Регулятор тяги для твердотопливных котлов: назначение, конструкция

Что такое стабилизатор тяги дымохода и принципы его работы

Устройство представляет собой механизм, который предусматривает дозированную подачу воздуха для оптимальной тяги в автоматическом режиме. Прерыватель – стабилизатор дымохода – оснащен предохранительной заслонкой, при помощи которой устраняется риск избыточного давления. Принцип работы регуляторного механизма заключается в следующем:

при чрезмерной интенсивности потока газов срабатывает заслонка в компенсаторе тяги, что обуславливает частичное отсечение струи;
положение клапана сохраняется до момента снижения температуры в топке до оптимальных значений;
после того, как урегулируется температурный режим, заслонка возвращается в исходное положение.

Образование высокой тяги в дымоходе обусловлено климатическими и суточными изменениями, атмосферным давлением, существенными перепадами температур и другими факторами. Повышенная интенсивность потоков в дымовом канале негативно отражается на работе системы – снижается эффективность теплогенератора, повышаются топливные расходы. Для устранения проблем с давлением в трубе дымохода и нужен стабилизатор тяги.

Автоматические компенсаторы давления в канале дымоудаления являются универсальным устройством для всех категорий генераторов тепла. Конструкция выполняется из нержавеющей стали, предусматривает компактные размеры. Прибор выделяется относительно несложным механизмом, простотой монтажа и обслуживания. Нередко для обустройства автономных систем отопления изготавливают стабилизатор тяги своими руками.

Стабилизаторы тяги дымохода

Регуляторы тяги для котлов существующие типы и их отличие

Существует множество способов поддержания заданной температуры в топке. По принципу действия, конструкции регуляторов делятся на два типа:

Механический регулятор тяги

Принцип действия основан на способности некоторых материалов расширяться и сжиматься при изменении внешней температуры.

Датчик и механизм привода объединены в одном корпусе. Регулятор горения котла устанавливается в верхней части топки (1), где температура достигает максимального значения. Датчик представляет собой герметичную емкость со штоком.

Внутри жидкость, которая меняет объем под воздействием температуры (2). На шток давит пружинный механизм, соединенный с рычагом управления заслонкой (3). В холодном состоянии шток максимально утоплен, под давлением пружины.

Рычаг (3) находится в верхней точке. С помощью цепи (4) рычаг соединяется с воздушным клапаном (зольной дверцей). Клапан (5) находится в открытом состоянии, насыщенный кислородом воздух (6) поступает в топку. Топливо горит с максимальной интенсивностью.

При повышении температуры, жидкость в датчике расширяется, и преодолевает давление пружины. Рычаг (3) начинает опускаться, и цепь (4) закрывает воздушный клапан (5). Тяга уменьшается, интенсивность горения снижается. Цикл повторяется постоянно, вслед за колебаниями температуры.

Популярное: Выбор плиткореза, ручной или электрический. За что стоит переплачивать?

С помощью винтового регулятора (7) можно корректировать силу сжатия пружины, устанавливая порог срабатывания датчика.

Следующий вариант механического регулятора использует биметаллическую пружину.

Под воздействием температуры, пружина (1) меняет положение штока (2). Он в свою очередь двигает управляющий рычаг (3). Как и в первом варианте, заслонкой управляет цепь (4). Эта конструкция также может настраиваться: с помощью винтовой рукоятки (5) меняется усилие на пружине.

В обоих случаях грубая калибровка производится перестановкой звеньев цепи в точке крепления (ее можно удлинить или укоротить).

Преимущества механических регуляторов в их автономности. Достаточно один раз отрегулировать температуру: синхронизировать угол открывания клапана, и можно не беспокоиться за тягу в котле. К достоинствам можно отнести и невысокую стоимость.

Есть и недостатки:

Датчик работает на основании температуры в топке, нет связи с реальной температурой в помещении. То есть, регулятор работает условно. При изменении погодных условий (когда температуру теплоносителя можно снизить), приходится заново калибровать регулятор тяги.
Главная проблема – невысокая точность и инертность. Это конструктивная особенность, улучшить показатели невозможно.

