Принцип работы двухконтурного газового котла отопления и особенности его подключения. Принцип работы настенного газового котла

Устройство котла для обслуживания двух контуров

Двухконтурный газовый теплогенератор отличается от одноконтурного аналога тем, что вместо теплообменника имеет два, которые в технической терминологии называются первичным и вторичным.

Первый, т.е первичный теплообменник, размещают непосредственно в зоне горения пламени. Его задачей является нагрев теплоносителя для работы тепловой сети. Вторичный теплообменник отвечает за работу горячего водоснабжения.

Стабильная работа отопителя возможна при слаженной работе всех его компонентов. Информация о наиболее важных функциональных узлах поможет понять принцип работы оборудования

В конструкцию любого двухконтурного устройства входят следующие стандартные элементы:

Камера сгорания с горелочным блоком;
Теплообменники;
Устройства управления и защиты оборудования.

Чтобы разобраться в функциях устройства газовых котлов двухконтурной разновидности, подробно остановимся на каждом его конструктивном элементе.

Виды газовых горелок для двухконтурных котлов

Горелка газового котла отвечает за получение достаточного количества тепла, необходимого для работы контура отопления и горячего водоснабжения. Тепловая энергия получается при сжигании топлива. Горелка помещается в камеру сгорания, куда помимо газа вдувается воздух. Это необходимо для процесса горения.

В зависимости от режима работы горелки можно разделить на следующие типы:

Одноступенчатая горелка. Устройство с такой горелкой может работать только в двух режимах — «Стоп» и «Старт». Такие котлы, несмотря на низкий КПД и сокращенный срок службы, пользуются популярностью благодаря простой конструкции и невысокой стоимости.
Двойная горелка. Обогреватель с такой горелкой может работать на полной и половинной мощности. Преимущества заметны в теплое время года, когда нет необходимости эксплуатировать прибор на полную мощность, чтобы нагреть не слишком холодную воду.
Модулирующая горелка. Умная котельная система с подобной горелкой позволяет регулировать и регулировать эффект. Такой котел отличается длительным сроком службы и КПД, но при этом он на порядок выше агрегатов с одно- и двухступенчатыми горелками.

Горелки делятся на открытые и закрытые конструкции. Когда горелка открыта, воздух, необходимый для сжигания топлива, поступает непосредственно из помещения, где находится котел. Для отвода продуктов горения необходим дымоход, который должен обеспечивать достаточную естественную тягу.

Атмосферные отопительные агрегаты обычно комплектуются обычной металлической трубой, турбины с коаксиальным дымоходом. В зависимости от технических условий в помещении дымоход располагают вертикально или сооружают под углом. Угловые варианты ведут через стену на улицу или подключаются к общему дымоходу.

Газовая горелка – основной элемент двухконтурного газового котла, она отвечает за сжигание топлива и получение тепловой энергии в необходимом количестве

Турбинные котлы оборудованы закрытыми камерами сгорания, куда воздух самопроизвольно попасть не может. Они безопаснее и надежнее в эксплуатации, но дороже и сложнее в обслуживании. Котлы с закрытыми горелками, помимо дымохода, нуждаются в канале, по которому в камеру подается необходимый для горения кислород.

Именно поэтому турбинные котлы оборудуют коаксиальными трубами, ведь они кроме дымоудаления еще и всасывают свежий воздух с улицы. Бывает, что для нормальной работы два коаксиальных дымохода подключаются к закрытой камере сгорания. Кроме того, вся конструкция дополнена трубой для подачи воздуха.

Все подобные модели котлов оснащены вентиляторами, обеспечивающими движение дыма, многоуровневыми системами защиты и автоматики. Электричество необходимо для работы этих устройств и систем. Их недостатком является энергозависимость, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Разновидности теплообменников газовых агрегатов

Если горелка сжигает топливо для производства тепла, теплообменник обеспечивает сбор этого тепла для дальнейшей передачи воде. Как уже было сказано, в конструкции двойного контура есть первичный и вторичный теплообменники.

Первичный теплообменник расположен непосредственно над горелкой и представляет собой ребристую трубку, изогнутую в виде шланга. Под действием пламени вода в теплообменнике нагревается и движется через трехходовой кран дальше в трубы отопительной системы.

