Krovimo mazgas

Norint užtikrint ilgą katilo tarnavimo laiką, rekomenduojama vandens temperatūra katilo įėjime ne žemesnė už 63C, taip vadinamą "rasos taško" temperatūrą. Skirtingi katilų gamintojai gali nurodyt šiek tiek kitokią temperatūrą, bet ji nebus žemesnė už 60C. Tai susiję su kondensato susidarymu ant sienelių. Kondensatas gerokai padidina sienelių koroziją ir sutrumpina katilo tarnavimo laiką. Normaliai dirbant katilui jis ateinantį vandenį pašildo 10 - 15C.Kai katilo įėjime 63C - išėjime bus tik 73 - 78C. Prie žemesnių už 80C išėjimo temperatūrų degimo produktai sudega nepilnai, tad krenta katilo naudingumo koeficientas, ant sienelių susidaro smalos, labiau priauginėja kaminas. Katilui dirbant esant 83 - 90C išėjimo temperatūrai jo naudingumo koeficientas yra didžiausias, visos dujos degimo kameroje pilnai sudeginamos, katilo ir kamino sienelės lieka švarios, nesismaluoja. Bet, kaip minėjau, katilas ateinantį vandenį pašildo ne daugiau kaip 15C, tad norint pasiekti optimalią išėjimo temperatūrą į įėjimą reikia paduoti ne mažiau kaip 68 ... 75C temperatūrą. Iš radiatorių grįžta apie 40C temperatūros vanduo, iš grindinio šildymo vamzdelių - 20 ... 25C vanduo. Su ketureigiu vožtuvu šiek tiek pakeliama grįžtama temperatūra, bet nepakankamai. O jei naudojama akumuliacinė talpa, iš jos apačios paduodamas didelis kiekis šalto vandens. Tad, kai šildymo sistemoje naudojama akumuliacinė talpa, norint užtikrinti optimalią ateinančio į katlą vandens temperatūrą, naudojamas termoreguliacinis įrenginys Ladomat 21 (arba kitų gamintojų analogiškos paskirties įrenginys). Katilų gamintojai dažnai rekomenduoja tokį įrenginį naudoti netgi nesant akumuliacinių talpų, kadangi jis užtikrina minimalią katilo grįžtamąją temperatūrą. Dažnai netgi skiriasi katilų garantinis laikas, jei sistema sumontuota su ladomatu ar be jo, o kai kurių katilų gamintojai išvis neduoda garantijos, jei įėjime nėra termostato.

Ladomatas - specializuotas akumuliacinės talpos pakrovimo mazgas, viename korpuse sudarytas iš trieigio termostato, cirkuliacinio siurblio bei avarinio gravitacinio vožtuvo.

Ladomato darbą galima suskirstyti į keturias skirtingas fazes, iliustruotas aukščiau paveikslėlyje. Kai katilas užkuriamas ir paleidžiamas ladomato siurblys, visas vandens srautas teka iš katilo išėjimo į katilo įėjimą. Pasiekus temperatūrai kapsulės nominalą, ji pradeda atsidarinėti. Pereinama į antrąją fazę. Kapsulei prasivėrus maišomas karštas katilo išėjimo vanduo su šaltesnių, ateinančiu iš sistemos. Jei iš sistemos ateina pakankamai karštas vanduo, tada kapsulė atsidaro pilnai ir visas srautas eina tik iš sistemos. Ketvirtoji fazė - avarinė, jei, esant karštam katilui, dėl kokių nors priežasčių sustoja siurblys, per apačioje esanti gravitacinį atbulinį vožtuvą vanduo gali tekėti savitaka.

