Automatika pro plynové kotle vytápění: zařízení, princip činnosti, přehled výrobců

Domácí topná zařízení fungující na zkapalněný nebo zemní plyn nevyžadují od majitelů neustálou pozornost a kontrolu. Tento úkol plní automatizace pro plynové topné kotle.

Elektronické a mechanické řídicí jednotky integrované v tepelném generátoru regulují hoření a přispívají k udržování požadované teploty topného média.

Druhy automatizace pro topné kotle

Automatizace pracuje správně, přesně a spolehlivě, zvyšuje účinnost topného zařízení, přispívá k rozumné spotřebě energetického zdroje a činí provoz topného systému jednoduchým, pohodlným a naprosto bezpečným.

Automatický systém chrání topná zařízení před přetížením a aktivuje nouzové uzavření přívodu plynu v případě náhlých okolností vyšší moci. Technika navíc reguluje úroveň intenzity hoření a aktuální spotřebu paliva, což majitelům umožňuje šetřit finanční prostředky na vytápění prostor.

Automatický uzel má flexibilní nastavení a umožňuje majiteli nastavit zařízení parametry, které jsou pro něj nejpohodlnější.

Podle základního principu činnosti a konstrukčních vlastností se automatizace pro zařízení na plyn dělí na:

• zařízení s energetickou závislostí;
• energeticky nezávislá zařízení.

Systémy prvního typu jsou složité elektronické agregáty, které pro správnou činnost potřebují nepřetržitý přívod elektřiny. Druhé typy zařízení jsou zjednodušené mechanické konstrukce, které nevyžadují energetické napájení.

Typ #1 — energeticky závislá zařízení

Energeticky závislý modul je malý elektronický přístroj reagující na přívod paliva. Zapíná a vypíná se při aktivaci nebo uzavření hlavního plynového kohoutu. Vyznačuje se složitou konstrukcí a velkým množstvím prvků a mikročipů.

Umožňuje majitelům řešit následující úkoly:

• aktivace nebo zastavení přívodu plynu;
• spuštění topného systému v automatickém režimu;
• regulace úrovně výkonu základního hořáku (díky přítomnosti termostatu);
• vypnutí pracovního kotle jak v nouzových situacích, tak v rámci uživatelem zadaného režimu;
• vyvedení aktuálních ukazatelů na displej (celková úroveň teploty vzduchu v místnosti, hodnota, do které je ohřátý pracovní teplonosné médium atd.).

Pokročilejší moduly mají doplňkové funkce a nabízejí uživatelům neomezené a maximálně pohodlné podmínky pro kontrolu práce a řízení agregátu. Elektronické panely zajišťují plnohodnotnou ochranu topného zařízení před poruchou třícestného ventilu a nedovolí kotli promrznout.

Pokud v místnosti prudce klesne teplota, „chytrý“ systém sám spustí topné zařízení a vypne jej, když je obydlí naplněno komfortním teplým vzduchem.

Možnost automatické diagnostiky, kterou disponují některé moduly, varuje před poruchami v provozu a přispívá k včasnému odhalení vadných dílů a součástí v systému. Umožňuje co nejdříve zaznamenat poruchu a vyměnit nějaký malý prvek ještě dříve, než vytvoří pro zařízení skutečný problém.

Drobné poruchy topného systému se nakonec promění v globální komplikace a s sebou přinášejí finanční výdaje spojené s opravou a demontáží (úplnou nebo částečnou) zařízení. Automatická diagnostika pomáhá odhalit závadu a umožňuje ji včas odstranit.

Elektronická automatika, zodpovědná za bezpečný provoz zařízení, zajišťuje nepřetržitý chod kotle, nedovolí systému přehřívat se a uzavírá přívod plynu v případě poklesu tahu nebo zhasnutí plamene v hořáku.

Sortimentní řada energeticky závislé automatiky, dnes na trhu zastoupená, potěší rozmanitostí. Užitečné a potřebné miniagregáty vyrábějí celosvětově známé značky i malé společnosti, které se teprve snaží získat své místo na slunci.

Energeticky závislá automatika je představena ve formě ovládacího panelu, kde si uživatel může nastavit pohodlné parametry provozu zařízení. Cena „chytrého“ prvku je vysoká, ale náklady jsou oprávněné, protože pomocí řídicí jednotky lze snížit spotřebu zdrojů bez jakékoli újmy na vlastním komfortu.

Mezi nabízenými modely jsou jak zcela jednoduché výrobky, tak i pokročilejší agregáty s možností programování.

Na nich si uživatel může vybrat nejvhodnější individuální nastavení a naprogramovat systém na provoz v režimu den/noc nebo, s ohledem na předpověď počasí, nastavit určitou úroveň vytápění domu nebo bytu na období 1 až 7 dnů.

