پس از آشنایی با انواع مختلفمشعل های گازی، می توانید با اطمینان در مورد انتخاب دقیق مشعل مناسب برای اهداف خود تصمیم بگیرید.

تولیدکنندگان دیگ های گرمایش خانگی، با بهبود مستمر محصولات خود و ارائه عملکردهای جدید، در عین حال انتخاب دیگ مناسب و راه اندازی آن را دشوارتر می کنند. این به بیشترین میزان در مورد اتوماسیون دیگ بخار - و اکنون - صدق می کند دیگ های دیواریکه قبلا با یک پتانسیومتر کنترل می شد، اکنون اغلب با اتوماسیون داخلی جبران کننده آب و هوا عرضه می شود. با این حال، یک سیستم کنترل پیچیده تر همیشه به معنای قیمت بالاتر است. یک سوال منطقی مطرح می شود: "آیا این لازم است؟" برای کمک به مصرف کنندگان در پاسخ به این سوال، ما سعی خواهیم کرد عملکردهای اصلی اتوماسیون دیگ بخار را درک کنیم.

هدف از سیستم های کنترل برای دیگهای بخار خانگی اطمینان از ایمنی است. عملکرد صحیحتجهیزات و راحتی برای کسانی که در خانه یا آپارتمان زندگی می کنند. راحتی در مورد ما است دمای راحتو نیازی به هیچ اقدامی برای اطمینان از آن نیست (مثلاً به دیگ بخار بروید، رگولاتور را بچرخانید و غیره).
وضعیت ایمنی بسیار ساده و واضح است: چه سیستم کنترل در دیگ تعبیه شده باشد یا به طور جداگانه عرضه شود، همیشه دارای یک محدود کننده دمای ایمنی است. این دستگاه یک رله حرارتی است که باز شدن کنتاکت های آن در صورت افزایش دمای ایمن آب دیگ منجر به قطع سوخت رسانی به دیگ می شود. راه اندازی محدود کننده دمای ایمنی یک وضعیت اضطراری جدی است و حذف آن، یعنی. تعویض یا نصب مجدد ابزار ایمنیو راه اندازی دیگ نیاز به مداخله یک متخصص تعمیر و نگهداری دارد.
ناگفته نماند که ایمنی بالاترین اولویت را در بین سایر کارها دارد، بنابراین حد بالایی برای کنترل دمای آب دیگ تنظیم شده است تا به دلیل روشن بودن دما هرگز از حد مجاز فراتر نرود. از چه افزایش دما صحبت می کنیم؟
وضعیت قطع برق ناگهانی را تصور کنید: مشعل خاموش شد، پمپ گردش خونمدار دیگ متوقف شده است. دیگ بخار به یک سیستم ایزوله تبدیل می شود. در حین نصب در این سیستم تعادل حرارتی، دمای فلز کاهش می یابد و دمای آب چندین درجه افزایش می یابد. اگر قبل از این افزایش نزدیک به حداکثر مجاز بود، خرابی دیگ بخار در هنگام قطع برق تضمین می شود. میزان افزایش احتمالی دما به طراحی و جنس دیگ بستگی دارد و توسط سازنده اتوماسیون هنگام تعیین حد بالایی برای تنظیم دمای آب در دیگ در نظر گرفته می شود.
