Recientemente, el costo de la calefacción centralizada ha ido creciendo mes a mes y la calidad de los servicios prestados no siempre cumple con los estándares establecidos. Como salida, muchos vecinos han optado por la calefacción individual, que se basa en una caldera y canalizaciones independientes en toda la vivienda. Los propietarios se fijaron el objetivo de conseguir la calefacción más económica posible con la máxima eficiencia y transferencia de calor. Por el momento, en este sentido, de circuito simple y doble. calderas de gas producción nacional e importada. Esquema merece una atención especial. Calefacción eléctrica, pero el propósito de este artículo es explicar cómo funciona el circuito eléctrico de una caldera de gas.

Una caldera de gas moderna es un dispositivo eléctrico complejo que, utilizando el gas suministrado, puede calentar el agua que lo atraviesa, que, al pasar por los radiadores, no solo calentará las habitaciones, sino que también fluirá hacia los grifos de agua caliente. Las calderas de gas, como sabéis, pueden ser de pared y de suelo, atmosféricas y turboalimentadas. Independientemente de si el equipo tiene un circuito o dos, cualquiera de los ejemplares modernos está equipado con un circuito eléctrico bastante complejo que se encarga de muchas de sus funciones. En este artículo, consideraremos sus nodos principales, el principio de su funcionamiento, el propósito y la gestión de módulos y bloques funcionales. Al final del artículo, daremos un ejemplo de un circuito de caldera eléctrica, que se utiliza como reemplazo de equipos de gas en regiones donde el precio del gas es bastante alto.

Los principales bloques funcionales de la caldera.

Antes de continuar con la descripción del circuito eléctrico de la caldera, debemos describir sus principales bloques funcionales, así como explicar su propósito y principio de funcionamiento. Como ejemplo, utilizaremos la conocida y popular caldera de gas de pared Ariston del modelo City (para Italia) / Uno (para otros países) modificación 24MFFI. En este caso, 24 es la potencia máxima de calefacción agua caliente en kW, M - sistema combinado de calefacción y preparación de agua caliente, FF - determina la presencia de una cámara de combustión cerrada en la caldera y el uso de un extractor adicional (caldera turboalimentada), I - control electrónico de la llama del quemador. Abriendo la tapa protectora frontal de la caldera, veremos:

1. Un relé con un sensor que determina la presión del aire, que monitorea el estado del sistema de escape y, en caso de un cambio de presión fuera de los límites permitidos, la electrónica apaga el suministro de llama al quemador de gas, y el El indicador del panel externo indica un error. Este dispositivo se llama sensor de empuje de relé.

2. Ventilador: de hecho, el elemento principal de la caldera "turbo", que proporciona ventilación de escape forzada de los productos de combustión de gas y también permite conectar un tubo de escape bastante largo a la caldera. Además, el firmware del procesador de control principal proporciona un modo no conmutable de control de ventilación preliminar, cuando el ventilador se enciende antes de que se encienda el quemador. Si hay problemas con él, la caldera entrará en error.

3. El sensor de temperatura a la salida del intercambiador de calor principal (NTC) es un elemento muy importante en el circuito eléctrico de cualquier caldera que controla la temperatura del agua, transmite datos en forma de cambio de voltaje al tablero de control electrónico. Gracias a este sensor, la caldera puede mantener una temperatura de consigna constante en la impulsión, y también puede apagar rápidamente el quemador en caso de mal funcionamiento del circuito de agua de calefacción o ausencia de presión mínima de agua en el sistema. Este sensor tiene una característica de temperatura negativa. A una temperatura de 0 grados C, sus contactos tienen una resistencia de 27 kOhm, ya una temperatura de + 80 C, la resistencia del sensor disminuye a 1,5 kOhm. Por lo tanto, con un aumento en la temperatura del agua a la salida del intercambiador de calor, se suministra una mayor tensión de control a la placa, que la caldera resuelve, reduciendo el grado de combustión de la llama. El sensor de temperatura proporciona información sobre la temperatura del agua de salida.