Stebint sistemų su Ladomat 21 ar analogišku įrenginių darbą, pastebėta keletas jo didelių trūkumų: jei jo siurblys dirba ne maksimalia galia, per apačioje esantį avarinį gravitacinį vožtuvą praeina dalis šalto vandens iš sistemos, ko pasekoje į katilą papuola šaltesnis, negu priklauso, vanduo ir įrenginys neatlieka savo pagrindinės funkcijos. Su mechaniniais ant jo esančiais termometrais tą pastebėti sunku, bet su elektroniniais davikliais tai matosi puikiai. Galimi du sprendimai: užblokuoti apsauginį gravitacinį vožtuvą (nerekomenduotina, nes, prapuolus elektrai, būtent per jį savitaka pradeda tekėt vanduo į akumuliacines talpas ir aušina katilą) arba padidinti siurblio galią iki maksimalios, susitaikant su padidėjusiomis elektros išlaidomis. Kadangi ladomatas stovi apatiniame hidraulinės sistemos taške, į jį patenka daug šiukšlių. Jei prieš jį neuždedamas valymo filtras, dažnai užstringa gravitacinis vožtuvas (lieka atidarytas), tada šaltas vanduo aušina katilą pakrovimo metu, o iškrovimo metu savitaka per katilą "vagia" šilumą iš akumuliacinės talpos. Kita problema, apie kurią neinformuoja pardavėjai (dėl nežinojimo), tai, kad deklaruota kapsulės temperatūra palaiko gerokai žemesnę katilo temperatūrą (paprastai apie 10...12C). Taip yra todėl, kad rašoma pilno kapsulės atsidarymo temperatūra, o darbinė padėtis - kapsulei atsidarius dalinai, kai maišomas karštas vanduo su šaltu. Štai keletas grafikų su skirtingomis ladomato kapsulėmis:

Žinoma, grafikai šiek tiek priklauso ir nuo hidraulinės schemos, ir nuo katilo galios, ir nuo akumuliacinių talpų tūrio. Bet bendra tendencija ir problemos visada matomos analogiškos.
MB "Taikomoji automatika" sukūrė algoritmą, kai pakrovimo mazgas konstruojamas iš automatizuotos trieigės pavaros ir cirkuliacinio siurblio, kai krovimo mazgą, analogišką ladomatui, konstruojamės patys:

S1 - Cirkuliacinis siurblys.

V1 - Trieigis vožtuvas su elektrine pavara P1

V2 - Papildomas apsauginis vožtuvas

Trieigis vožtuvas V1 - analogiškas montuojamiems prieš kolektorių su elektrine pavara, Rekomenduotina DN32. Elektrinė pavara - 120 ... 240 sek. greičio 220V trilaidė pavara (arba, turintiems DIN3PRO valdiklį, proporcinė 0-10V). Jei katilas turi avarinio aušinimo gyvatuką, V2 galima nedėti. Jei neturi - V2 rekomenduojamas. Galima dėti gravitacinį atbulinį vožtuvą, tada jis dirbs analogiškai originaliam ladomatui su tuo pačiu, kaip ir ladomate, trūkumu, kai reikia didelės siurblio galios kad ši vožtuvą užspaustu. Bet galima dėti elektrinį vožtuvą su NO (normaliai atidaryta) termo galva, kuria valdo valdiklis. Įprastai vožtuvas laikomas uždaryras ir visas vandens srautas gali eiti tik per trieigį. Dingus elektrai vožtuvas atsidaro ir savitaka gali aušinti katilą. Valdiklis šį vožtuvą atidaro "katilo išsiurbimo" fazėje. Elektrinio vožtuvo pliusas - jam užspausti nereikia galingo siurblio, tad galima naudoti šiuolaikinius ekonomiškus siurblius (tokius kaip grundfos alpha 2) arba siurblį naudoti nepilnu galingumu.

Alternatyviam variantui valdyti reikia iki keturių valdiklio išėjimų: vienas kaip ir ankstesniame metode skirtas siurbliui, du - trieigio pavarai (jei naudojama proporcinė pavara, jų nereikia) ir pagal poreiki vienas apsauginiam vožtuvui.

Ką laimime šitokiame metode? Pirmiausia, galima panaudoti ekonomiškesnį siurblį. Taipogi galima užsiduoti norima palaikyti katilo įėjimo temperatūrą, nesame pririšti prie ladomato kapsulės gamintojo užduotos temperatūros (kaip rašyta aukščiau - dažniausiai ta temperatūra neatitinka specifikuotos).