Вторичный теплообменник представляет собой систему гофрированных пластин, собранных в единый блок с двумя парами отверстий. Каждая пара отверстий имеет свою функцию.

По одной из пар протекает вода из водопровода, а по другой движется теплоноситель, поступающий в контур отопления. Такая система пластинчатых и трубчатых теплообменников называется двойной.

Первичный и вторичный теплообменники объединены в одну систему, исправную работу которой обеспечивает специальный трехходовой клапан

Существуют отопительные агрегаты, в которых вместо двойной системы используется битермический теплообменник сложной конфигурации. Такой теплообменник изготавливается из меди, представляет собой пару трубок, вставленных друг в друга. По внешней трубе движется теплоноситель, а по внутренней – вода для обеспечения работы ГВС.

Битермический теплообменник теплоносителя и водонагревателя имеет сложную конфигурацию, когда труба одного контура помещена в трубу другого контура

Котлы с битермическим теплообменником сложнее в эксплуатации, так как оба теплообменника представлены единым блоком, что затрудняет его очистку от накипи. Но такие нагреватели пользуются спросом, так как отличаются небольшими габаритными размерами и высокой скоростью нагрева воды.

Автоматика или блок управления котла

Автоматика котла отвечает за безопасную и стабильную работу. Контролирует температуру воды в компонентах ГВС, поддерживает температуру теплоносителя в магистралях теплоснабжения. Автоматика газового котла не допускает работы нагревателя при возникновении опасных ситуаций.

Устройство перестает работать или не включается в таких случаях:

Пониженное давление в газовой системе;
Отсутствие тяги;
Отсутствие или критический перегрев охлаждающей жидкости.

Блок управления, управляющий работой устройств защиты и автоматики процессов, представлен набором переключателей, микросхем или их комбинацией. Помимо обеспечения безопасности и контроля температуры, он контролирует работу циркуляционного насоса и вентилятора.

Современные газовые котлы отличаются наличием интеллектуального управления, в программном обеспечении которого предусмотрены разные режимы работы.

Принцип работы и специфика

Многие владельцы газового оборудования даже не задумываются о том, как на самом деле работает двухконтурный газовый котел. Они ошибочно полагают, что нагрев воды и отопительный контур происходят одновременно. На самом деле не все так радужно.

Двухконтурный газовый котел не может работать в двух режимах одновременно, что обеспечивает работу систем отопления и горячего водоснабжения. Это подтверждается наличием в агрегате трехходового клапана

В обычном режиме котел работает постоянно только на нагрев теплоносителя, циркулирующего в системе. При этом частота включения и интенсивность горения пламени контролируются датчиком температуры. Одновременно с горелкой запускается и циркуляционный насос, если работа системы отопления не основана на естественной циркуляции теплоносителя.

Пространство в нижней части настенного котла предназначено для подачи газа, подключения холодной воды, а также выводов системы горячего водоснабжения и контура отопления

Фактически, когда температура теплоносителя достигает заданного значения, датчик подает сигнал на снижение активности горелки. Пока температура не упадет до заданного значения, котел будет находиться в пассивном режиме. Затем снова поступает команда от датчика на автоматику на срабатывание клапана подачи топлива.

Технические характеристики, основные отличия

На рынке представлено множество моделей отопительных установок, отличающихся рядом важных технических параметров.

Мощность

Важнейший критерий, на основании которого выбирается модель отопительного оборудования. При расчете этого параметра учитываются следующие факторы:

площадь комнаты;
площадь с дверями и окнами;
теплоизоляционные свойства стен, потолков и полов;
наличие чердака и подвала;
климатические условия.

Мощность – важный критерий выбора газового двухконтурного котла.

В целом, для обеспечения обогрева 10 кв м площади необходимо не менее 1 кВт удельной мощности.

Функции розжига

Горелку можно зажечь:

вручную — спичками или зажигалкой;
использование пьезоэлемента;
электрическая система зажигания.

В газовых приборах, оснащенных системой автоматики, чаще реализуется последний вариант.

