Jste zde

Regulátor zpátečky kotle (třícestného ventilu)

Pazour Zbyněk, 24. Leden 2011 - 8:00
popis_zapojeniRZK.png

U kotlů všeobecně, v případě dřevokotlů především, je žádoucí, aby se z topného okruhu vracela voda o stanovené teplotě. Předchází se tak zejména rosení kotle, jeho zanášení spalováním špatně vysušeného paliva, zadehtování kotle a tepelné korozi. Správného nastavení teploty na zpátečce můžeme docílit regulací trojcestného ventilu.

Topná soustava by tedy měla být správně regulována. Nejběžnějším řešením je použití trojcestného ventilu na zpátečce kotle, viz. následující obrázek.

Po zapálení kotle je trojcestný ventil uzavřen a teplá voda proudí pouze přes tzv. zkrat ve směru první šipky od bodu 1 do bodu 2. Poté, co kotel ohřeje teplou vodu na předem stanovenou teplotu (cca 50 °C pro plynový kotel a 60 °C pro dřevokotel), začíná se pomalu otevírat trojcestný ventil a voda nám začíná proudit přes topnou soustavu. (1 - 2 + 3 - 2). Po dosažení stanovené teploty je ventil plně otevřen a všechna voda nám proudí z 3 do 2.

Trojcestný ventil je regulován regulátorem, který se nám stará o správné otevření ventilu tak, aby na zpátečce kotle byla vždy stanovená teplota.

Parametry regulátoru:

Ovládání regulátoru:

Menu regulátoru je ovládáno pomocí jednoho tlačítka. Jako zobrazovač slouží malý dvouřádkový LCD displej. Pomocí jednoho tlačítka se lze pohybovat v menu v závislosti na délce jeho stlačení. Při krátkém stisku se nám v základním režimu pouze podsvítí LCD displej na dobu 10 sekund, poté automaticky zhasne. Chceme-li se dostat do MENU, musíme tlačítko zmáčknout a držet déle než dvě vteřiny. Pomocí krátkých stisků lze rolovat mezi jednotlivými položkami MENU. Pro potvrzení vybrané položky opět stiskneme tlačítko na delší dobu. Krátkými stisky tlačítka nastavíme požadovanou hodnotu a dlouhým stiskem opět potvrdíme správnost nastavení. Po správném nastavení a potvrzení volby se nám na displeji zobrazí nápis OK. 

Velmi dlouhým stiskem tlačítka lze také vypnout celý displej (v rámci úspor energie) a v případě potřeby znovu dlouhým stiskem tlačítka zapnout.

Popis jednotlivých parametrů:

  • Teplota

Stanovená teplota, kterou požadujeme na zpátečce kotle. Nastavení teploty pomocí jednoho tlačítka je vzhledem ke svému rozsahu trochu odlišné. Krátkým stiskem tlačítka nastavujeme teplotu po desetinách stupně. Delším stiskem tlačítka se tato teplota inkrementuje o desítky stupňů. Potvrzení volby nastavené teploty probíhá velmi dlouhým stiskem tlačítka (>4 s).

  • Tolerance

Nastavení pásma tolerance, ve kterém se může teplota pohybovat (vzhledem k setrvačnosti systému).

  • Krok

Nastavení kroku otevírání / zavírání trojcestného ventilu. Teplota je vzorkována a vypočítávána každých deset sekund, které jsou i maximální dobou zásahu.

Nastavíme-li krok na 2 sekundy, bude na trojcestný ventil každých deset sekund přivedeno napětí po dobu dvou vteřin. Trojcestný ventil s pohonem 60 sekund se nám naplno otevře za 300 sekund (5 minut).

  • Pohon

Nastavení doby otevření pohonu při stálém napětí, daném výrobcem pohonu ventilu (běžně 60-120 sekund). Tento údaj, ze kterého se vypočítává doba otevírání ventilu tak, aby při plně otevřeném ventilu nedocházelo ke stálému spínání relé (regulátor nemá údaj o poloze pohonu), je pouze informativní. Nastavením tohoto parametru také předcházíme počátečnímu seřizování polohy ventilu při zapojení regulátoru, případně výpadku napájení.

Algoritmus regulace:

  • Otevírání pohonu: Naměřená teplota ≥ Nastavená teplota + (tolerance / 2)
  • Zavírání pohonu: Naměřená teplota ≤ Nastavená teplota - (tolerance / 2)
 

Příklad:   

Nastavená teplota = 60 °C
Tolerance = 10 °C
Otevírání pohonu: Naměřená teplota ≥ 65 °C
Zavírání pohonu: Naměřená teplota ≤ 55 °C


Schéma zapojení:

Při návrhu Digitálního diferenčního regulátoru již bylo počítáno i s tímto regulátorem, proto je hardwarová část stejná pro oba typy regulátorů - jen se změnou osazení součástek.

Celý regulátor se skládá ze dvou DPS. První část obsahuje LCD displej, tlačítko pro ovládání a indikaci pomocí LED diod.




Druhá část DPS obsahuje jádro mikroprocesoru, tvořené ATmega8, a další nezbytné součásti pro jeho správný chod. Mikroprocesor je taktován vnitřním hodinovým oscilátorem s frekvencí 1 MHz. Deska dále obsahuje součásti pro zapojení přesného teplotního čidla, spínací relé a napájecí zdroj ze síťového napětí.


 

Zapojení regulátoru:

Regulátor se zapojuje podle následujícího obrázku. Na horní svorkovnice se připojuje teplotní čidlo LM35.

Silová část regulátoru se připojuje přes svorkovnice na spodní straně regulátoru. První dvě svorkovnice směrem od transformátoru dolů slouží pro napájení řídicí elektroniky regulátoru. Řídicí elektronika transformátoru je jištěna 1 A radiální pojistkou.

Třetí svorkovnice slouží jako přívod spínaného napětí pro relé. Zde můžeme připojit jakékoli externí napětí s maximální velikostí do 300 V. Požadujeme-li spínání síťového napětí (~230 V), propojíme tento přívod s napájecím napětím.

Další dvě svorkovnice slouží pro připojení otevírací fáze pohonu.

Poslední dvě svorkovnice slouží pro připojení zavírací fáze pohonu. Pracovní nulu N můžeme v případě napájení (~230 V) použít z jakékoli svorky, označené N. Pozor, všechny jsou propojené.


 

Závěr:

Při konstrukci regulátoru se pracuje s nebezpečným síťovým napětím. Regulátor by měla zapojovat pouze osoba s platnou elektrotechnickou kvalifikací, danou zákony ČR. Popisovaná konstrukce je pouze informativní a autor článku ani správce webu nenese žádnou zodpovědnost za případné ujmy na zdraví či majetku.

Více informací, včetně možnosti objednání regulátoru: www.pazi.webovka.eu/Regulace/Regulace.htm

 

Komentáře