котлы, использующие твёрдое топливо (уголь, дрова, торф и т.п.) занимают особую нишу на рынке отопительного оборудования. Они особенно востребованы (а иногда и незаменимы) в регионах, куда ещё не дошли блага цивилизации, такие как газ или электричество.

Эксплуатация котла данного типа не требует особых знаний или навыков (по большому счёту это та же печка), если котельное оборудование смонтировано и отрегулировано по всем правилам.

Прежде всего, должна быть обеспечена хорошая тяга дымовой трубы, так именно она играет ключевую роль не только в эффективной работе агрегата, но и в противопожарной безопасности. О тяге и механизме её регулирования и пойдёт речь.

Тяга дымохода: зачем она нужна как регулируется?

При сгорании твёрдого топлива образуются продукты горения. Часть из них остаётся в топке в виде золы, другая часть превращается в дым, который нужно вывести из помещения через трубу дымохода. Чтобы дым пошёл именно в трубу, а не в дом, нужно создать определённые условия, а именно хорошую тягу.

Тяга в дымоходе создаётся за счёт перепада температуры на его протяжении, то есть на входе и на выходе. Чем выше эта разность, тем сильнее вентиляционный эффект. Таким образом, за счёт тяги обеспечивается не только удаление дыма, но и вентиляция всего помещения.

Под хорошей тягой понимается не её сила, а её оптимальное значение. Слишком слабая тяга может привести к затуханию пламени в топке, слишком сильная – к неоправданно быстрому сгоранию топлива и, как следствие, к снижению КПД системы отопления. Вот почему регулировка тяги является существенным условием эффективной работы твёрдотопливного котла.

Подачу воздуха в камеру сгорания котла можно регулировать вручную, регулярно открывая и закрывая дверцу зольника. Однако разумней будет доверить эту операцию автоматике, а именно регулятору тяги для твердотопливных котлов. Его задача – контроль над подачей нужного количества воздуха (а значит и кислорода) в топку. Тогда процесс горения будет протекать по заданной схеме, оптимизируя теплоотдачу заложенного в котёл топлива.

Автоматический регулятор тяги с механическим приводом

Механический регулятор тяги обеспечивает дозировку подачи воздуха в топочную камеру в зависимости от степени нагрева теплоносителя, благодаря чему меняется интенсивность горения топлива. Этим достигается существенная экономия энергоресурсов (от 15 до 30%, в зависимости от вида топлива) и поддержание заданной температуры. Преимущество данного прибора состоит в том, что он не требует подключения к электричеству, не сложен в исполнении и неприхотлив в эксплуатации.

Устройство и принцип работы

Как уже отмечалось, с конструктивной точки зрения регулятор довольно прост. Его основными частями являются:

• корпус;
• рычаг;
• гильза;
• рукоятка со шкалой;
• терморегулятор;
• металлическая цепочка.

В зависимости от конструкции котла регулятор устанавливается либо на верхней, либо на фронтальной, либо на боковой панели в специально предусмотренное для этого гнездо. При этом обеспечивается контакт гильзы с теплоносителем.

Находящийся в гильзе термостат реагирует на температуру теплоносителя и приводит в действие рычаг с закреплённой на нём цепочкой. Другой конец цепочки крепится к воздушной заслонке зольника, которая регулирует подачу воздуха в камеру сгорания.

При повышении температуры воды в отопительном контуре поступление находящегося в воздухе кислорода в топку ограничивается, за счёт чего интенсивность горения снижается. И наоборот, с понижением температуры приводной механизм открывает дверцу заслонки шире, увеличивая поступление кислорода и, соответственно, усиливая скорость сгорания топлива.

Критерии выбора

Для правильного выбора регулятора тяги для твердотопливных котлов нужно ознакомиться с его техническими параметрами, такими как:

• температурный диапазон работы терморегулятора;
• рабочий ход рычажного привода цепи, который следует сопоставить с перемещением заслонки зольника котла;
• максимальное усилие, развиваемое цепным приводом регулятора – оно должно быть больше веса воздушной заслонки;
• диаметр резьбового соединения, который должен совпадать с диаметром посадочного гнезда (в противном случае целесообразно заранее побеспокоиться о подходящем переходнике).

Выбирая регулятор, грамотный покупатель обязательно поинтересуется, возможно ли заменить (отремонтировать) его приводной механизм без опорожнения системы отопления, так как не все модели регуляторов обладают этой функцией.

Автоматический регулятор тяги с электрическим приводом

Обладателей дорогостоящих твёрдотопливных котлов могут заинтересовать регуляторы горения с электроприводом, которые обладают более богатым функционалом и эстетикой по сравнению с механическими собратьями. В частности, эти приборы обеспечивают более точную регулировку тяги, позволяют получать уведомления о возникновении нештатной ситуации (в виде звукового сигнала или удалённой сигнализации), управлять циркуляционным насосом (если таковой установлен в системе отопления). На дисплее отражается текущая температура теплоносителя.

Для установки датчика температуры не требуется делать врезку в котёл или отопительный контур: его можно прикрепить на любой стороне агрегата либо на выходном трубопроводе с помощью специальной теплопроводной пасты. Воздушная заслонка приводится в движение шаговым двигателем, управляемым микропроцессором. Все настройки удобно выведены на три кнопки управления. Напряжение на блок управления подаётся через адаптер 220/6 В, потребляемая мощность находится в пределах 5 Вт.

Всё бы хорошо, но вот цена на автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов может составить до 25% стоимости самого котла. Стоит ли овчинка выделки – личное дело каждого.

Видео