Вне зависимости от конструкции, большинство механических регуляторов выглядят так:

Электронный регулятор тяги

Для любителей полной автоматизации и высокой точности управления – предлагаются электронные блоки управления. Автоматический регулятор тяги отслеживает не только температуру в топке, но и контролирует теплоноситель. Можно настроить модуль на температуру воздуха в помещении.

Базовая конфигурация включает в себя блок управления, оснащенный датчиками температуры, и вентилятором. То есть, кроме регулирования естественной тяги (с помощью заслонки), можно гнать кислород принудительно. Это повышает эффективность горения, особенно при неблагоприятной погоде.

В зависимости от комплектации (соответственно и стоимости), электронный регулятор оснащается различным количеством датчиков. Меняются и функции: можно запрограммировать экономный режим, или напротив: быстрый прогрев помещения. Например, если вы приехали зимой на промерзшую дачу.

Вам остается лишь подбрасывать топливо (некоторые датчики подают сигнал, когда дрова или уголь заканчиваются). Есть даже системы автоматической подачи твердого топлива, но это тема другой статьи.

Популярное: Строительный фен: покупать, или сделать своими руками?

Преимущества очевидны: высокая точность, возможность контроля за температурой в помещении, множество дополнительных функций. Есть возможность усилить тягу с помощью вентилятора. Можно подключить к модулю управления циркуляционный насос теплоносителя.

Недостатки:

Разумеется, стоимость. За удобства придется доплатить.
Еще одна серьезная проблема – энергозависимость. Если пропала электроэнергия – вся эта интеллектуальная система перестает работать. Можно подключить источник бесперебойного питания, но это еще больше увеличит стоимость комплекта.

Как выбрать и обзор производителей

В продаже возможно найти терморегуляторы для котла отопления на любой вкус. Есть модели бюджетные и подороже. А чтобы правильно выбрать его, нужно учесть следующее.

Интервал регулировки температуры должен быть 60-90°С.
Указанного в паспорте конструкции усилия, которое развивается приводом, должно быть достаточно на подъём дверки.
Нужно проследить, хватает ли рабочего хода привода для полного открытия и закрытия отворки.
Соединение резьбы на корпусе должно подходить соответствующей части в котле и составлять ¾.

В настоящее время автоматические регуляторы тяги для твердотопливных котлов производят несколько отечественных и зарубежных компаний. В России чаще всего приобретают устройства итальянской компании «Atos», украинской марки «Air Auto», американской «Watts», польской «Tech».

Сразу стоит сказать, что цены на регуляторы тяги для твёрдотопливных котлов различаются. И на это в большинстве влияет местоположение производителя и тип действия (электронные терморегуляторы всегда дороже в несколько раз).

К примеру, украинская марка «Air Auto» по стоимости в среднем 7 000 рублей, а аналогичная польская «Tech» — 10 000 рублей.

Предлагаем рассмотреть некоторые марки популярных производителей регуляторов в таблице.

