Принцип работы двухконтурного газового котла отопления: схема и устройство расширительного бака, а так же видео

В данной статье вы узнаете, каков принцип работы двухконтурного газового котла отопления, мы предоставим вам схемы устройства расширительного бака, а так же предоставим вам видео с подробностями.

Устройство котла для обслуживания двух контуров

Двухконтурный газовый генератор тепла отличается от одноконтурного аналога тем, что вместо одного теплообменника, имеет два, именуют их в технической терминологии первичным и вторичным.

Первый, т.е. первичный теплообменник, расположен непосредственно в зоне горения пламени. Его задача заключается в нагреве теплоносителя для функционирования отопительной сети. Вторичный теплообменник отвечает за работу ГВС.

В конструкцию любого двухконтурного агрегата входят следующие стандартные элементы:

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

Чтобы разобраться в особенностях устройства газовых котлов двухконтурной разновидности, остановимся подробно на каждом из его конструктивных элементов.

Виды газовых горелок для двухконтурных котлов

Горелка газового котла отвечает за получение достаточного объема тепла, необходимого для функционирования отопления и контура поставки горячей воды. Тепловая энергия получается за счет сжигания топлива. Помещают горелку в камеру сгорания, в которую кроме газа нагнетается воздух. Он нужен для процесса горения.

В зависимости от рабочих режимов горелки можно классифицировать по следующим видам:

• Одноуровневая горелка. Агрегат с подобной горелкой может работать всего в двух режимах – «Стоп» и «Пуск». Подобные котлы, несмотря на низкую экономичность и сниженный ресурс эксплуатации пользуются популярностью благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости.
• Двухуровневая горелка. Отопительный прибор с такой горелкой может работать на полной и половинной мощности. Его преимущества ощутимы в теплое время года, когда для подогрева не слишком холодной воды нет необходимости эксплуатировать прибор на полной мощности.
• Модулируемая горелка. Умная система котла с подобной горелкой позволяет производить настройку и регулировку мощности. Такой котел характеризуется высоким сроком службы и экономичностью, но при этом и стоит на порядок выше агрегатов с одноуровневыми и двухуровневыми горелками.

Горелки делятся на конструкции открытого и закрытого типа. При открытом виде горелки воздух, необходимый для сжигания топлива, поступает непосредственно из помещения, в котором находится котел. Для отведения продуктов сгорания необходим дымоход, который должен обеспечивать достаточную естественную тягу.

Атмосферные отопительные агрегаты оборудуют, как правило, обычной металлической трубой, турбинированные – коаксиальным дымоходом. В зависимости от технических условий помещения дымовой канал ставят вертикально или сооружают под углом. Угловые варианты выводят через стену на улицу или подключают к общественной дымоотводной шахте.

Турбинированные котлы оборудованы закрытыми камерами сгорания, в которые воздух не может поступать самопроизвольно. Они безопасней и надежней в эксплуатации, но дороже и сложнее в работе. Котлам с закрытыми горелками кроме дымоотвода нужен канал, по которому в камеру подается требующийся для горения кислород.

Потому и оборудуют турбинированные котлы коаксиальными трубами, ведь помимо вывода дыма они еще и втягивают с улицы свежий воздушный поток. Бывает, что для нормальной работы к закрытой камере сгорания подсоединяют два коаксиальных дымохода. Вдобавок всю конструкцию дополняют трубой для подачи воздуха.

Все подобные модели котлов оборудованы вентиляторами, обеспечивающими движение дыма, многоуровневыми системами защиты, автоматикой. Для работы перечисленных приборов и систем нужна электроэнергия. Их минусом считается энергозависимость, увеличивающая эксплуатационные расходы.

Разновидности теплообменников газовых агрегатов

Если с помощью горелки производится сжигание топлива с целью получения тепла, то теплообменник обеспечивает получение этого тепла для дальнейшей передачи воде. Как уже упоминалось, в конструкции двухконтурника присутствуют первичный и вторичный теплообменники.

Первичный теплообменник располагается непосредственно над горелкой и представляет собой оребренную трубку, изогнутую в виде змейки. Под действием пламени вода в теплообменнике нагревается и движется через трехходовой клапан далее в разводку отопительной системы.

Вторичный теплообменник собой представляет систему волнистых пластин, которые собраны в единый блок с двумя парами отверстий. Каждой паре отверстий отведены свои функции.

Через одну из пар протекает вода из водопровода, а через вторую движется теплоноситель, поступающий в отопительный контур. Подобная система из пластинчатого и трубчатого теплообменников именуется сдвоенной.