4. Tablero electrónico: la unidad principal de control y regulación para el funcionamiento de una caldera de gas. Todos los voltajes de los sensores instalados llegan a la placa del procesador, así como a los reguladores de temperatura, un indicador de presión/temperatura y los botones de control de la caldera. La placa electrónica es el "cerebro" de la caldera. Su descripción y principio de funcionamiento se discutirán a continuación.

5. Tanque de expansión: incluido en el circuito del sistema de calefacción como elemento para regular el exceso de agua en caso de su inevitable expansión durante el calentamiento. Debido al uso de un tanque de expansión, la presión del sistema se mantiene estable independientemente de la temperatura. Temperatura máxima el agua no debe exceder los + 90 grados C, y la presión en el sistema no debe exceder los 3 bar.

6. Sensor de temperatura del agua (NTC), que llega por el "retorno" al intercambiador principal (entrada de agua). Gracias a este sensor, el procesador sabe cuánto abrir el quemador de gas y aumentar el suministro de gas para alcanzar el calentamiento del agua en el intercambiador de calor a un nivel predeterminado.

7. Intercambiador de calor principal: es un serpentín con un radiador hecho de metales no ferrosos (cobre o aluminio), en el que el agua se calienta mediante un quemador de gas especial (8) ubicado directamente debajo. El intercambiador de calor tiene orificios para instalar los sensores de temperatura 3 y 6.

8. Quemador de gas: controlado por una válvula de gas, que es un dispositivo complejo con un puerto de gas controlado por un procesador. La válvula de gas consta de: 1 puerto de gas principal, 2 puertos de control, 3 moduladores de presión de gas (un sensor que registra la presión de gas en el sistema). La válvula de gas es un dispositivo muy complejo, ajustado en fábrica. Su reparación y ajuste debe ser realizado únicamente por un especialista experimentado y capacitado.

9. Actuador de válvula de tres vías: es un relé electromagnético de 3 pines que cambia el flujo de agua caliente que fluye hacia el sistema de calefacción o hacia el grifo de agua caliente. Debido a su mala calidad, la válvula de 3 vías se rompe a menudo, por lo que deja de funcionar la calefacción o sale agua caliente. agua fría. Por lo tanto, tanto la calefacción como la calefacción por agua caliente se implementan utilizando un circuito de calefacción (caldera de circuito único).

10. Bomba de circulación- bombea agua a través del sistema de calefacción. Dichas bombas también se instalan en calderas de gas Ferroli, Immergas, Hermann. Con el tiempo, debido al envejecimiento y la calidad del agua, el rotor de la bomba "húmedo" tiende a atascarse, por lo tanto, en su parte frontal se proporciona un perno roscado, debajo del cual se encuentra el propio rotor, que se puede girar con un destornillador y forzar. comienzo. Este tapón está diseñado para purgar el aire de la cámara líquida del rotor. El acuñamiento de la bomba con la caldera en protección por sobrecalentamiento del intercambiador es la segunda señal de que la caldera y, de hecho, la propia bomba necesita limpieza y revisión. El primer signo es el deterioro de la calefacción de la habitación por parte de la caldera, como resultado de lo cual el propietario se ve obligado a aumentar la temperatura con el regulador.

Además de estos elementos, un generador de chispas con un transformador de encendido especial juega un papel especial en el proceso de encendido. El generador de chispas trabaja en conjunto con la válvula de gas y es parte integral de la misma. Se compone de: 1 - una salida conectada al electrodo de encendido, 2 - fijación al sensor de flujo con contacto de puesta a tierra, 3 - un enchufe protegido para conectar una tensión de red alterna de 220 V.