Производитель	Страна	Характеристика
Atos	Италия	Специализируется на производстве исключительно автоматических систем. Предполагает ручную загрузку топлива либо автоматическую. Электрогидравлика подразумевает установку системы от 15 кВт.
Air Auto	Украина	Предполагает ручную загрузку топлива. Продукция обеспечивается блоком управления с несколькими рабочими режимами. Комплект включает циркуляционное оборудование, дымососы, вентиляторы. Особенность марки в возможности плавного регулирования оборотов вентилятора. Во время функционирования используется интегрально-дифференциальный алгоритм, который увеличивает продолжительность горения топлива на 20%.
Watts RT	Америка	Большой выбор рабочих температур, от 30 до 100°С. Марка имеет типовое резьбовое соединение, а также прекрасно подходит для установки в котлы современного типа.
Tech	Польша	Преимущественно выпускает автоматику, которая управляется микропроцессором. Марка в простом исполнении, с базовым набором нужных для работы котла функций. Модули подразумевают четыре рабочих режима, встроенную защиту от перегрева теплоносителя.
ICMA	Италия	Характеризуется эта модель натяжением цепочки с нагрузкой до 850 гр., широким диапазоном настроек мощности (от 30 до 100°С) и возможностью как горизонтальной установки, так и вертикальной.
EuroSter	Польша	Предлагает электронные автоматические терморегуляторы, которые подключаются к комнатным термостатам и обеспечивают автоматически процесс горения. Точно следит за температурой в помещении и отлично подходит для управления системой полов с подогревом. При желании температура нагрева может составлять 30-90°С. Максимальная нагрузка на цепь — 800 гр.
ESBE	Швеция	Регуляторы температуры для котла отопления марка выпускает механические и электронные. Последние предназначены для котлов с автоматической подачей топлива. Терморегулятор подключается к циркуляционному оборудованию и нагнетательным вентиляторам.
Regulus RT3	Словакия	Регулятор тяги «regulus» подразумевает диапазон регулировки 30 – 90°C. 120°C – это самая высокая температура нагревания воды, 60°C – среды. Рабочее положение горизонтальное и вертикальное. Его усовершенствованная модель — регулятор тяги regulus rt4. Отличается она меньшими габаритами, и, в отличие от rt3, имеет нагрузку на цепочку не 800 грамм, а до 1 кг.
Лемакс	Италия	Имеет регулирующую рукоятку из термоутверждающейся смолы – и это основная особенность производителя. В наличии есть термочувствительный элемент, поэтому за безопасность можно не бояться. Марка может похвастаться точностью настроек и надёжностью. Производимое регулирующее оборудование стандартных размеров, поэтому подходит многим котлам на твёрдом топливе.
Honeywell FR 124	Германия	Совместим с большинством твердотопливных котлов (BURNiT, Wirbel, Viadrus Buderus, КЧМ, ZOTA, ДОН и др.) Максимальная температура рабочей среды 115 °С. Диапазон настройки регулятора тяги 30-90 °С. Термочувствительный элемент заполнен воском. Имеет две шкалы, предполагает и горизонтальную, и вертикальную установку.

Что это такое и зачем он нужен

Дымоход далеко не всегда работает идеально. Нередко из-за большой длины в нем возникает слишком сильная тяга (разрежение, падение давления), в ветреную погоду порывы ветра вызывают скачки давления, при прогреве дымохода (растопке) тяга также усиливается.

Контролировать короткие скачки тяги практически невозможно, а они могут навредить отопительному оборудованию – например, могут сбить пламя в газовых котлах, а частые включения и вспышки газа при розжиге вредят им.

Слишком сильная тяга уменьшает КПД отопительного агрегата – часть тепла не успевает пойти на разогрев теплообменника или самой печи и «улетает» вместе с отходящими горячими газами. Кроме того, сильная тяга нередко заставляет дымоход гудеть и мешает жильцам дома.

Для устранения скачков давления и чрезмерной тяги в дымоходе и придумали стабилизатор тяги – несложное устройство. Оно устанавливается в нижнюю часть дымовой трубы.

Что влияет на тягу

Причины изменчивости тяги:

Если оголовок дымохода ниже конька кровли, то на тягу влияет направление ветра. Хотя расчеты, применяемые при определении высоты дымохода, и обеспечивают выход трубы выше зоны ветрового подпора и достаточную минимальную тягу при любых условиях, это не обеспечивает стабильную тягу – при направлении ветра вдоль конька или стены дома она увеличивается. Да и округление всех показателей (длины и площади сечения борова) при расчетах в большую сторону также увеличивает разрежение в дымоотводе.
В зависимости от погоды тяга также увеличивается или уменьшается. При ясной погоде давление близко к норме, при осадках и влажности давление падает. При высоком атмосферном давлении относительное разрежение, то есть разрежение в сравнении с атмосферным давлением в дымоходе увеличивается, при низком – уменьшается.
В холодную и очень холодную погоду увеличивается разница температур между помещением и улицей – это также увеличивает тягу.
На резкие изменения тяги в дымовой трубе влияют и порывы ветра. Если при длительных изменениях погоды тягу можно немного скорректировать с помощью шибера (заслонки), то при очень быстрых скачках давления никакой шибер не поможет.

Устройство и принцип работы

Стабилизатор давления выполняет функцию клапана. Изготавливают его только из нержавеющей стали, он эксплуатируется при температурах до 500 °С и выше и используется на дымоходах отопительных агрегатов на любом виде топлива – от газовых котлов до угольных печей. Оцинкованную сталь для стабилизаторов не используют – они устанавливаются близко от котлов, подвергаются действию высоких температур, отчего оцинкованная сталь быстро прогорит.

Конструктивно стабилизатор напоминает заглушку с отверстием, которое закрыто подвижной пластиной. Пластина качается на оси, как маятник, и открывает либо закрывает отверстие при срабатывании. На пластине закреплен противовес. Для регулировки давления имеется вращающаяся рукоятка. Для монтажа стабилизатора в дымовую трубу вблизи отопительного агрегата устанавливают специальный тройник.

Существуют стабилизаторы в виде грибка. Применяют их в основном для газовых котлов, для твердотопливных такой стабилизатор не подходит. Участок дымохода расширяется в виде грибка. Под грибком монтируется температурный датчик. Если тяга значительно уменьшается или опрокидывается, горячие газы будут собираться под грибком (даже очень кратковременно пойдут в помещение), нагреют датчик, и он отключит подачу газа в камеру сгорания.

Преимущества и недостатки

Преимущества установки стабилизатора тяги в дымоход:

Увеличивается безопасность эксплуатации отопительного оборудования.
Устраняются резкие изменения тяги при сильном ветре.
Стабилизатор уменьшает перегрев дымоходного канала при розжиге печи, твердотопливного котла или камина, удлиняет срок службы дымоходов.
В дымоходы печей и котлов длительного и сверхдлительного горения устройство монтируется изначально.
Снижается выброс продуктов неполного сгорания топлива (угарного газа) в атмосферу.
Самые существенные достоинства – стабилизатор уменьшает ненормативные утечки тепла с отходящими газами, повышает КПД котла, экономит топливо. Некоторые источники (польская фирма POLMAR) приводят экономию до более 30 %, гарантированно можно сэкономить 3-9 %. На газовых котлах экономия меньше, на твердотопливных агрегатах – больше. 3 или 9% экономии – вроде бы немного, но просчитайте сумму, которую вы сэкономите за сезон. Я уверен, сумма вас приятно удивит.

Сделать самостоятельно или купить

Конструкция стабилизатора достаточно проста, и его несложно можно изготовить своими руками, хотя регулировка тяги покупными изделиями немного точнее. Для готовых современных труб, собранных из модульных элементов, проще подобрать устройство того же производителя, для самодельных банных и гаражных печек стабилизатор можно сделать и самому – просто нет смысла приобретать фирменное изделие.

Проверенные производители

Не все фирмы, выпускающие дымоходы, выпускают и стабилизаторы тяги. Еще сложнее обстоит дело, когда ищут стабилизатор для труб из кирпича или асбоцемента. Если вы устанавливаете покупной модульный дымоход, керамический или из сэндвича, то имеет смысл покупать комплектующие той же фирмы. К тому же в глубинке в продаже чаще всего представлены трубы одного-двух брендов, и выбора практически нет.

Часто можно услышать похвалы в адрес польского производителя – фирмы Darco; стабилизаторы выпускают также КРАФТ (Воронеж), ZKZ-INDUSTRI (Чехия), POLMAR (Польша); SWaG (Украина); в сети встречается марка Afriso, киевская марка Трио-Трейд (Версия-Люкс).

Примерная цена

Приведу информация о том, сколько стоит стабилизатор тяги:

для дымоходов диаметром 100 мм
диаметром 150 мм
диаметром 200 мм

Как сделать регулятор тяги своими руками

Изготавливать компенсатор своими руками или купить готовый – решать вам. Для удобства стоит сделать чертеж с точными размерами. Можно подготовить выкройки из ватмана и по ним вырезать детали из металлического листа.

Своими руками стабилизатор изготавливают из трубы подходящего диаметра, материал – нержавеющая сталь марки AISI 304 или 321. Можно сварить трубу из листа нержавейки, понадобится аргоновая сварка. Толщина листа – 1 мм. Внутренний диаметр совпадает с диаметром дымохода. Длина – 250-300 мм. Швы необходимо тщательно зачистить. Для клапана выполняется вырез – примерно 15 % от сечения борова дымохода.

Возле выреза устанавливается поворотная ось – пруток диаметром 8-10 мм, на нее крепится пластина клапана, закрывающая отверстие. Для крепления оси приваривают гайки к трубе и пластинке, ось вставляется в них. Для регулировки на пластину приваривают противовес – болт с накрученной гайкой большой высоты. Возле верхнего и нижнего края на расстоянии 25-30 мм от края трубы необходимо развальцевать канавки для фиксации стабилизатора. Устройство крепится широкими хомутами к дымоходу.