Существуют отопительные приборы, в которых вместо сдвоенной системы используется битермический теплообменник сложной конфигурации. Такой теплообменник изготавливают из меди, он представляет собой пару трубок, расположенных одна в другой. По внешней трубке движется теплоноситель, а по внутренней – вода для обеспечения работы ГВС.

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

Автоматика или блок управления котла

Автоматика котла отвечает за безопасную и стабильную работу. Она осуществляет контроль температуры воды в компонентах ГВС, поддерживает температуру теплоносителя в линиях теплоснабжения. Автоматика газового котла не допускает работу отопительного прибора в случае опасных ситуаций.

Агрегат прерывает работу или не включается в таких случаях:

• Сниженное давление в газовой системе;
• Отсутствие тяги;
• Отсутствие или критический перегрев теплоносителя.

Блок управления, контролирующий работу устройств защиты и автоматизации процесса, представлен набором переключателей, микросхем или их комбинацией. Помимо обеспечения безопасности и контроля температурного режима он следит за работой циркуляционного насоса и вентилятора.

Современные газовые котлы отличаются наличием интеллектуального управления, в программном обеспечении которых присутствуют различные режимы эксплуатации.

Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла – особенности конструкции

Разобраться в принципе работы двухконтурного газового котла поможет знание особенностей его конструкции.

• Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла – особенности конструкции
• Устройство конструкции
• Сходство с другими конструкциями
• Принцип работы
• Режим отопления
• Подача горячей воды
• Характеристики теплообменников комбинированного типа
• Устройство двухконтурных котлов
• Технические характеристики
• Как работает двухконтурный котел

В ее состав входит целый ряд узлов, способствующих нагреванию теплоносителя и отвечающих за переключение на контур ГВС.

Бесперебойное функционирование агрегата возможно только в том случае, если все составляющие модули будут работать слаженно. Общей информации об основных узлах будет достаточно для понимания принципа работы двухконтурного газового котла отопления.

Как устроен котел, обслуживающий сразу два контура

Главное отличие двухконтурного котла от аналогичного с одним контуром состоит в возможности одновременно обеспечивать помещение отоплением и горячей водой. Первичный теплообменник благодаря своему расположению осуществляет нагрев теплоносителя для того, чтобы система отопления во всем помещении могла функционировать полноценно. Вторичный же несёт ответственность за обеспечение помещения горячей водой в нужном объеме.

Стабильность функционирования принципа работы двухконтурного котла может обеспечить только полная исправность и слаженность эксплуатации каждой составляющей.

Конструкционно любой двухконтурный котёл включает в свой состав такие элементы, как:

• теплообменники в количестве двух штук;
• камера сгорания, к которой в обязательном порядке прилагается горелочный блок;
• защитное оборудование;
• система управления.

Чтобы понять, как именно устроен газовый котёл двухконтурного типа и его принцип работы, следует более подробно рассмотреть отдельно каждый значимый компонент такой конструкции.

Производители отопительных котлов

Преимущества

Преимущества двухконтурного котла тоже самые, что и различия с одноконтурным. Даже если есть автономная система отопления, горячая вода будет не у всех. Поэтому двухконтурный газовый котел — это экономичное и совмещенное отопление с бойлером. Они рассчитаны на длительный промежуток сохранения тепла в доме.

Принцип работы и специфика

Многие владельцы газового оборудования даже не задумываются о том, как реально работает газовый котел двухконтурного типа. Они ошибочно полагают, что нагрев воды и отопительного контура происходит одновременно. На самом деле все выглядит не так радужно.

В нормальном режиме котел постоянно работает лишь для нагрева теплоносителя, циркулирующего в системе. При этом частота включения и интенсивность горения пламени контролируются датчиком температуры. Одновременно с горелкой производится и запуск циркуляционного насоса, если действие отопительной системы не основано на естественной циркуляции теплоносителя.

По сути, когда температура теплоносителя достигнет заданной величины, датчик посылает сигнал о снижении активности горелки. До тех пор, пока температура не опустится до заданной величины, котел будет находиться в пассивном режиме. Потом снова поступает команда от датчика автоматике на активизацию клапана подачи топлива.

Газовые горелки в составе двухконтурного котла

Горелка газового котла ответственна за получение нужного объема тепла, который сможет обеспечить правильную работу отопительной системы в каждом помещении отапливаемого объекта. Также вода нагревается до нужной температуры и уже в горячем виде поставляется в должном объеме. Получить тепловую энергию можно, сжигая соответствующие объемы топлива. Для этого горелка помещается в камеру сгорания, где помимо газа нагнетается ещё и воздух, способствующий поддержанию пламени.