Варианты тяги

Для удаления дымовых газов используется естественная или принудительная тяга. Котлы первого типа отличаются упрощенной конструкцией. Выброс продуктов сгорания осуществляется через вертикальный дымоход. Эффективность зависит от стабильности давления газообразного топлива. При прекращении подачи газа возрастает риск износа горелки и увеличивается расход топлива.

Форсированные котлы оснащены вентилятором, который используется для удаления дымовых газов. Недостатки — повышенный шум, зависимость от бесперебойного питания. Преимущества – высокий КПД, простота монтажа, отсутствие необходимости в вертикальном дымоходе.

Тяга бывает естественной и принудительной.

Материал изготовления

Внешний кожух большинства моделей газового оборудования выполнен из стали. Для некоторых элементов, защищенных от высоких температур, может быть использован термостойкий пластик.

В производстве теплообменников используются следующие материалы:

чугун – он устойчив к коррозии, долго сохраняет тепло, но хрупок и имеет большой вес;
сталь – материал имеет малую плотность, высокую механическую прочность, способен выдерживать перепады температур, но подвержен коррозии;
медь – выделяется лучшими теплопроводными свойствами, устойчива к коррозии и имеет высокую стоимость.

Автоматика

Газовый котел – сложное устройство, работа которого контролируется автоматикой. Для обеспечения безопасной и надежной работы установки постоянно контролируются следующие параметры:

давление газообразного топлива;
наличие пламени в горелке;
наличие тяги.

Газовый котел управляется автоматически.

Автоматика блокирует работу котла при нарушении любого из этих параметров. Многие устройства имеют расширенный функционал и возможности управления:

Режим постциркуляции для продления срока службы оборудования. Для этого циркуляционный насос продолжает работать некоторое время после выключения горелки во избежание локального перегрева в контуре.
Поддержание заданной температуры. Технология повышает эффективность оборудования и снижает расход топлива. В этом случае можно контролировать температуру воздуха в помещении или температуру жидкости в контуре отопления.
Режим антифриза для снижения расхода газа. Если устройство используется на даче или в загородном доме, который редко посещают, можно установить экономичный режим. Он будет поддерживать температуру контура на уровне +5°C.
Летний режим отопления. В теплое время года агрегат на отопление не работает. Во избежание застоя и выпадения солей жесткости прибор будет периодически на некоторое время включать циркуляцию теплоносителя.

Виды нагревательного оборудования

Современная промышленность готова предложить домовладельцу широкий выбор котлов для отопления помещений разного размера и назначения. Одной из причин классификации котлов является вид топлива, на котором работает устройство:

на природном газе;
на жидком топливе (дизель, реже — технический печной мазут);
на твердом топливе (от дров и угля до пеллет);
на электричестве (оснащены ТЭНами для нагрева теплоносителя).

Из всех перечисленных газовые котлы по-прежнему остаются самыми выгодными. Это связано с достаточно умеренной (по сравнению с другими энергоносителями) ценой на природный газ в среднем по России. Единственным препятствием для выбора агрегатов, работающих на природном газе, является, пожалуй, отсутствие газопроводов в селах, где расположены дома, нуждающиеся в отоплении. Во всех остальных случаях отопление газом экономически более целесообразно, чем жидким или твердым топливом, а тем более электричеством.

На схеме наглядно показаны отличия одноконтурных и двухконтурных котлов

В зависимости от круга выполняемых задач среди котельных установок, использующих газ, выделяют два основных типа:

Одноконтурный – предназначен для обогрева помещений. Как следует из названия, они имеют только один теплообменник для нагрева водяной массы.
Двухконтурные – такие системы способны нагревать два условно независимых потока воды. Это значит, что такие котлы могут стать универсальными отопительными агрегатами как для отопления помещений, так и для горячего водоснабжения.

Каждому дому нужна горячая вода. Основное различие между одноконтурными и двухконтурными котлами заключается в том, что во втором случае для этой цели будет достаточно только одного котла, а в первом случае необходимо использовать дополнительное оборудование для нагрева воды из-под крана. Это может быть бойлер косвенного нагрева, подключенный к одноконтурному котлу. Отличается от обычного электрокотла отсутствием собственных термопар. Тепло для нагрева воды подается котлом через свой теплоноситель. Помимо довольно громоздкой конструкции, у этой системы есть существенный недостаток: когда вода в баке остывает, термостат будет регулярно включать котел для поддержания нужной температуры, если дом пустует хотя бы полдня, когда семья участники находятся вне дома.