Typ #2 — energeticky nezávislé agregáty

Energeticky nezávislá automatika je jednodušší a praktičtější. Ovládání a nastavení se provádí ručně pomocí mechanických otočných přepínačů a nepředstavuje problém ani pro ty, kteří jsou od techniky vzdáleni. Zařízení pracuje zcela autonomně a nevyžaduje připojení k centrální elektrické síti.

Pro vytápění obytného domu a dodávku teplé vody do kohoutků stačí otočit ovládací knoflík ve směru zvýšení o 2-3 dílky. Pokud je potřeba se vykoupat nebo osprchovat, musí být přepínač nastaven na maximální hodnotu.

Výrobek je označen digitální stupnicí se seznamem hodnot od minimálních po maximální. Pro aktivaci si uživatel vybere požadovanou značku a tímto způsobem nastaví vhodnou pracovní teplotu přímo na kotli.

Po těchto manipulacích se připojí termoregulátor a převezme kontrolu nad nastaveným režimem ohřevu. Kotel aktivně pracuje, dokud místnost není vytopena na požadovanou teplotu. Poté termoregulátor vypne přívod plynu do systému a znovu se aktivuje pouze tehdy, když v místnosti začne být chladněji.

Princip činnosti je založen na specifické konstrukci zařízení. Termočlánek plynového kotle vestavěný do výměníku tepla je vybaven speciální tyčí. Je vyrobena ze speciální slitiny železa a niklu zvané invar.

Fyzikální vlastnosti tohoto progresivního materiálu mu dávají schopnost téměř okamžitě zachytit minimální teplotní výkyvy.

Pokud je v místnosti příliš horko nebo příliš chladno, velikost tyče se změní. Na to reaguje spojovací ventil a včas uzavře nebo aktivuje přívod plynu do hořáku.

Přítomnost energeticky nezávislého automatického řídicího systému umožňuje uživatelům nastavit v domě nebo bytě nejvhodnější teplotní režim a hospodárně spotřebovávat palivo, aniž by přepláceli na účtech za energie.

Dodatečně má automatika nezávislého typu citlivé snímače tahu a plamene. Pokud v potrubí náhle klesne tlak nebo úroveň tahu v komíně z nějakého důvodu klesne, dodávka zdroje se okamžitě zastaví a úniku plynu se zabrání.

Energeticky nezávislá automatika stojí celkem rozumné peníze a na rozdíl od elektronických analogů nevyžaduje nákup a instalaci stabilizátoru, který kontroluje napětí a vyrovnává neočekávané skoky v centrální elektrické síti.

Správnou činnost snímače plamene zajišťuje speciální deska. Při normálním a správném fungování systému je v mírně ohnutém stavu.

Tímto způsobem součástka drží uzavírací ventil v režimu „Otevřeno“. Když se plamen zmenší, deska se vyrovná a ventil se pod jejím tlakem zavře.

Konstrukce a princip fungování

Automatika řídící provoz plynového kotle se skládá z mnoha prvků, rozdělených do dvou podskupin. První zahrnuje mechanismy zajišťující plnohodnotné a bezpečné fungování samotného kotle. Druhá zahrnuje zařízení umožňující provozovat topný systém v režimu maximálně pohodlném a komfortním pro uživatele.

Součásti bezpečnostního systému

Za provozní bezpečnost zařízení odpovídá několik modulů:

1. Kontrolér plamene – sestává ze dvou hlavních součástí – elektromagnetického ventilu a termočlánku. Včas a spolehlivě uzavírá plyn a zabraňuje vzniku úniku.
2. Termostat – zajišťuje udržování nastavené teploty topného média a chrání systém před přehřátím. Když topné médium vychladne na minimální teplotu, modul spustí kotel a po dosažení špičkově vysokých hodnot jej vypne, čímž majitele zcela zbavuje nutnosti neustále věnovat pozornost systému.
3. Snímač kontrolující tah zodpovídá za zastavení přívodu plynu k hořáku v případě změny základní polohy bimetalové desky, čímž předchází úniku plynu.
4. Pojistný ventil – sleduje množství topného média v okruhu.

Kromě všech výše uvedených užitečných vlastností má automatika řadu dalších funkcí, které zvyšují komfort používání zařízení.

Zařízení provádí automatické zapalování plynového hořáku, vybírá nejefektivnější provozní režim, přispívá k racionální spotřebě energie a provádí vlastní diagnostiku, čímž majitele zbavuje všech těchto činností.