بیایید به هدف اصلی اتوماسیون دیگ بخار برویم: اطمینان از دمای راحت در اتاق های گرم. همانطور که مشخص است، زمانی که تعادل بین تلفات گرما و انتقال حرارت از وسایل گرمایشی برقرار می شود، دمای خاصی در یک اتاق برقرار می شود. در عین حال، برای حفظ یک مقدار دمای معین، هر گونه تغییر در اتلاف حرارت ناشی از تغییر آب و هوا باید با اصلاح مناسب دمای مایع خنک کننده یا جریان حجمی آن از طریق دستگاه های گرمایشی جبران شود. این مشکل به راحتی با کمک شیرهای ترموستاتیک نصب شده روی رادیاتورها یا کنوکتورها حل می شود، در حالی که دمای مایع خنک کننده ثابت می ماند. در این حالت، عملکرد اتوماسیون دیگ بخار به حفظ دمای تنظیم شده کاهش می یابد.
باید گفت که اکثر دیگهای بخار خانگی دارای یک واحد کنترل داخلی هستند و به هیچ چیز بیشتری نیاز ندارند: دمای تامین به صورت دستی تنظیم می شود، اگرچه به طور خودکار حفظ می شود. الگوریتم کنترل بسته به اینکه دیگ به کدام مشعل مجهز شده است متفاوت است: مدولاسیون، یک یا دو مرحله ای. در دیگ های بخار با مشعل تک مرحله ای، کنترل کننده دما به عنوان یک کلید آستانه عمل می کند که با رسیدن دمای منبع به مقادیر آستانه، مشعل را روشن و خاموش می کند. بین آستانه سوئیچینگ و
خاموش کردن، یک تفاوت مشخص مشخص شده است - پسماند سوئیچینگ (شکل 1). به عنوان یک قاعده، آستانه های روشن و خاموش به طور متقارن با توجه به دمای عرضه تنظیم شده دهانه θ قرار می گیرند به طوری که مقدار متوسط ​​دما در یک دوره طولانی با دمای تنظیم شده مطابقت دارد.
اگر حجم مایع خنک کننده در سیستم گرمایشی کم باشد و مصرف گرما به میزان قابل توجهی کمتر از قدرت مشعل باشد، دما پس از روشن کردن مشعل خیلی سریع افزایش می یابد. بر این اساس، خطر روشن شدن مکرر مشعل وجود دارد که می تواند بر عمر مفید آن نیز تأثیر بگذارد. این مشکل در حال رفع شدن است راه های مختلف. به عنوان مثال، استفاده از یک مقدار هیسترزیس متغیر با زمان (آریستون): در دقیقه 1 پس از روشن کردن آن 8، در دقیقه 2 - 6، و از دقیقه 3 شروع می شود - 4 K.
الگوریتم تغییر مقدار پسماند بسته به موقعیت در اتوماسیون کرومشرودر تعبیه شده است: در سطح خدمات تنظیمات سیستم کنترل، می توانید افزایش هیسترزیس (تا 20 K) و مدت زمان آن (تا 30 دقیقه) را تنظیم کنید. در بارهای حرارتی کم و بر این اساس، دوره های گرمایش کوتاه دیگ بخار، مقدار هیسترزیس افزایش یافته اعمال می شود. اگر برای زمان مشخص شدهآستانه خاموش شدن پسماند نرسیده است، مقدار پسماند به طور خودکار به صورت خطی به 5 K استاندارد کاهش می یابد.