Однако наиболее распространена ситуация, когда горячая вода потребляется в умеренных количествах, площадь дома или квартиры небольшая, а занимать место тепловым оборудованием не хочется. В таких условиях двухконтурный котел станет настоящим спасением.

Как работает двухконтурный котел с биотермическим теплообменником

Битермический теплообменник представляет собой змеевик из коаксиальной трубы. Немного упрощая, это два вставленных друг в друга пайплайна.

По внешнему объему движется теплоноситель, а по внутреннему – вода для контура ГВС. Такой способ отопления существенно меняет качество работы котла – повышается КПД, увеличивается количество горячей воды и позволяет удовлетворить потребности большой семьи.

Однако у битермического теплообменника есть существенный недостаток – сложность организации внутреннего пространства трубы значительно затрудняет промывку.

Все отложения накипи, довольно быстро появляющиеся на внутренней поверхности трубы, необходимо периодически удалять, иначе она полностью заблокирует сечение теплообменника.

Кроме того, с увеличением толщины известкового слоя снижается теплоэффективность – отложения начинают выполнять роль теплоизолятора. Пользователь должен увеличить подачу газа, чтобы отрегулировать режим работы котла.

ВНИМАТЕЛЬНО! В результате теплообменник быстро выходит из строя из-за чрезмерного нагрева снаружи и большого количества накипи внутри.

Промывку такого теплообменника проводят далеко не все сервисные центры, а конструкция некоторых котлов такова, что проще поменять, чем разбирать и переустанавливать тот же агрегат.

Недостаток битотермических теплообменников целиком связан с эксплуатационными проблемами. С точки зрения экономичности такая конструкция очень удачна и позволяет увеличить количество горячей воды, доступной для разового отпуска, без потери температуры в отопительном контуре или самой горячей воды.

Сходство с другими конструкциями

Хотя конструкция двухконтурного настенного газового котла далеко не проста, при более внимательном изучении работы компонентов все оказывается не так страшно. Оборудование этого типа напоминает газовый проточный водонагреватель (особенно это касается наличия горелки и теплообменника). Все остальные детали позаимствованы у одноконтурного настенного котла. Немалую положительную роль играет встроенная труба, состоящая из расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности.

При изучении принципа работы газового двухконтурного котла важно помнить, что смешение воды из системы горячего водоснабжения с теплоносителем следует допускать не во всех случаях. Для заливки жидкости в систему отопления предусмотрена отдельная труба, входящая в состав контура. Для приготовления горячей воды используется определенный объем теплоносителя, который движется внутри вторичного теплообменника.

Материалы для теплообменника: какой лучше

Теплообменник играет одну из главных ролей в конструкции газового отопительного прибора – по нему циркулирует теплоноситель. Наиболее распространенными материалами для изготовления теплообменников газовых котлов являются медь, чугун и сталь.

Стальной вариант теплообменника

Самый дешевый и, как следствие, самый популярный материал для теплообменника – сталь. Поэтому его активно используют отечественные производители для удешевления конечного продукта. В отличие от чугуна, он не хрупок.

По сравнению с чугуном сталь намного легче, но по сравнению с медью значительно превосходит по весу и утяжеляет конструкцию котла.

Стальной теплообменник быстро нагревается и остывает. Помимо удобства, это приводит к негативным последствиям – «усталость» металла вызывает повреждения. Недостатком стали также является ее подверженность коррозии.

В процессе эксплуатации как внутренняя, так и внешняя стороны стального теплообменника подвергаются коррозии. Со временем это приводит к разрушению

Медный тип теплообменника

Материал имеет множество положительных свойств – коррозионную стойкость, малый объем, малую инерционность. Благодаря своей компактности и небольшому весу медь активно используется для производства легких настенных котлов.

Коррозионная стойкость – одно из основных качеств отопительного оборудования, которое предназначено для нагрева технической воды

Мнение о недолговечности медных теплообменников давно опровергнуто производителями современного отопительного оборудования – в них мощность горения снижена на 30%, что снижает тепловое воздействие на металл и хорошо сказывается на продолжительности работы.