Princip činnosti bezpečnostní automatizace

Aktuální normativní dokumentace uvádí, že bezpečnostní komplex plynových kotlů musí být povinně vybaven zařízením, které zastaví provoz celého systému a uzavře přívod plynu v případě neočekávané poruchy nebo jiných vyšších okolností.

Pro splnění tohoto úkolu musí automatika kontrolovat následující parametry:

• tlak plynu v systému;
• přítomnost plamene optimální velikosti v hořáku;
• plnohodnotný, kvalitní tah;
• úroveň teploty pracovního topného média.

Když v energeticky nezávislém mechanickém systému klesne tlak plynu na kritickou úroveň, dodávka média se okamžitě zastaví. K tomu dochází automaticky díky přítomnosti ventilového mechanismu nastaveného na určitou hodnotu.

Energeticky závislá elektronická zařízení jsou konstruována poněkud odlišně. V nich výše popsanou funkci vykonává relé minimálního/maximálního tlaku.

Při zvýšení počtu atmosfér se membrána s tyčí ohýbá, čímž rozpojuje napájecí kontakty samotného kotle. Plyn přestává proudit a není dodáván, dokud se úroveň tlaku neobnoví.

Samostatně odstraňovat závady a jakkoli zasahovat do základní funkčnosti zařízení je zákonem zakázáno. Jakékoli vzniklé problémy může opravovat pouze kvalifikovaný odborník – pracovník plynárenského podniku.

Pokud v hořáku zmizí plamen, termočlánek vychladne a přestane generovat proud. Poté elektromagnetická klapka v ventilu již nefunguje a plyn přestane proudit do hořáku. Při poklesu tahu se bimetalová deska intenzivně zahřívá, mění tvar a působí na ventil, čímž ho donutí zastavit přívod paliva.

Teplotu teplonosné kapaliny řídí termostat. Zajišťuje udržování zvoleného režimu ohřevu a zároveň brání přehřátí a poškození systému.

Nuance fungování systému

Energeticky závislá elektronická automatika se při své činnosti opírá o informace získané z čidel. Mikroprocesor a interní kontrolér tato data analyzují, zpracovávají a vydávají systému příkazy, které jsou optimální pro danou konkrétní situaci.

Aby elektronická automatika fungovala po dlouhou dobu normálně, je nutné každoročně zavolat technika na prohlídku zařízení, diagnostiku mikroprocesoru a kontrolu zpráv paměťového modulu.

Mechanika má poněkud jiný princip. Když je kotel vypnutý, vnitřní plynový ventil je zcela uzavřen. Při spuštění zařízení se podložka na ventilu stlačí a dojde k nucenému otevření průchodu pro palivo k zapalovači. Zapálení stimuluje zahřívání termočlánku a na něm vzniká napětí.

Tento zdroj využívá při práci elektromagnet, který udržuje ventil v otevřené poloze. Otáčením podložky ručně může uživatel bez námahy regulovat úroveň a výkon svého topného zařízení.

Přehled populárních modelů a výrobců

Na trhu s progresivním plynovým zařízením a souvisejícími prvky je zastoupena automatizace od tuzemských i zahraničních výrobců. Principiálně jsou všechna zařízení naprosto stejná, avšak z konstrukčního hlediska mezi nimi existují podstatné rozdíly.

Přítomnost řídicí automatizace v systému plynového vytápění umožňuje komfortně vytápět prostor a racionálně využívat energetické zdroje. Při rozumném přístupu může úspora činit 30 až 43 %.

Cena modulů se pohybuje v nejširším rozpětí. Jednoduchá mechanická zařízení s minimem funkcí patří do levné třídy a prodávají se za nejnižší cenu. Pokročilé elektronické panely jsou ceněny mnohem výše, ale poskytují uživateli rozsáhlejší možnosti pro individuální nastavení a kontrolu provozu.

Některá zařízení, jako například automatika SABK, jsou kromě základních funkcí vybavena vestavěným stabilizátorem tlaku. To umožňuje přesnější regulaci provozu plynového zařízení.

Elektronické přístroje s možností programování jsou považovány za luxusní. Umožňují majiteli nastavit zařízení plán práce na delší časové období s ohledem na sezónní povětrnostní podmínky a aktuální venkovní teplotu vzduchu.

Č. 1 — automatizace EUROSIT 630

Automatický energeticky nezávislý blok EUROSIT 630 od italské společnosti Sit Group (Eurosit) zaujímá v prodejích vedoucí postavení na trhu.

Je považován za univerzální a účinně pracuje s parapetními a stojacími kotli o výkonu od 7 do 24 kW. Zapnutí/vypnutí, zapálení zapalovacího hořáku a nastavení požadované teploty se provádí jednou rukojetí s tlačítkem.