یک رویکرد اساسی متفاوت در اتوماسیون بویلر Buderus استفاده می شود که از الگوریتمی به نام "سوئیچینگ پویا" توسط توسعه دهندگان استفاده می کند. هنگامی که دمای عرضه، افزایش یا کاهش، با مجموعه دمای تنظیم شده مقایسه می شود، سیستم شروع به محاسبه انتگرال تابع تغییر عدم تطابق در طول زمان می کند (منطقه سایه دار در شکل 2). وقتی انتگرال به مقدار تنظیم شده برسد مشعل روشن یا خاموش می شود. بدیهی است که با گرم شدن سریع دیگ، دمای سوئیچینگ بالاتر از گرمایش آهسته است. بنابراین، آستانه سوئیچینگ به طور خودکار با ویژگی های سیستم گرمایش و میزان مصرف گرما تنظیم می شود.
الگوریتم کنترل برای دیگ بخار با مشعل دو مرحله ای اساساً با آنچه در بالا مورد بحث قرار گرفت متفاوت نیست - بر این اساس فقط آستانه های سوئیچینگ دو برابر بزرگتر هستند (شکل 3).

در نهایت، مشعل تعدیل کننده اجازه می دهد تا کنترل تناسبی ثابتی از دمای عرضه داشته باشد، جایی که خروجی مشعل به طور خطی به عدم تطابق دما وابسته است. با این حال، چنین تنظیمی همیشه امکان پذیر نیست، زیرا برای بسیاری از مشعل های تعدیل کننده، قدرت به آرامی نه از صفر، بلکه از 30-40٪ از حداکثر مقدار تغییر می کند. اگر مصرف گرما در مدار گرمایش کمتر از این حد باشد، باز با تنظیم آستانه مواجه هستیم.
تا اینجا منظور ما این بود که دمای جریان به صورت دستی توسط یک پتانسیومتر روی تابلوی کنترل دیگ تنظیم می شود و به طور خودکار توسط سیستم کنترل آن حفظ می شود. با این حال، هدف سیستم گرمایش حفظ دمای راحت در اتاق است و منطقی است که این دمای خاص یک متغیر کنترل شده باشد. دستگاهی که دمای اتاق معین را حفظ می کند - ترموستات اتاق- اغلب به خود اتاق بسته می شود و در بسته اصلی تحویل دیگ گنجانده نمی شود. با این حال، از آنجایی که تنظیم از طریق کنترل عملکرد دیگ انجام می شود، ما ترموستات اتاق را نیز عنصری از اتوماسیون دیگ در نظر خواهیم گرفت.
کنترل عملکرد دیگ به منظور حفظ دمای تنظیم شده در اتاق می تواند توسط یکی از دو نوع کنترل انجام شود: دو حالته (روشن-خاموش) یا پیوسته. در حالت اول، الگوریتم کنترل مانند دیگ بخار با مشعل تک مرحله ای است. با این حال، در مقایسه با دمای آب دیگ، دمای اتاق در هنگام روشن و خاموش شدن دیگ بسیار کندتر تغییر می کند که می تواند به مرور زمان منجر به کارکردهای بزرگ شود. مقادیر آستانه. بنابراین، معمولاً برای سیستم های گرمایشی با دیگ های پرقدرت (بیش از 25-30 کیلو وات) کنترل روشن و خاموش توصیه نمی شود. برای جلوگیری از چنین اجراهایی در اتوماسیون کرومشرودر، به عنوان مثال، در سطح خدمات، می توان یک فاصله زمانی تاخیر برای روشن کردن مرحله دوم تنظیم کرد (شکل 3)، و بنابراین مرحله دوم بلافاصله پس از رسیدن به آستانه θon روشن می شود. 2، اما بعد از یک زمان مشخص. این یک فرصت اضافی برای سفارشی کردن کنترل کننده دما با ویژگی های یک سیستم گرمایش خاص است.

با تنظیم مداوم، عمل کنترل، دمای عرضه است که بسته به انحراف دمای اتاق از مقدار تنظیم شده تغییر می کند (شکل 4). نقطه تنظیم دمای اتاق دمایی است که برای کاربر راحت است و همیشه یکسان نیست - مثلاً دمای راحت برای خوابیدن زیر پتو چندین درجه کمتر از ساعات صبح یا عصر است و در طول روز اتاق ممکن است خالی باشد و آن را حفظ کنید درجه حرارت بالاهمچنین منطقی نیست عملکرد تنظیم و اجرای یک برنامه دمایی روزانه در اتاق به طور طبیعی خود را نشان می دهد. برنامه ریزی دمای روزانه اغلب برای روزهای مختلف هفته یا آخر هفته و همچنین برای موقعیت های خاص مانند مهمانی یا تعطیلات امکان پذیر است.
مقدار دمای واقعی توسط یک سنسور واقع در یکی از اتاق های خانه اندازه گیری می شود که یک مرجع است و حالت گرمایش را در تمام اتاق های دیگر خانه تعیین می کند. با این حال، هر چه تعداد اتاق های دیگر بیشتر باشد، این کار کمتر امکان پذیر می شود. گرمایش راحتبا اتصال آنها به یک مدار گرمایشی که توسط دمای اتاق مرجع کنترل می شود. برای کنترل دیگ بخار که آب را برای چندین مدار گرمایشی به طور همزمان گرم می کند ویژگی های مختلف، یک پارامتر ورودی مشخص مشترک برای این مدارها مورد نیاز است. می توان آن را بر اساس خوانش دما در اتاق های مرجع همه مدارها محاسبه کرد. با این حال، یک راه حل ساده تر و موثرتر رایج شده است: استفاده از دمای هوای خارج از ساختمان به عنوان یک پارامتر.