Na ir, žinoma, originalus valdiklio algoritmas, skirtas kompleksiškai valdyti sistemą. Algoritmą galima suskirstyti į keletą dalių:

Katilas šaltas. Pavara persuka vožtuvą į kraštinę padėtį (jei prieš tai stovėjo ne krašte) į katilo įėjimą paduodama visą išėjimo vandenį. Katilas greičiau kaista;
Katilo įėjime temperatūra viršijo užduotą - pavara pradeda atidarinėti srautą į sistema, iš sistemos atėjes šaltas vanduo maišomas su karštu iš katilo išėjimo. Jei pritrūksta temperatūros - pavara šiek tiek uždaroma. Tokiu, analogišku kolektoriaus pavaroms, būdu reguliuojama įėjimo temperatūra;
Katilas gęsta. Sistema pereina į "katilo išsiurbimo" fazę - pavara persuka vožtuvą į kraštinę padėtį, pilnai atidarydama srautą iš sistemos į katilą. (standartiniame variante šiuo atveju srautas traukiamas per apsauginį gravitacinį vožtuvą);
Katilas "išsiurbtas" ir sistema pereina į akumuliacinės talpos iškrovimo fazę. Pavara persuka vožtuvą į kita kraštinę padėtį, kaip ir pirmajame punkte. Sistema pilnai atjungiama nuo katilo, taigi nelieka jokios galimybės atsirasti parazitiniam srautui per katilą (kai kolektoriaus siurblys dali vandens traukia ne per akumuliacinę talpą, o per katilą ir ladomato apsauginį vožtuvą, analogiškai kaip katilo "išsiurbime"). Nebereikia papildomo elektrinio vožtuvo uždaryti parazitinį srautą.

Naudojant savadarbį pakrovimo mazgą, turime kelis privalumus:

galima naudoti A klasės cirkuliacinį siurblį, nes, kai nėra gravitacino vožtuvo, nereikia jo "užspaudinėti" (pramoninio ladomato atveju siurblį priversti naudot maksimalia 100W galia). Pakanka A klasės 40W siurblio;
MB "Taikomoji automatika" sukūrė originalų akumuliacinės talpos valdymo algoritmą, kai išnaudojama visa likutinė užgesusio katilo šiluma. Naudojant pramonini ladomatą, "katilo išsiurbimo" metu vandens srautas teka per gravitacinį vožtuvą. Naudojant savadarbį pakrovimo mazgą, "išsiurbimo" metu pavara persukama į kraštinę padėtį pilnai atidarant srautą iš sistemos per katilą;
Akumuliacinės išsiurbimo metu, naudojant pramoninį ladomatą, galimas parazitinis srautas per katilą, kai dirbantis kolektorių siurblys traukia vandenį iš akumulaicinės talpos, bet tuo pačiu ir paima dalį vandens per katilą - gravitacinį ladomato vožtuvą. Vienintelis sprendimas - dėti papildomą elektra valdoma NO tipo vožtuvą katilo išėjime. Naudojant savadarbį termoreguliacinį mazgą, talpos iškrovimo metu trieigė pavara persukama į priešingą puse negu "katilo išsiurbimo"fazėje (pagal aukščiau esantį piešinį atidaromas srautas iš trieigio viršaus i kairę, dešinė pilnai uždaroma). Taip nepaliekama jokios galimybės atsirasti parazitiniam srautui.

Papildomai lygiagrečiai trieigiui su siurbliu statome elektra valdoma NO tipo vožtuvą (galima ir be jo), tai gravitacinio pramonino ladomato vožtuvo analogas. Tačiau jis atsidaromas tik tada, kai nėra elektros (NO tipas) arba esant "katilo išsiurbimui".

Katilo darbo grafikas su savadarbiu krovimo mazgu, naudojant paprasta trilaidę pavarą:

Sekantis žingsnis tobulinant pakrovimo mazgą - trieigio valdymas naudojant ne paprasta trilaidę pavarą, o proporcine, valdoma 0-10V arba 4-20mA signalu pavarą. Tokia galimybę turi naudojantys DIN3PRO valdiklį. Pavara valdoma analoginiu signalu, nurodant kokiu kampu ji turi pasisukt. Kadangi žinoma pavaros padėtis, naudojamas pilnas matematinis P.I.D. valdymo modelis, leidžiantis prognozuoti būsimą įėjimo temperatūrą ir pavarą persukantis iš anksto į reikiamą padėtį. "Katilo išsiurbimo" ir akumuliacinės iškrovimo fazėse pavara persukama į kraštines padėtis analogiškai kaip ir naudojant trilaidę pavarą.

Katilo darbo grafikai su savadarbiu krovimo mazgu, naudojant proporcinę 0-10V pavarą: