Как работает автоматика безопасности газовых котлов

Как работает автоматика безопасности газовых котлов

Бытовые котлы отопления, использующие природный и сжиженный газ, не нуждаются в постоянном контроле со стороны пользователя. За горением и поддержанием требуемой температуры теплоносителя следят электронные и механические блоки, вмонтированные в любой теплогенератор производителем. Наша задача – разъяснить, как работает автоматика для газового котла и какие виды устройств применяются в современных водогрейных установках.

Назначение, принцип действия и устройство клапана

Электромагнитные устройства применяют, чтобы быстро осуществлять дистанционное управление газопроводной системой в качестве регулирующей и запорной арматуры. Они обеспечивают признаваемую вполне достаточной безопасность при транспортировке и использовании природного газа. Повсеместное распространение электромагнитных автоматических соленоидных приспособлений в качестве запорной и регулирующей арматуры затронуло не только промышленные объекты и магистральные газопроводы, но и бытовую сферу. Их устанавливают на такие бытовые приборы, как газовые колонки и котлы, а также на газовые баллоны и при установке на автомашину ГБО.

Внутри соленоидных устройств возможна установка фильтров, позволяющих производить дополнительную очистку природного газа от содержащихся в нем примесей. При возникновении утечки природного газа, когда мгновенно произойдет изменение давления в системе, автоматика молниеносно перекроет подачу рабочей среды, исключив распространение токсичного вещества, представляющего огромную угрозу для здоровья.

Обратите внимание! Применить соленоидное устройство можно также в качестве отсекателя: разместив на месте ввода газопровода, добиваются прекращения подачи природного газа, если в этом возникнет необходимость.

Работают они таким образом. Пока не подано электрическое напряжение, устройство остается статичным, катушка обесточена, механическим воздействием пружины обеспечивается герметичное соприкосновение мембраны или поршня клапана с седлом. Подавая электрическое напряжение на катушку, добиваемся открытия клапана, происходящего под воздействием, порождаемым магнитным полем, возникающим в катушке, на плунжер, который втягивается в нее.

При подаче электричества клапан автоматически перекрывает подачу газа в сеть

Электромагнитные устройства для регулировки подачи газа составлены такими элементами:

• корпусом;
• крышкой;
• мембраной (поршнем);
• плунжером;
• штоком;
• пружиной;
• электрической катушкой (соленоидом).

Для изготовления корпусов и крышек могут быть использованы различные материалы:

• металлы и сплавы (принято использование чугуна, нержавейки, латуни);
• полимеры (прибегают к применению нейлона, полипропилена, эколона и т. п.)

Для изготовления плунжеров и штоков требуются особые магнитные материалы. Для катушек предусматривается изготовление корпуса, защищенного от проникновения пыли или полностью герметичного. Чтобы обмотать соленоиды, применяют высококачественный эмалированный провод, на который идет электротехническая медь.

К газопроводу электромагнитные устройства подключаются резьбовым или фланцевым соединением. Подключение к электросети производится посредством штекера.

Технология монтажа газосигнализатора

Установить бытовой сигнализатор газа можно своими руками. Необходимо определить место расположения датчика, установить его и подвести питание, после чего подключить дополнительное оборудование. Подробная инструкция по монтажу и схема подключения указаны в паспорте конкретного устройства. Расположение газосигнализатора определяется заранее — еще на этапе проектирования системы газификации.

Специалисты напоминают: при установке газосигнализатора необходимо учитывать все требования нормативных документов. Регулируют этот вопрос соответствующие пункты таких нормативных актов:

• Федеральный закон N 384-ФЗ;
• СНиП 42-01-2002;
• СП 62.13330.2011;
• СП 41-108-2004.

Если есть сомнения в собственных силах, недостаточно знаний для выбора места для размещения датчика, лучше пригласить газовщиков.

При установке газосигнализаторов нужно следовать инструкции, строительным нормам и правилам

Сигнализатор ставят в местах, где наиболее вероятна утечка газа — рядом с котлом, газовой колонкой для горячего водоснабжения, счетчика, кухонной плиты. Максимальное расстояние от датчика до газового оборудования — 4 м. Запрещается размещать приборы в таких местах:

• вблизи источников открытого огня, газовых горелок, духовок; расстояние должно быть не менее 1 м;
• рядом с местами, способными стать источниками появления капель жира, частиц пыли, пара или пепла;
• рядом с окнами, неизолированными дымоходами или вентиляцией;
• вблизи лако-красочных составов, растворителей, горючих и топливных материалов.