Sensor de flujo de agua: montado detrás del generador de chispas y el transformador de encendido directamente al sistema de ACS. Con la ayuda de este sensor, el sistema determina la presencia de movimiento de agua y también controla el funcionamiento de la bomba de circulación. Típicamente, estos sensores son de dos tipos. Los sensores baratos tienen un flotador magnético con un interruptor de láminas. Los modelos más caros son un ventilador y un sensor Hall. Los sensores costosos pueden determinar no solo la presencia del flujo de agua, sino también su velocidad.

Tablero de control electrónico y esquema eléctrico de la caldera

Tablero de control electrónico

Como ya hemos dicho, el tablero de control proporciona un control y gestión total de todos los modos y funciones de nuestra caldera. Su trabajo se basa en un microprocesador propietario que controla el funcionamiento de toda la parte electrónica y la memoria Atmel 93C56WP, en la que se cose el firmware de la caldera. La fuente de alimentación es analógica, con estabilización de voltaje en los "rollos". No tiene protección contra sobrecarga y superación de los límites de tensión de alimentación. Es por eso que vale la pena preocuparse de antemano por los filtros y barreras de red especializados. La misma declaración se aplica a cualquier otra caldera. Para controlar el presostato, la válvula de tres vías y el gas, se utilizan relés electromagnéticos de 33 voltios. La pérdida de control de la llama es la principal enfermedad de este modelo. En este caso, es necesario comprobar los elementos de radio que se relacionan con esta función, y especialmente condensador no polar C903 a 0.1uF x 275V (azul en la imagen de abajo). También es necesario verificar los transistores adyacentes, el optoacoplador cny17-3 y la rotura de resistencias de 1 W. También puede usar el diagrama a continuación. En varios tipos de problemas, los relés de control a menudo tienen la culpa (cuando los modos de caldera se encienden / apagan, deben hacer clic en silencio), así como el microcircuito ULN2003N, en el que hay 7 teclas Darlington. Las señales del microprocesador llegan al microcircuito, son amplificadas por él y transmitidas al relé.

Diagrama de cableado caldera

El circuito eléctrico de la caldera consiste en la designación de los bloques principales de tableros electrónicos y elementos de radio en ellos, que están involucrados en la operación, configuración y control. Caldera de gas. En la imagen de abajo:

A - el regulador de temperatura de la caldera (según el pasaporte, el interruptor es invierno - verano), pero de hecho, una resistencia variable, variando el voltaje de control.

B - botón para restablecer el error y reiniciar la caldera (Reset).

С – encendido/apagado de la caldera (Power).

D - botón para activar el modo de confort.

E - resistencia que regula la temperatura del agua caliente en el grifo.

F, G, H, I - LED - indicadores de control de funcionamiento o mal funcionamiento del equipo.

J - enchufe para conectar un temporizador externo

K y L son relés para suministrar energía a la bomba y la válvula de tres vías, respectivamente.

M y N: relés de control de válvula de gas y ventilador.

O - conector para conectar el panel de control.

P, Q, R, S: puentes que configuran la potencia de encendido, retardo de encendido, selección régimen de temperatura y encendido suave con la máxima potencia.

T: un conector especial de dos cables que le permite conectar un termostato externo para mantener la temperatura establecida en la ubicación del termostato.

U - transformador de suministro, que es una parte integral de la fuente de alimentación circuito electrónico control de calderas.

A11 - sensor de presencia de llama

El conector CN301 contiene un bloque de terminales A02 - A05, al que se conectan una válvula de gas, un actuador de válvula de tres vías, una bomba de circulación y un transformador de encendido.

En el conector CN201 (contactos A06 - A10) se conectan los sensores de temperatura de entrada y retorno de agua, un sensor de chimenea (presostato), un sensor de caudal de agua y un modulador.

El puente CN102 en posición A permite regular la potencia de encendido del quemador de la caldera mediante un regulador de temperatura de calefacción cuando se utilizan diferentes gases (licuados o gaseosos) con diferente poder calorífico. El indicador rojo parpadeará durante la configuración. Tuning implica ajustar la presión del gas. Según los ajustes de fábrica, corresponde al 60% de la potencia total de la caldera.