و در واقع: دمای تامین هر مدار گرمایشی که برای جبران اتلاف گرما در محل ضروری است، با روابط شناخته شده ای به دمای هوای بیرون مربوط می شود که در نمایش گرافیکی معمولاً نمودار گرمایش یا منحنی گرمایش نامیده می شود (شکل 5). ). تنها چیزی که باقی می ماند این است که این روابط را برای هر مدار خاص در الگوریتم عملیاتی سیستم کنترل دیگ بخار گنجانده شود. در اتوماسیون اکثر سازندگان، برای این کار باید یکی از منحنی های گرمایش ارائه شده را انتخاب کنید، اما رویکردهای دیگری نیز وجود دارد: به عنوان مثال، تنظیم کننده سیستم کنترل Buderus فقط باید دو نقطه را مشخص کند که اتوماسیون کل را محاسبه می کند. منحنی.
آیا سیستمی که دیگ را کنترل می کند و مدارهای گرمایشبا توجه به دمای خارجی، به تغییرات غیرمنتظره در تعادل گرما در اتاق های گرم واکنش نشان دهید، به عنوان مثال، به دلیل یک پنجره باز یا یک شومینه روشن؟ در بیشتر موارد، این امکان به صورت تنظیم خودکار (اغلب انتقال موازی) منحنی گرمایش مدار مربوطه بر اساس قرائت سنسور دمای اتاق ارائه می شود. علاوه بر این، بسیاری از تولیدکنندگان علاوه بر اتوماسیون وابسته به آب و هوا، پاسخگوی خواسته‌های کاربران دقیقی هستند که می‌خواهند نقش فعال‌تری در کنترل آب و هوای خانه داشته باشند. ترموستات اتاق. فقط توجه داشته باشیم که در این مورد همیشه خطر وجود دارد، در حالی که راحتی در اتاق مرجع افزایش می یابد و در اتاق های دیگر متصل به همان مدار گرمایش کاهش می یابد. علاوه بر این، ترموستات ها را نمی توان در اتاق مرجع استفاده کرد. وسایل گرمایشیاز آنجایی که آنها سیستم های کنترل مستقل با پارامترهای ورودی و خروجی مشابه اتوماسیون بویلر هستند.
چرا این همه پیچیدگی؟ چگونه کنترل وابسته به آب و هوا بهتر از طرح اولیه ای است که در ابتدا در نظر گرفتیم - یک دیگ بخار "دائمی" به همراه ترموستات در همه وسایل گرمایشی؟

طرفداران اتوماسیون جبران آب و هوا معمولاً به این واقعیت اشاره می کنند که قسمت اصلی فصل گرماتقاضای گرما بسیار کمتر از مقدار محاسبه شده است ، بنابراین گرم کردن مداوم مایع خنک کننده تا حداکثر دما اتلاف پول است. اما این دما نیست که هزینه دارد، بلکه گرمای تولید شده است، و اگر در دو مورد به همان میزان گرما مصرف شود، شاید همان مقدار گرما تولید شود؟ متأسفانه خیر، زیرا علاوه بر مصرف گرما، تلفات حرارتی همیشه وجود دارد که هر چه دمای مایع خنک کننده بیشتر باشد، بیشتر می شود (شکل 6). علاوه بر این، راندمان دیگ با افزایش کاهش می یابد دمای میانگینآب دیگ بخار این درصدها هستند که استدلال اقتصادی به نفع اتوماسیون حساس به آب و هوا را تشکیل می دهند. با این حال، با توجه به قیمت انرژی داخلی ما، این استدلال به راحتی با استدلال قیمت بسیار بالاتر خود اتوماسیون شکست می خورد.
بیایید برخی از عملکردهای اتوماسیون دیگ را نیز در نظر بگیریم که هدف آنها ایجاد راحتی نیست، بلکه اطمینان از طولانی ترین عملکرد بدون مشکل ممکن تجهیزات است. علاوه بر روش هایی که قبلاً برای جلوگیری از روشن شدن مکرر مشعل ها توضیح داده شده است، این گروه از عملکردها شامل حفظ حداقل دمای آب دیگ است. ساده ترین، اما با این وجود روش موثراجرای این تابع اصطلاحاً منطق پمپ است که بر اساس آن، در هنگام روشن بودن مشعل، هر زمان که دمای آب در دیگ بخار کمتر از آستانه مجاز باشد، پمپ سیرکولاسیون مدار دیگ متوقف می شود و تا این آستانه روشن نمی شود. فراتر رفته است.
اما اتوماسیون دیگ بخار می تواند نه تنها از دیگ بخار مراقبت کند. بنابراین، برخی از سیستم های کنترلی مجهز به عملکردی برای جلوگیری از مسدود شدن پمپ ها و شیرهای سه طرفه هستند: یک بار در روز (به عنوان مثال - دیگ های بخار Vaillant) یا در هفته (Buderus) همه پمپ های موجود در سیستم برای مدت کوتاهی روشن می شوند. تمام شیرهای سه طرفه نیز برای مدت کوتاهی به طور کامل باز می شوند و پس از آن به حالت قبل از این روش باز می گردند.
هنگام خواندن اسناد تولید کنندگان، این تصور به وجود می آید که توسعه دهندگان سیستم های کنترل دیگ بخار بر اساس این اصل عمل می کنند: ویژگی های بیشتر- خوب و متفاوت! درست است، اغلب معلوم می شود که همان توابع تحت نام های مختلف پنهان می شوند، تفاوت ها فقط در جزئیات است.

S. Zotov, Ph.D.
مجله «آکوا ترم» شماره ۲ (۵۴)، ۱۳۸۹