При определении высоты установки сигнализатора необходимо учитывать вид прибора, поскольку датчики, реагирующие на разные газы (CH4, C3H8, СО), определяют плотность воздуха и газа. Ориентироваться следует на такие расстояния:

• для датчика, определяющего СО (окись углерода), — 1,8 м выше пола, но не ниже 0,3 м до потолка;
• C3H8 (пропан) — максимум 0,5 м от пола, а если есть какие-либо заметные углубления, необходимо позаботиться об установке дополнительного датчика;
• CH4 (метан) — 0,5 м от потолка;
• CH4 и СО (комбинированный) — 0,3 м-0,5 м до потолка.

Способ крепления может отличаться в зависимости от модели, но, как правило, бытовые газосигнализаторы крепят с помощью дюбелей. Обычно для установки датчиков в корпусе предусмотрены специальные отверстия. Перед монтажом обязательно следует внимательно ознакомиться с паспортом изделия.

В паспорте каждой модели указаны температуры, при которых возможна эксплуатация прибора. Длительное хранение в условиях низких температур может сказаться на работоспособности сигнализатора. Чтобы ее восстановить, нужно оставить прибор в помещении на 3-4 часа при комнатной температуре. В руководствах по эксплуатации некоторых сигнализаторов на СО описана процедура восстановления нулевого порога. Обычно она занимает несколько минут.

Особое внимание уделите температурному режиму эксплуатации, в некоторых случаях необходимо выдержать прибор при комнатой температуре

Назначение газового клапана

Применяются электромагнитные автоматические газовые клапана очень широко, как в быту, так и в промышленных целях. Такой механизм марки “Lovato” серии ВН чаще всего используют в быту для контроля подачи газа на бытовые приборы, такие как газовый котел, колонка. Так же их устанавливают на вводе газопровода для отсекания подачи топлива при необходимости.

Магнитный узел “Lovato” серии ВН работает как обычный кран, который позволяет перекрыть ход газа нажатием кнопки. Такие автоматические регулирующие устройства делают использование природного газа гораздо безопаснее.

В случае утечки, электромагнитный клапан может быстро, а, главное, в автоматическом режиме, перекрыть трубопровод и не допустить наполнения помещения токсичным, опасным для жизни веществом.

Газовый клапан автоматически перекрывает подачу газа на трубопроводе в аварийных ситуациях

Магнитный дроссель “Lovato” серии ВН используют не только для монтажа и безопасности бытовых газопровода. Их применяют для обустройства газовых баллонов, а так же в процессе установки автомобильного газо-балонного оборудования.

Стоит так же отметить, что внутри клапана находятся фильтра, которые позволяют очищать топливо от дополнительных примесей.

Устройство газового клапана

Электромагнитный газовый клапан “Lovato” серии ВН состоит из седла и затвора. По внешнему виду определяется вид затвора устройства. Он может напоминать поршень или тарелку. Затвор – это своего рода мембрана, функцией которой, как раз, и является открытие или закрытие хода газа. Затвор устанавливается на сердечник, подсоединенный к электромагниту и передающий электрические импульсы от одного устройства к другому.

Сам магнитный механизм находится снаружи клапана в верхней его части. Получая электрический импульс, он создает магнитное поле, которое и «дает команду» мембране перекрыть подачу газа.

Схема устройства электромагнитного газового клапана

Получив электрический импульс, магнитный механизм начинает втягивать катушку, создавая направление, по которому движется затвор. С другой стороны штока катушки находится пружина, функцией которой будет оттянуть мембрану в привычное положение после отключения тока.

Именно сила тока позволяет контролировать степень открытия клапана на газопроводе. Чем сильнее электрический импульс, тем выше сопротивление магнитного поля пружине.

Устройство и принцип действия газового электромагнитного клапана (видео)

Виды и особенности

Магнитные газовые клапана “Lovato” серии ВН очень разнообразны по принципам работы и особенностям своего применения. Существует несколько видов и способов классификации данного устройства.

• нормально открытые (НО). Данная группа клапанов, после отключения подачи тока остается в открытом положении. Их используют на тех трубопроводах, где топливо должно подаваться постоянно и перекрываться лишь в экстренных случаях;
• нормально закрытые (НЗ). Такие устройства прямо противоположны предыдущей подгруппе. Из задача перекрыть подачу газа после исчезновения электрического импульса. Их удобно устанавливать на бытовые газовые приборы, к примеру, водонагревательные колонки;
• универсальные – после отключения электричества могут оставаться как в закрытом, так и в открытом положении.

Принципы движения затворов:

• прямое действие предусматривает приведение в действие затвора исключительно движением сердечника;
• непрямое действие предполагает, что затвор может быть приведен в действие не только движением сердечника, но и ходом самого газа. Такой подвид дросселей Lovato серии ВН выгодно для систем с большим потоком прохождения топлива.

• двухходовые – клапана, в которых есть лишь два отверстия: входное и выходное. Данный тип используют в тех случаях, если требуется лишь подавать или перекрывать подачу газа в трубопроводе; – устройства с тремя отверстиями: одним входным и двумя выходными. Он удобен в тех случаях, когда нужно не только перекрывать, но и перенаправить поток газа в системе;
• четырехходовые клапана имеют одно входное и три выходных отверстия. Они позволяют не только перекрыть или перераспределить газовый поток, но и подключиться к дополнительным системам.

Как выбрать электромагнитный газовый клапан?

Чтобы выбрать электромагнитный газовый клапан “Lovato” серии ВН, нужно определиться, где он будет использоваться и, следовательно, какими свойствами должен обладать.

Отсекающие клапана с пневмоприводом

При выборе данного устройства обращаем внимание на следующие характеристики:

1. Электрообслуживание. Лучше выбирать клапана с малой мощностью и искробезопасностью, или с дополнительной ручной регулировкой.
2. Давление. При выборе клапана нужно обратить внимание на трубопроводе. Оно не должно быть выше, чем номинальное давление дополнительного оборудования. Высокое давление может повредить механизм.
3. Окружающая среда. Не стоит пренебрегать внешними условиями, в которых будет эксплуатироваться клапан. Характеристики самого устройства должны обязательно совпадать с условиями окружающей среды, такими как влажность, перепады температур, вибрация, попадание прямых солнечных лучей и прочие условия, отличные от нормальных. Внешняя среда может пагубно влиять как на весь механизм в.целом, так и на его отдельные элементы.
4. Напряжение в сети. На этот параметр стоит обратить особое внимание, так как высокое или низкое напряжение может привести к неправильной работе или, даже, выходу из строя механизма клапана.

Цены на электромагнитные клапана “Lovato” серии ВН колеблются в зависимости от размера, типа и области применения. К примеру, цена оборудования для газовой колонки находится в пределах 4-10 долларов, а для ГБО автомобиля – от 10 до 15 долларов.

Электромагнитные газовые клапаны отличаются способом подключения, эксплуатационного давления, а также средой установки и мощностью электропитания привода

Аналогичные устройства, предназначенные для промышленной сферы, обходятся в несколько раз дороже.

Устройство и минимальная комплектация КИПиА

Автоматика безопасности газовых котлов по функциональным модулям для разной модификации, практически не отличается между собой. Она состоит из первичных датчиков, которые измеряют контролируемый сигнал на газовой, водной среде и дымовых газах, и контролера, который сравнивает полученные сигналы с установленными предельными показателями. После обработки результата, контроллер подает команду на исполнительные механизмы: газовые и водяные клапаны, которые открывают/закрывают рабочую среду.

Этот комплект работает и в системе защиты котлом, и в системе регулирования. Отличие между ними заключается в том, что защита отключает агрегат от топлива мгновенно, при превышении допустимых параметров, а система регулирования настраивается по температуре теплоносителя в водяном контуре и поддерживается регулирующими клапанами, увеличивающими или уменьшающими расход среды: газ или воду.

Минимальная комплектация КИПиА зависит от того какие защиты исполняет автоматика для газовых котлов. Согласно нормативов она должна обеспечить:

• Кконтроль пламени, состоит из датчика-пламени и клапана-отсекателя, отключающего подачу газа при отрыве факела;
• от высокого/низкого давления в топочном отопительном контурес установкой датчика давления;
• от высокой/низкой температуре в контуре котла с установкой термопары;
• от низкого разрежения в топке с установкой датчика тяги;
• от загазованности в топочной с установкой датчика загазованности.

Важно! Автоматика для любого газового котла в обязательном порядке комплектуется системами звуковой и световой сигнализации, которая предупреждает персонал обо всех аварийных ситуациях на котле. Современные газовые бытовые котлоагрегаты имеют ЖК-дисплеи на которых отражаются все фактические параметры в режиме реального времени и системные сообщения, помогающие пользователю качественно управлять теплотехническим процессом

Разновидности

Газовые клапаны для котла классифицируются по ряду критериев. Первым из которых является количество входов. Исходя из этого показателя выделяются следующие виды клапанов:

1. Двухходовые. Они представляют собой конструкции, имеющие два отверстия — входные и выходные. Основное их применение — блокировка подачи, либо открытия потока рабочей среды трубопровода.
2. Трехходовые. В таких механизмах предусмотрены одно входное и два выходных отверстия. Такие клапаны выполняют запорно-регулирующую и перенаправляющую функции.
3. Четырехходовые. В таких газовых клапанах присутствуют четыре отверстия: три выпускных, одно входное. По своей работе они схожи с трехходовыми клапанами, только благодаря еще одному дополнительному входу, сфера их применения немного расширена.

Следующая классификация — это тип управления клапаном:

1. Механизмы с ручным управлением. Представляют собой простые конструкции, затвор которых начинает работать в момент, когда поворачивается управляющее колесо либо рычаг. Главные отличительные особенности таких клапанов — высокая надежность и низкая цена.
2. Электромагнитные клапаны. Благодаря тому, что в их конструкцию входит электрический привод, они могут функционировать в автоматическом режиме. Обычно такие устройства применяются в промышленных газопроводах, на теплосетях и производственных линиях.

Газовый отсечной электромагнитный клапан с ручным взводом Seitron

В свою очередь, электромагнитные газовые клапана классифицируются исходя из положения затвора, которое он принимает, в случае, когда отключается электричество:

1. Нормально открытые. Такие клапаны при отключении электричества переходят в открытое положение, таким образом обеспечивают свободное движение рабочей среды в трубопроводе.
2. Нормально закрытые. Когда отсутствует подача электроэнергии, затвор принимает закрытое положение и перекрывает поток газа в системе.
3. Универсальные клапаны. Подобные механизмы, при отключении подачи электричества, остаются в том же положении, в котором они находились до этого.

Также, исходя из функционального предназначения, выделяется два вида клапанов.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Так, например, обратный газовый клапан: такие устройств предназначены для защиты трубопровода от циркуляции рабочей среды в обратную сторону. Благодаря особенностям конструкции механизма, где задействован обратный клапан, имеется возможность пропускать ток исключительно в заданном направлении. В этом заключается принцип его функционирования.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Основное предназначение обратного клапана — защита трубопровода. Обычно такие устройства монтируются возле самого газового оборудования: баков для хранения, перекачивающих насосов, колонок, газовых котлов и редукторов , т.к. именно так обратный клапан не позволяет пламени направляться в сторону приборов.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Газовый предохранительный клапан отвечает за те же процессы, что и обратный клапан. Он представляет собой защитное устройство, который не позволяет возникать аварийным ситуациям из-за резких перепадов давления в системе.

p, blockquote 13,1,0,0,0 —>

Данные клапаны в автоматическом режиме перекрывают подачу газа в ситуациях, когда давление рабочей среды вышло за пределы нормы или же, наоборот, не дотягивает до нее.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Многие пользователи часто прибегают к установке на предохранительный запорный клапан терморегулятора, измерителя загазованности воздуха, датчика давления рабочей среды.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

Краткий обзор изделий популярных производителей

Второе место по популярности среди зарубежных газовых клапанов после «итальянцев» уверенно занимает автоматика Honeywell американского производства. Самая простая бюджетная модель комбинированного устройства работает по такому же принципу, что и EUROSIT и обладает тем же набором функций.

Под этим брендом на рынке присутствуют и другие виды автоматики для газовых котлов и прочих газовых установок с расширенными возможностями. Например, модель Honeywell VR 400 снабжена двумя клапанами с сервоприводом для работы с электронными блоками управления газовых котлов или выносными контроллерами. Прибор имеет следующие дополнительные функции:

• система плавного розжига;
• модуляционный режим работы;
• встроенный сетчатый фильтр;
• поддержание режима горелки «малое пламя»;
• дополнительные выходы для подключения реле минимального и промежуточного давления.

Учитывая условия эксплуатации в странах постсоветского пространства, не теряет своей актуальности установка автоматики на газовый котел, что адаптирована к этим условиям. Такие приборы предлагают многие российские производители, среди них заслуживают внимания комбинированные газовые клапаны Орион и автоматика САБК. Последнюю изготавливает компания «СервисГаз» (г. Ульяновск), причем ассортимент выпускаемой продукции для газовых установок очень широк.

В него входят как самые простые приборы безопасности с минимальным набором функций, так и комплекты оборудования, в которые входит несколько блоков: управляющий, силовой и газогорелочный. Продукция бренда САБК хорошо известна потребителям своей доступной стоимостью и ремонтопригодностью.

Широкой популярностью пользуется и автоматика Орион, а именно модели для бытовых котлов Орион – 16 и Орион – 20. Эти 2 изделия используют в своей работе тот же принцип с термопарой, электромагнитным клапаном и пъезорозжигом, только помимо основных функций данные устройства могут поддерживать режим малого пламени горелки при достижении заданной температуры теплоносителя. Спектр их применения – газовые котельные установки мощностью до 32 кВт.