CN101 en la posición A desactiva el retraso de encendido, en la posición B - un retraso de 2 minutos.

CN104 - establece los límites del potenciómetro de temperatura de calefacción. En la posición A es de 38 a 44 grados, en la posición B es de 42 a 82 grados.

CN100 se establece la potencia máxima de calentamiento y encendido.

Por supuesto, la caldera Ariston UNO 24MFFI anterior está lejos del ejemplo de referencia, pero en su mayor parte revela la esencia del trabajo de muchas calderas de gas montadas en la pared. Puede obtener más información sobre el principio de funcionamiento de la caldera, su funcionalidad en el manual de servicio, que se puede descargar en Internet.

El principio de funcionamiento y el circuito eléctrico de una caldera alimentada por electricidad.

A juzgar por el nombre, queda claro que la principal fuente de energía para una caldera de este tipo es la electricidad. El elemento calefactor principal de una caldera eléctrica es un elemento calefactor o elemento calefactor. Visualmente, una caldera de este tipo no es diferente de una caldera de gas ordinaria, sin embargo, el principio de su funcionamiento es completamente diferente. El uso de electricidad permite reducir el costo de su diseño interno, pero es imposible abandonar los sensores de temperatura principales, ya que esto aumentará mucho su tasa de accidentes. Es por eso que un sistema igualmente complejo está presente en una caldera eléctrica. control electrónico y estabilización de la potencia del elemento calefactor. La caldera eléctrica consta de:

1. Una válvula de aire automática que purga el aire y protege contra la "ventilación" del sistema.

2. Un limitador de temperatura que protege el sistema de caldera y los radiadores internos de la habitación del sobrecalentamiento.

3. Panel de control electrónico, que es un circuito controlador PID híbrido especial que analiza los datos de varios sensores de caldera y mantiene una temperatura establecida constante, así como un controlador de potencia. En la versión más simple, este es un circuito de tiristores. En nuestro caso, esta es una tarifa aparte.

4. Controlado por un regulador de potencia del panel de control electrónico.

5. Depósito térmico, en el que se construye el elemento calefactor. Producido a partir de metales no ferrosos de baja oxidación.

6. Bomba de circulación con "rotor húmedo": presuriza el agua caliente en el sistema.

7. Unidad de agua: se utiliza junto con el tablero de control para señalar la presión suficiente en el sistema y la presencia de circulación de agua para suministrar voltaje a los elementos de calefacción.

8. Manómetro: muestra el valor actual de la presión en el sistema.

9. Válvula de alivio de seguridad: en caso de superar la presión crítica (generalmente más de 3 bar), se abre y descarga el exceso de agua en el sistema.

Estas calderas tienen un alto consumo de energía de hasta 15 kW. Por lo tanto, se utilizan sobre todo para habitaciones grandes y se conectan a red trifásica corriente alterna. La siguiente figura muestra un ejemplo de conexión de una caldera eléctrica trifásica.

Las calderas de gas modernas están diseñadas de tal manera que casi no se requiere la intervención humana en su trabajo: pueden encenderse, apagarse e incluso ajustar el tamaño de la llama de los quemadores de forma independiente. Sin embargo, todo depende del avance de un modelo en particular. ¿Cuál debe ser el sistema de control de la caldera para tener una participación mínima en él?

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En la imagen:

Los componentes principales del sistema de automatización del control de la caldera.

Unidad de control, sensores y dispositivos. Calderas de calefacción de gas están controlados por un grupo de dispositivos que corrigen los modos de funcionamiento de la caldera y también proporcionan el encendido automático del quemador. La base del sistema es una unidad de control (controlador), que recibe y procesa información de los sensores primarios y también emite comandos a los actuadores.