Технологию изготовления самодельного регулятора можно увидеть на видео:

https://youtube.com/watch?v=MH6WfxT2n_E

Правила установки и подготовки к работе

Установка регулятора тяги на твердотопливный котел выполняется самостоятельно, если агрегат изначально им не укомплектован. Устройство нуждается в правильной настройке.

Перекрыв все отсечные краны, нужно слить теплоноситель из водяной рубашки

Монтаж регулятора в большинстве случаев требует слива теплоносителя из водяной рубашки. Чтобы не сливать воду из всей системы, перекройте соответствующие отсечные краны. Затем удалите из гильзы на корпусе котла заглушку и ввинтите регулирующее устройство, не подсоединяя к нему цепочку. Затем вновь заполните водой систему.

Настройка выполняется в несколько этапов:

Откройте дверцу зольника (не прикрепляя к ней цепочку).
Ослабьте винт-фиксатор, расположенный на регулировочной рукояти.
Выберите температурный режим и установите рукоять в соответствующее положение (к примеру, 60°С).
Подсоедините цепочку к рычагу.
Растопите котел при открытой дверце зольника, дождитесь нагрева теплоносителя до 60 градусов (следите за показаниями котельного термометра).
Прикройте дверцу с таким расчетом, чтобы она была приоткрыта на 2 мм.
Закрепите свободный конец цепочки, натянув ее (допустимый свободный ход – 1 мм).
Затяните на рукояти фиксирующий винт.

Установленный термостатический регулятор необходимо протестировать на всех температурных режимах, включая максимальный, чтобы убедиться в исправности устройства и его правильной настройке. Твердотопливные котлы отличаются большой инерцией – изменение интенсивности горения угля или дров происходит плавно и еще медленнее снижается или повышается нагрев теплоносителя. Поэтому после закрывания заслонки проходит определенное время до того момента, когда теплоноситель в системе начинает остывать. По этой причине, проверяя настройки регулирующего устройства, не спешите вносить коррективы.

Из этого следует

Даже простой механический регулятор способен повысить удобство и безопасность эксплуатации твердотопливного котла. Они не отличаются высокой точностью, но помогут поддерживать комфортную температуру в доме, экономить топливо.

Для любого котельного оборудования важнейшим компонентом успешной работы является наличие тяги. С точки зрения физических процессов это сложное, неоднородное явление, которое обусловлено физическим состояние веществ. Теплые, нагретые до определенной температуры газообразные вещества имеют свойство подниматься вверх, тогда как более холодные вещества наоборот, являются более тяжелыми и опускаются вниз. Данный принцип лежит в основе процесса работы нагревательной техники.

Твердотопливные котлы, где перегретый в результате горения топлива углекислый газ и легколетучие твердые частицы поднимаются вверх, на их мест приходит свежий, прохладный воздух. От того, насколько силен газообмен горячих масс и холодного воздуха, зависит сила тяги. Регулятор тяги для твердотопливных котлов как раз и призван решать задачу интенсивности взаимного обмена воздушных масс, влияя на работоспособность нагревательного агрегата. Рассмотрим подробно, что собой представляет механический регулятор тяги. Узнаем, каково его непосредственное участие в работе отопительного оборудования, насколько важна установка этого приспособления для котлов.

Как поставить и настроить регулятор

Для установки терморегулятора тяги необходимо освободить рубашку котла от теплоносителя, для этой цели, как правило, в обвязке агрегата предусматривают специальные краны, отсекающие контур с тэном. В противном случае придется спускать весь объем системы.

Следующим делом из гильзы на котле извлекается заглушка, а на ее место устанавливают подготовленный прибор. После этого система снова заполняется водой. Для настройки регулятора тяги необходимо запустить котел на тепло, и выполнить ряд последовательных действий.

Открыть заслонку для полной подачи воздуха к топке. При этом цепочку пока подсоединять не следует.
На рукоятке, осуществляющей регулировку, необходимо ослабить фиксирующий винт.
Выбрать положение соответствующее требуемой температуре, к примеру, 70о.
Отмечая нагревание при помощи термометра, подсоединить цепочку к заслонке при достижении теплоносителем температуры в 70о. Заслонка, в этом положении, должна оставлять открытым отверстие всего на 2 мм.
В завершении фиксирующий винт снова затягивают.

