Автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов

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 эффективного функционирования отопительного агрегата, работающего на дровах, угле или других видах твердого топлива, необходимо корректировать интенсивность горения. С этой целью традиционно приоткрывали или закрывали дверцу зольника, увеличивая или уменьшая поток воздуха, попадающего в топку. Регулятор тяги для твердотопливных котлов дает возможность обойтись без ручного управления агрегатом, поддерживая стабильную температуру теплоносителя.

Регулятор тяги для твердотопливного котла

Принцип работы

Механический регулятор тяги устанавливается таким образом, чтобы его нижняя часть контактировала с теплоносителем.

В число основных компонентов устройства входит:

• цилиндрический корпус;
• термостатический элемент;
• рычаг;
• цепочка, соединяющая дверцу зольника с рычагом.

Функционирует устройство следующим образом:

1. жидкость в термостатическом элементе нагревается, контактируя с нагревающимся теплоносителем;
2. благодаря расширению рабочей среды в термостатическом элементе, исполнительный механизм перемещает рычаг;
3. при перемещении рычага ослабляется цепочка и заслонка начинает закрывать отверстие;
4. за счет уменьшения потока воздуха в топку, интенсивность горения топлива снижается;
5. теплоноситель остывает и вместе с этим сжимается рабочая среда в термостатическом элементе;
6. рычаг перемещается вверх, приоткрывая заслонку;
7. регулировка выполняется циклически до полного прогорания топлива, при остывании теплоносителя рычаг поднимает заслонку в верхнее положение.

Устройство регулятора тяги

На торце устройства расположена рукоятка настройки. Она ограничивает ход рычага, определяя крайнее положение воздушной заслонки. Это дает возможность задать определенную температуру теплоносителя, которая будет поддерживаться в автоматическом режиме.

Обратите внимание! На твердотопливный котел можно установить автоматический регулятор тяги, в состав которого входит датчик температуры, электронный контроллер и вентилятор, по мере необходимости нагнетающий воздух в камеру сгорания. Но использование такого оборудование делает котел энергозависимым, что принципиально в условиях отсутствия электроснабжения или нестабильной подачи электричества. Автоматикой снабжаются пеллетные и пиролизные агрегаты.

Функции регулятора

Терморегулятор для твердотопливного котла не дает содержимому водяной рубашки закипеть и спровоцировать взрыв из-за резкого повышения давления в отопительной системе. Таким образом, отсутствие устройства для автоматической регулировки нагрева теплоносителя делает эксплуатацию котельного агрегата небезопасной – от человека, отвечающего за работу котла, требуется постоянное повышенное внимание к режиму работы оборудования.

Важно! Снизить риск взрыва твердотопливного котла помогает установка теплоаккумулятора, который отбирает излишки тепла. Но объем резервуара должен соответствовать мощности агрегата, иначе вода в нем также может закипеть.

У тягорегулятора есть и другие функции, помимо защиты теплоносителя от закипания:

• устройство помогает поддерживать определенную температуру нагрева воды в системе отопления в зависимости от потребности помещений в тепле (в морозы необходим нагрев до максимальных температур, в межсезонье и в периоды оттепелей степень нагрева теплоносителя снижают);
• меняя интенсивность подачи воздуха можно увеличить время сгорания одной закладки топлива (но при этом условия горения далеки от оптимальных и КПД котла снижается).

Чтобы избежать закипания теплоносителя, вместо регулятора на твердотопливный агрегат можно установить предохранительный клапан. Он позволит в автоматическом режиме сбрасывать давление, если оно превысит установленное значение. Однако клапан рассчитан на разовые аварийные срабатывания – он выйдет из строя, если теплогенератор будет регулярно нагреваться до критических температур. Кроме того, без регулятора тяги корректировать нагрев теплоносителя придется вручную.

Виды регуляторов и особенности выбора

Если твердотопливный отопитель в базовой комплектации не оборудован регулятором тяги, устройство придется установить самостоятельно.

Обязательным условием для этого является:

• наличие специальной гильзы, вмонтированной в водяную рубашку (гильза может располагаться на верхней, фронтальной или боковой части корпуса);
• дверца зольника, открывающаяся вверх.

От места расположения гильзы зависит тип устройства – выпускаются модели, работающие только в вертикальном положении (монтируются сверху на корпус), только в горизонтальном положении (крепятся на фронтальную или боковую панель) и универсальные.

Слева котёл с возможностью установки регулятора, справа — с ручным управлением

При выборе модели обратите внимание на следующие параметры:

• усилие, которое развивает привод (значение указывается в паспорте, его должно быть достаточно для подъема дверцы зольника);
• температурный диапазон нагрева теплоносителя (60-90°С);
• рабочий ход привода (его должно быть достаточно для полного открывания и закрывания заслонки);
• тип резьбового соединения на корпусе – он должен соответствовать резьбе в гильзе котельного агрегата (обычно это 3/4″).

Конструкция регулятора тяги может предусматривать ремонт или замену исполнительного механизма без демонтажа самого устройства и слива теплоносителя из водяной рубашки котла. У таких моделей погружная гильза выполняется съемной.

Правила установки и подготовки к работе

Установка регулятора тяги на твердотопливный котел выполняется самостоятельно, если агрегат изначально им не укомплектован. Устройство нуждается в правильной настройке.

Перекрыв все отсечные краны, нужно слить теплоноситель из водяной рубашки

Монтаж регулятора в большинстве случаев требует слива теплоносителя из водяной рубашки. Чтобы не сливать воду из всей системы, перекройте соответствующие отсечные краны. Затем удалите из гильзы на корпусе котла заглушку и ввинтите регулирующее устройство, не подсоединяя к нему цепочку. Затем вновь заполните водой систему.

Настройка выполняется в несколько этапов:

1. Откройте дверцу зольника (не прикрепляя к ней цепочку).
2. Ослабьте винт-фиксатор, расположенный на регулировочной рукояти.
3. Выберите температурный режим и установите рукоять в соответствующее положение (к примеру, 60°С).
4. Подсоедините цепочку к рычагу.
5. Растопите котел при открытой дверце зольника, дождитесь нагрева теплоносителя до 60 градусов (следите за показаниями котельного термометра).
6. Прикройте дверцу с таким расчетом, чтобы она была приоткрыта на 2 мм.
7. Закрепите свободный конец цепочки, натянув ее (допустимый свободный ход – 1 мм).
8. Затяните на рукояти фиксирующий винт.

Обратите внимание! Регулятор с универсальной установкой имеет две шкалы настройки – для вертикального и горизонтального положения, они маркируются разным цветом. Важно правильно выбрать шкалу для настройки устройства.

Установленный термостатический регулятор необходимо протестировать на всех температурных режимах, включая максимальный, чтобы убедиться в исправности устройства и его правильной настройке. Твердотопливные котлы отличаются большой инерцией – изменение интенсивности горения угля или дров происходит плавно и еще медленнее снижается или повышается нагрев теплоносителя. Поэтому после закрывания заслонки проходит определенное время до того момента, когда теплоноситель в системе начинает остывать. По этой причине, проверяя настройки регулирующего устройства, не спешите вносить коррективы.

Из этого следует

Даже простой механический регулятор способен повысить удобство и безопасность эксплуатации твердотопливного котла. Они не отличаются высокой точностью, но помогут поддерживать комфортную температуру в доме, экономить топливо.

В любом оборудовании для отопления помещений, которое работает на дровах, угле или другом твёрдом топливе, необходимо устанавливать приспособление для регуляции интенсивности работы. В классическом варианте таких устройств контроль температуры требуется выполнять вручную с помощью закрывания или открывания дверцы зольника, специальной заслонки и тому подобного. Но для автоматизации процесса необходимо установить регулятор тяги для твердотопливных котлов.

Принцип действия

Изменяет автоматически температуру котёл благодаря, прежде всего, термостату, помещённому в цилиндрический корпус. С помощью ручки и цепи корпус, в свою очередь, механически прикреплён к дверце зольника. Сам термостатический элемент выглядит как колба, наполненная жидкостью, которая существенно расширяется при нагревании. Термостат находится снизу цилиндрического корпуса, непосредственно в той части, что присоединяется к водяному контуру котла, поэтому элемент контактирует с теплоносителем.

Технологически работа регулятора выглядит следующим образом:

• при увеличении температуры датчик (термостат) реагирует на неё и ослабляет пружину, расположенную внутри цилиндрического корпуса, которая, в свою очередь, соединена с рычагом и цепью;
• рычаг опускается и соответственно закрывается заслонка, а тяга уменьшается;
• в связи с тем, что воздуха становится меньше, горение замедляется;
• процесс повторяется.

На цилиндрическом корпусе устанавливается рукоятка регулировки температуры. Если выставить определённое ограничение, то рычаг не будет опускаться ниже этой нормы, поэтому и температура не будет уменьшаться.

Кроме механических вариаций регулировщиков температуры, есть и автоматические. Они имеют дополнительно вентилятор для нагнетания воздуха. Но, в отличие от механических, требуют подключения к сети.

Функция регуляторов

Регулятор температуры выполняет очень важную функцию в твердотопливных котлах. Все агрегаты на дровах или угле в обязательном порядке должны иметь водяную рубашку. Если температуру воды не регулировать, то она попросту закипит, поэтому механические или автоматические регуляторы — очень важный и необходимый элемент твердотопливного котла.

Автоматические термодатчики защищают котёл от перегрева, поломок, тем самым предотвращают взрыв котла.

Если вода закипает, давление повышается, происходит взрыв. Поэтому, если твердотопливный котёл имеет только ручную заслонку для регуляции температуры, он представляет собой устройство повышенной опасности. Альтернатив — установка дополнительной ёмкости, куда будет уходить лишнее тепло, но такой вариант не идеален и может давать сбои, хотя как-то будет защищать котёл от перегрева.

Автоматический регулятор тяги для твердотопливных котлов будет выполнять всю работу за человека без его непосредственного участия. Он в нужное время закроет на необходимый уровень заслонку и не допустит закипания воды в рубашке устройства. Нужно учитывать и то, что температура некоторое время ещё будет возрастать, но процесс увеличения градусов остановится.

Кроме основных преимуществ регулятора тяги, есть и другие:

1. С помощью регулятора можно установить максимальную температуру. Особенно это удобно осенью или ранней весной, когда температура необязательно должна держаться в пределах +80…+90°С. Можно установить +60°С, и этого будет достаточно.
2. При закрытии заслонки уменьшается скорость горения, это способствует экономии на топливе. Но такие действия немного снижают КПД устройства.

Иногда в качестве альтернативы устанавливают предохранительный клапан, который срабатывает при высоком давлении. Но такой способ не панацея, так как через 2−3 срабатывания клапан зачастую начинает течь от перегрузки, поэтому идеальным вариантом будет установка регулятора тяги на котёл.

Советы по выбору прибора

В специализированных магазинах есть огромный выбор твердотопливных котлов. И, как ни странно, даже сегодня можно найти модели без автоматики. Большинство таких «древних» устройств оборудованы только гильзой, вмонтированной внутрь теплообменника. Установка регулятора тяги на твердотопливный котёл такого типа обязательна. Это предотвратит повышение температуры до критической и сделает конструкцию более безопасной.

В связи с этим необходимо обращать внимание на наличие в конструкции гильзы и заслонки, поднимающейся вверх.

При выборе механизированного регулятора тяги требуется придерживаться следующих рекомендаций:

• мощность термостата должна соответствовать весу створки для её успешного поднятия;
• возможность регулирования температуры лучше выбирать в диапазоне от +60 до +90°С;
• угла поворота рычага должно хватать на полное открытие и закрытие створки;
• резьба в котле должна соответствовать резьбе регулятора тяги, чтобы свободно скрепить две части вместе.

Процесс отопления с использованием современных механизированных и автоматических регуляторов тяги стал на сегодняшний день легким и удобным

При выборе регулятора следует также обратить внимание на положение, в котором он может работать, так как гильза может быть расположена сбоку или сверху. Есть модели, которые могут работать в любом положении.

Установка и настройка

При установке заводского или самодельного регулятора тяги для котла необходимо слить всю жидкость с водяного контура. Если в системе есть закрывающиеся краны, то сделать это несложно, и никаких проблеме с установкой не возникнет. Если таких кранов нет, то сливать нужно будет всю воду или антифриз.

Установить регулятор в котёл несложно. Достаточно выкрутить с гильзы заглушку и вкрутить на её место регулятор.

Чтобы настроить конструкцию, необходимо следовать таким рекомендациям:

1. Зажечь котёл.
2. Открыть дверцу, не присоединяя цепочку регулятора.
3. Рукоятка выставляется на ограничение нужной температуры, к примеру, +80°С.
4. Когда температура поднимется до +80°С, необходимо прикрепить цепь к заслонке, при этом она должна быть закрыта максимум на 2 мм.
5. Зафиксировать конструкцию.

Дальше работа конструкции проверяется от максимальной до минимальной температуры.

Таким образом, можно сделать вывод, что лучше иметь примитивную автоматику для твердотопливного котла, чем вообще её не иметь. Устройство монтируется несложно, стоит немного, а предохраняет от взрыва достаточно хорошо.