¿Por qué la llama del quemador se vuelve más fuerte y más débil? Si el sensor de temperatura del refrigerante registra una diferencia de temperatura significativa (varias decenas de grados) en la entrada y la salida del intercambiador de calor, esto indica que hay una eliminación intensa de calor de los dispositivos de calefacción. En pocas palabras, la casa está fría y esta situación debe corregirse lo más rápido posible. Y el controlador lleva el quemador a poder maximo. Si la diferencia es de pocos grados o no existe, la centralita concluye que la extracción de calor es mínima o no se produce, es decir, se ha establecido una temperatura confortable en la vivienda. Luego, el quemador se cambia a la potencia mínima e incluso se apaga. Esto se hace no solo para ahorrar combustible, sino también para evitar el sobrecalentamiento del fluido en el sistema.

En la foto: sensor de temperatura del refrigerante de la fábrica Baxi.

Sensores primarios

Su tarea es señalar los parámetros de la caldera. En otras palabras, los sensores transmiten indicadores a la unidad de control, que decide si es necesaria tal o cual acción. Aclaremos que no todos caldera de gas tiene todos los sensores enumerados a continuación como estándar. Su disponibilidad depende del modelo.

• sensor de temperaturarefrigerante Ayuda al controlador a regular la llama del quemador. Normalmente, caldera de gas tiene dos sensores de este tipo: uno controla la temperatura del líquido a la salida del intercambiador de calor, el otro indica cuánto se ha enfriado el refrigerante en la tubería de retorno ("retorno") después de pasar por todos los dispositivos de calefacción de la casa. La diferencia de temperatura resultante (ΔТ) permite que el controlador dé un comando para aumentar o disminuir la intensidad del quemador de gas, hasta el apagado de la caldera.

• Sensor de llama. El nombre completo de este dispositivo - "sensor de presencia de llama en el quemador" explica claramente su propósito. Si la antorcha se apaga, el sensor dará una señal y el controlador actuará para volver a encender o, en caso de mal funcionamiento, apagar completamente la caldera.

¿Cómo funciona el sensor de llama en los modelos avanzados? si un caldera de gas tiene un controlador más complejo, el sensor de llama ayuda a lidiar con violaciones como la "separación" y el "rebasamiento" de la llama. En ambos casos, la antorcha tiene una posición incorrecta, lo que conduce a un calentamiento desigual, por lo que falla el intercambiador de calor. La separación de llama es un fenómeno en el que la combustión del combustible no se produce en el quemador, sino a cierta distancia de éste; por exceso de presión de gas. La presión insuficiente conduce a un avance: la antorcha "sale" en la tubería y el combustible se quema incluso antes del quemador, lo que puede dañar la tubería de gas.

• Analizador de gases de combustión. Controla la composición de la atmósfera en la chimenea: la desviación de la mezcla de gas y aire de la norma conduce a la formación de carbono libre (hollín) e hidrógeno, cuya presencia es registrada por el analizador. Según sus lecturas, el controlador cambia los parámetros para preparar la mezcla, por regla general, aumentando o disminuyendo el suministro de gas. Este sensor suele tener avanzado calderas de gas.

Dispositivos ejecutivos

• dispositivo de encendido. Sirve para encender el gas al arrancar la caldera. Aquí, la analogía con un encendedor para una estufa de gas es obvia: se abre el gas, se suministra una chispa y se enciende un fuego. Sin embargo calderas de gas son más complejos: la chispa generada por el encendedor enciende la llamada llama piloto en un pequeño quemador piloto, que consume una pequeña cantidad de gas y funciona de forma continua. Es ella quien proporciona tanto el encendido primario como el repetido, en caso de atenuación de la antorcha principal, del quemador de trabajo de la caldera.
• Regulador de presión. Controla la intensidad del suministro de gas al quemador. La segunda tarea de este dispositivo es proteger el equipo de caídas repentinas de presión en la línea de gas, lo que puede provocar la separación o el flameo de la llama en el quemador, pero esta función ya se aplica.

Imágenes utilizadas en el artículo: buderus.ru, baxi.ru

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