После того как конструкция собрана, регулятор тяги проверяют в разных режимах работы от максимального до минимального. Следует выдерживать паузы на разницу между достижением заданной температуры и моментом срабатывания рычага, ведь дрова не газ и затухают плавно. По этой причине не стоит спешить снова настроить прибор, не выдержав паузу. После прохождения всех проверок монтаж регулятора тяги считают выполненным.

Неоднородное и сложное понятие, включающее в себя несколько факторов, является сила тяги. Этот параметр должен находиться на высшем уровне для того, чтобы аппарат работал стабильно. На то, как генерируется энергия, и горит топливо оказывает влияние нормативное отклонение показателей силы тяги. Чаще всего хозяева твердотопливных котлов сталкиваются с такой проблемой, если наблюдаются нарушения в монтажных работах. Предусмотрительные люди вместе с оборудованием приобретают регулятор тяги для того, чтобы не сталкиваться с такой проблемой.

Как собрать самому

Чтобы собрать собственный регулятор тяги, необходимо иметь навыки работы со сварочным аппаратом. Для работы понадобится листовая нержавеющая сталь. Ее толщина должна быть минимум 1 мм. Размер листа подбирается таким образом, чтобы из него можно было сделать цилиндр, который будет по диаметру равен существующему дымоходу. Понадобится для стабилизатора еще небольшой отрезок листовой стали, которая будет служить заслонкой. Ее размер должен быть таким же, как и внутренний диаметр трубы. Дополнительно понадобится шпилька из нержавеющей стали, гайки и заклепки.

Из прямоугольного отрезка варится тело стабилизатора, которое представляет собой цилиндр. Делать это лучше всего внахлест, чтобы шов получился герметичным. После этого швы зачищаются и проверяются. Следующим шагом делается клапан или заслонка для тягового механизма. Она не должна полностью перекрывать сечение трубы в закрытом состоянии. Необходимо сделать небольшие прорези, которые будут составлять 15% от общей площади внутренней окружности трубы. Далее в цилиндре необходимо просверлить два отверстия. Через них вставляется шпилька, на нее закрепляется клапан. Сама шпилька крепится к стабилизатору с помощью гаек из нержавеющей стали.

На конце шпильки устанавливается рукоятка, которой можно выставлять заслонку в требуемое положение. Дополнительно можно установить заклепку из нержавеющей стали, которая будет служить ограничителем или стопором для клапана стабилизатора. Края получившегося цилиндра прокатываются, чтобы их диаметр был немного меньше диаметра трубы дымохода, чтобы его можно было свободно вставить внутрь. Фиксируется стабилизатор с помощью хомутов из нержавеющей стали. Подробнее о процессе сборки можно узнать из видео.

Виды регуляторов и особенности выбора

Если твердотопливный отопитель в базовой комплектации не оборудован регулятором тяги, устройство придется установить самостоятельно.

Обязательным условием для этого является

наличие специальной гильзы, вмонтированной в водяную рубашку (гильза может располагаться на верхней, фронтальной или боковой части корпуса);
дверца зольника, открывающаяся вверх.

От места расположения гильзы зависит тип устройства – выпускаются модели, работающие только в вертикальном положении (монтируются сверху на корпус), только в горизонтальном положении (крепятся на фронтальную или боковую панель) и универсальные.

Слева котёл с возможностью установки регулятора, справа — с ручным управлением

При выборе модели обратите внимание на следующие параметры

усилие, которое развивает привод (значение указывается в паспорте, его должно быть достаточно для подъема дверцы зольника);
температурный диапазон нагрева теплоносителя (60-90°С);
рабочий ход привода (его должно быть достаточно для полного открывания и закрывания заслонки);
тип резьбового соединения на корпусе – он должен соответствовать резьбе в гильзе котельного агрегата (обычно это 3/4″).

Конструкция регулятора тяги может предусматривать ремонт или замену исполнительного механизма без демонтажа самого устройства и слива теплоносителя из водяной рубашки котла. У таких моделей погружная гильза выполняется съемной.