Modul Eurosit 630 je moderní agregát pro řízení plynového zařízení. Plně vyhovuje mezinárodním normám a bezpečnostním požadavkům kladeným na taková zařízení. Má evropský certifikát kvality a záruku od výrobce.

Výrobek se vyznačuje vysokou úrovní spolehlivosti, odolává značným provozním zatížením a má rozsáhlou funkcionalitu. Konstrukční prvky jsou "schovány" v krytu, ke kterému jsou připojeny kabely snímačů a další spojovací trubičky.

Doba zapalování topného kotle pomocí automatiky Eurosit 630 činí 10 sekund. Plyn je okamžitě přiváděn do systému a velmi brzy se prostor ohřeje na požadovanou teplotu.

Uvnitř agregátu jsou umístěny odřezávač, pružinový ventil a regulátor tlaku. Přívod plynu je prováděn zespodu nebo z boku podle přání uživatele. Z hlediska ceny spadá agregát do levné kategorie.

Č. 2 — modul Honeywell 5474

Přístroj Honeywell 5474 vyrábí německý koncern Honeywell, který se již více než sto let specializuje na vývoj a prodej různých druhů automatizace. Správně pracuje s domovními plynovými kotli o výkonu do 32 kW.

Honeywell 5474 – energeticky nezávislé zařízení pro řízení topného systému. Je vybaveno mikrohořáky z žáruvzdorné nerezové oceli. Ty zajišťují lepší spalování plynu, snižují emise škodlivých látek do ovzduší a zabraňují usazování přebytečných sazí v komíně.

Automatický systém Honeywell 5474 je vybaven základní sadou kontrolních funkcí, které zaručují efektivní provoz kotle při absolutní bezpečnosti pro uživatele.

Výrobek v automatickém režimu udržuje nastavenou teplotu topného média (od 40 do 90 stupňů), vypíná kotel v případě přerušení dodávky paliva, absence potřebného tahu v komíně, vzniku zpětného tahu nebo zhasnutí hořáku.

Č. 3 — prémiová automatizace od Honeywell

Kromě levných cenově dostupných modelů společnost Honeywell vyrábí i další typy automatického vybavení, například luxusní chronotermostaty prémiové řady CT nebo programovatelné termostaty Honeywell YRLV430A1005/U.

Přístroj YRLV430A1005/U při maximálně široké funkcionalitě disponuje uživatelsky příjemným rozhraním a nezpůsobuje zákazníkům žádné potíže při používání. Cena výrobku je poměrně vysoká, ale stále nižší než u konkurence nabízející modely s podobnými parametry.

Tyto elektronické panely umožňují nastavit topnému zařízení nejpodrobnější a nejpřesnější parametry, až po změnu teplotního režimu několikrát denně v závislosti na denní době, povětrnostních podmínkách a osobních přáních.

Č. 4 — zařízení Orion

Automatické zařízení Orion se vyrábí v Rusku. Součástí vybavení přístroje je piezoelektrické zapalování a snímač tahu.

Přístroj Orion vypadá jednoduše a má minimální sadu funkcí. Jeho možnosti nejsou příliš velké, ale díky příznivé ceně a jednoduchému způsobu ovládání je agregát žádaný.

Zařízení vypíná plyn v případě libovolného zhasnutí hořáku nebo absence potřebného tahu. Když teplota vzduchu v místnosti klesne, termostat aktivuje přívod paliva a provoz kotle se obnoví.

Přechod do režimu snížení plamene při dosažení určité (uživatelem nastavené) teploty probíhá automaticky a umožňuje šetřit palivové zdroje.

Závěry a užitečné video k tématu

Podrobný popis principu činnosti automatiky určené pro plynový kotel. Zajímavé vlastnosti a nuance řídicího zařízení:

Jak funguje automatika plynového topného kotle. Názorná ukázka procesu zapalování plynového agregátu:

Podrobný popis jedné z nejoblíbenějších modelů automatizace určené k řízení a regulaci plynového kotle:

Plynový topný systém řízený automatizací představuje praktickou a ekonomicky výhodnou variantu domácího topného zařízení.

Mechanický regulátor se vyznačuje nízkou cenou, spolehlivostí a jednoduchým způsobem ovládání. Elektronický panel je dražší, ale má rozšířenou funkčnost umožňující vytvářet v místnosti maximálně komfortní podmínky.

Miniagregáty je lepší pořizovat v značkových prodejnách, kde se prodává certifikované zboží splňující všechny požadavky kladené na prvky plynových topných systémů.

Jsou vám známy nuance práce automatizace plynového zařízení, které nejsou v článku uvedeny? Vznikly dotazy během seznamování s materiálem? Pište prosím komentáře, sdílejte vlastní názor a fotografie k tématu článku.