Котлы с чугунным теплообменником

Главное качество чугуна, которое следует отметить – инерционность. Материал долго нагревается и долго остывает, что повышает эффективность теплопередачи.

Такую инерцию можно считать как положительной, так и отрицательной – в случае сильного нагрева на улице котел будет длительное время поддерживать высокую температуру в системе отопления.

Чугунный котел весит в два раза больше стального, поэтому конструкция котла выполнена секционно, чтобы было удобно доставлять, устанавливать и ремонтировать

Чугун подвергается сухой и мокрой коррозии. Последний способствует появлению ржавчины, но из-за толстых стенок процесс коррозии затягивается надолго.

К недостаткам чугунных котлов можно отнести хрупкость материала, что проявляется в результате неправильной эксплуатации – перепадов температур, механических повреждений при транспортировке и монтаже.

Тип камеры сгорания

Газовая горелка расположена в камере сгорания. Он бывает двух видов – открытый (атмосферный) и закрытый (с турбиной, принудительный). Двухконтурный газовый котел с открытой камерой сгорания можно устанавливать только в помещениях с хорошей вентиляцией. При работе кислород, необходимый для горения, забирается из помещения, а продукты горения выбрасываются в дымоход с хорошей тягой. Поэтому необходим хороший приток воздуха и исправно работающий вытяжной вентиляционный канал.

Газовые котлы поставляются с открытой и закрытой камерой сгорания

Газовые котлы с закрытой камерой сгорания отличаются тем, что на выходе из камеры коаксиальный дымоход (труба в трубе), снабженный вентилятором. Дымоход выводят на улицу, можно — в стену возле котла. По одной трубе забирается воздух с улицы, по другой удаляются продукты горения, их движение обеспечивает вентиляторная турбина.

Какая камера сгорания лучше? Котел с закрытой камерой сгорания работает более стабильно – воздух поступает непосредственно в зону горения. Но есть в этом и минус: при боковом ветре поток воздуха может быть настолько сильным, что задует горелку, котел выключится. Другим минусом такого решения является замерзание и образование льда зимой. Ну и третий минус в том, что такой котел работает только при наличии электричества — выключается без турбины. Ну и еще небольшой минус — турбина не тихая. Его почти не слышно, но это «почти». Видимо по этим причинам при возможности (исправный вентиляционный канал) устанавливают котлы с открытой камерой сгорания. Ведь гораздо проще обеспечить постоянный приток воздуха.

Принцип работы двухконтурного газового котла отопления и особенности его подключения

Все проблемы с организацией автономного теплоснабжения и подготовки горячей воды решаются покупкой котла, способного обслуживать обе системы. Не зная принципа работы двухконтурного газового котла отопления, было бы нелогично не только совершать покупку, но и эксплуатировать устройство. Вы согласны?

Мы расскажем о схеме работы отопителя, рассмотрим все ее слабые и сильные стороны. Как только вы поймете основные принципы работы оборудования, вы сможете легко пользоваться всеми его преимуществами. А при необходимости можно будет вовремя выявить неисправности, понять и устранить причины их возникновения.

Устройство котла для обслуживания двух контуров

В конструкцию любого двухконтурного устройства входят следующие стандартные элементы:

Камера сгорания с горелочным блоком;
Теплообменники;
Устройства управления и защиты оборудования.

Виды газовых горелок для двухконтурных котлов

В зависимости от режима работы горелки можно разделить на следующие типы:

Одноступенчатая горелка. Устройство с такой горелкой может работать только в двух режимах — «Стоп» и «Старт». Такие котлы, несмотря на низкий КПД и сокращенный срок службы, пользуются популярностью благодаря простой конструкции и невысокой стоимости.
Двойная горелка. Обогреватель с такой горелкой может работать на полной и половинной мощности. Преимущества заметны в теплое время года, когда нет необходимости эксплуатировать прибор на полную мощность, чтобы нагреть не слишком холодную воду.
Модулирующая горелка. Умная котельная система с подобной горелкой позволяет регулировать и регулировать эффект. Такой котел отличается длительным сроком службы и КПД, но при этом он на порядок выше агрегатов с одно- и двухступенчатыми горелками.

Как правило, атмосферные отопительные агрегаты комплектуются обычной металлической трубой, турбины – коаксиальным дымоходом. В зависимости от технических условий в помещении дымоход располагают вертикально или сооружают под углом. Угловые варианты ведут через стену на улицу или подключаются к общему дымоходу.

Разновидности теплообменников газовых агрегатов

Автоматика или блок управления котла

Устройство перестает работать или не включается в таких случаях:

Пониженное давление в газовой системе;
Отсутствие тяги;
Отсутствие или критический перегрев охлаждающей жидкости.

Принцип работы и специфика

Схема действия двухконтурного котла

Наличие системы горячего водоснабжения несколько усложняет эксплуатацию двухконтурного газового котла. Нагретый горелкой теплоноситель, двигаясь по теплообменнику, обеспечивает нагрев пластинчатого теплообменника, по которому поступает вода из водопровода.

Одновременное использование двухконтурной модели в режиме отопления и ГВС невозможно. При активации крана горячей воды, благодаря трехходовому термостатическому клапану, циркуляция теплоносителя по трубам отопления прекращается. Котел переходит в режим движения воды по контуру с пластинчатым теплообменником, который нагревает воду для хозяйственных нужд.

При значительном расходе горячей воды в течение длительного времени работа котла с упором на отопление может быть парализована. Есть два пути решения проблемы – предусмотреть установку более мощного нагревателя или включить в схему обустройства бойлер косвенного нагрева.

При активном использовании системы горячего водоснабжения возможна установка двухконтурного котла со встроенным бойлером. При этом расход топлива несколько увеличивается за счет того, что в перерыве между циклами системы отопления энергия горелки используется для поддержания температуры воды в дополнительном газовом водонагревателе.

Определенный запас горячей воды во встроенном котле позволяет использовать систему горячего водоснабжения без отключения отопительного контура. В результате обе системы работают попеременно, при этом отсутствует фактор перегрева жидкости и продлевается срок службы теплообменника.

Встроенный обычный бойлер позволяет в любой момент получить горячую воду нужной температуры, подача которой обеспечивается автоматически. В то время как системе горячего водоснабжения требуется несколько минут, чтобы нагреть воду до нужной температуры.

Типы исполнения газовых котлов на два контура

Функции в работе газового оборудования во многом определяются версией отопителя. Современные котлы выпускаются в двух форм-факторах – напольные и настенные.

При выборе варианта конструкции нужно ориентироваться на размер отапливаемой площади, активность использования системы горячего водоснабжения. Нужно понимать, что настенные котлы более компактны, но при этом имеют гораздо меньшую мощность.

Выбор настенного двухконтурного котла может быть оправдан, если отапливаемая площадь не превышает 200 м2, а общая производительность системы горячего водоснабжения не более 14 л/мин.

Небольшие габариты настенного котла, хотя и кажутся достоинством, на самом деле скрывают множество недостатков. Компактность достигается за счет использования более тонких трубок теплообменника. В дополнение к более короткому сроку службы существует вероятность засорения.

В напольных установках используются более массивные и надежные чугунные теплообменники. Это не только повышает степень надежности обогревателя, но и продлевает срок его службы.

Схема действия двухконтурного котла

Структурная схема двухконтурного газового котла как с битермическим, так и с двумя обычными теплообменниками. В первом варианте не обязательно использовать два теплообменника

Котел со встроенным обычным бойлером не только обеспечивает достаточный резервный объем горячей воды, но и помогает избежать длительных отключений отопительного контура

Преимущества

Преимущества двухконтурного котла такие же, как и отличия от одноконтурного котла. Даже если это автономная система отопления, не всем нужна горячая вода. Поэтому двухконтурный газовый котел – это экономичное и комбинированное отопление с бойлером. Они рассчитаны на длительный период сохранения тепла в доме.

К вашему сведению! Способ настенного крепления этого устройства удобен и компактен.

Типы исполнения газовых котлов на два контура

Настенный газовый котел двухконтурного типа отличается компактными размерами и современным дизайном, но эффективен только для обогрева небольших площадей при умеренном расходе горячей воды

Post Views: 100