В зависимости от выбранного режима горелки можно условно разделить на одноуровневые, многоуровневные и моделируемые. В первом варианте оборудование работает только в двух режимах – «запуск» и «стоп», отличается высокой экономичностью, стоит недорого и имеет простую конструкцию. Двухуровневые горелки могут функционировать как на полной, так и на частичной мощности. Достоинства его можно оценить в полной мере, начиная с весны, когда надобность в отоплении отпадает, а потому и смысла эксплуатировать прибор на полную силу нет. Модулируемая горелка считается самой дорогостоящей, с её помощью можно настраивать и регулировать мощность работы котла. Последний отличается экономичностью и служит довольно долго.

Конструкционно горелки бывают открытыми и закрытыми. В первом случае тот воздух, без которого полноценное сжигание топлива невозможно, подаётся из помещения, где расположен котёл. Такая система оснащается дымоходом, с его помощью обеспечивается естественная тяга.

Обычной металлической трубой оснащаются атмосферные отопительные котлы, турбированные же модели оборудуются коаксиальным дымоходом. Устанавливать их можно вертикально, однако часто они располагаются под углом — такой вариант подключается к общей шахте, через которую полноценно выводится дым и продукты горения.

Особого внимания заслуживают турбированные модели газовых котлов, в которых установлены камеры сгорания закрытого типа. Кислород в них поступает принудительно, а потому они считаются более надежными и никакой опасности в процессе работы не представляют, что делает их востребованными в жилых помещениях. Помимо дымоотвода им требуется специальной канал — именно по нему кислород будет подаваться в камеру.

Турбированным котлам коаксиальные трубы требуются для того, чтобы выводить дым и втягивать свежий воздух с улицы. В отдельных моделях таких элементов присутствует два, дополнительно они оснащаются трубой для подачи воздуха.

Все перечисленные модели в обязательном порядке оснащаются вентиляторами, продвигающие дым, а также автоматикой и многоуровневой системой защиты.

Принцип работы

Оборудование данного типа рассчитано на два режима:

1. Отопление.
2. Нагревание воды для дома.

Следует сразу отметить, что работать одновременно в двух режимах оборудование данного типа не может. Это объясняет наличие в его конструкции трехходового клапана, направляющего определенную часть теплоносителя в систему ГВС.

Схема действия двухконтурного котла

Наличие системы ГВС немного усложняет схему работы газового котла двухконтурного типа. Нагретый горелкой теплоноситель, двигаясь по теплообменнику, обеспечивает нагрев пластинчатого теплообменника, по которому движется вода из водопровода.

Одновременное использование двухконтурной модели в режиме отопления и горячего водоснабжения невозможно. При активизации крана горячего водоснабжения благодаря трехходовому термостатическому клапану прекращается циркуляция теплоносителя по магистралям отопления. Котел переходит в режим перемещения воды по контуру с пластинчатым теплообменником, которым производится нагрев воды для бытовых нужд.

При значительном потреблении горячей воды на длительное время может быть парализована работа котла с ориентацией на отопление. Решить проблему можно двумя путями – предусмотреть установку более мощного отопительного прибора или включить в схему обустройства бойлер косвенного нагрева.

При активном использовании системы ГВС возможна установка двухконтурного котла со встроенным бойлером. В этом случае немного увеличивается расход топлива за счет того, что в паузе между циклами работы отопительной системы энергия горелки используется для поддержки температуры воды в дополнительном газовом водонагревателе.

Определенный запас горячей воды во встроенном бойлере позволяет использовать систему ГВС без отключения контура отопления. В результате обе системы работают поочередно, при этом отсутствует фактор перегрева жидкости и продлевается срок жизни теплообменника.

Встроенный штатный бойлер позволяет в любое время получить горячую воду нужной температуры, запас которой обеспечивается в автоматическом режиме. В то время, как проточной системе ГВС требуется несколько минут для нагрева воды до требуемой температуры.

Обобщение по теме

Детальное описание принципа действия двухконтурных газовых котлов позволяет понять, в чем заключаются преимущества их эксплуатации. Покупка таких агрегатов помогает сэкономить средства на дополнительном водонагревательном оборудовании — даже при выходе из строя одного контура другой продолжает работать.

Заменить неисправный контур куда проще, чем ремонтировать аналогичную автономную нагревательную установку. Использовать двухконтурные модели можно и летом, отключив систему, работающую на отопление дома. Поэтому использовать двухконтурные газовые котлы удобнее и экономичнее, чем аналоговые агрегаты.

С битермическим теплообменником

Битермический теплообменник устроен по принципу «труба в трубе». Внутреннее устройство может быть разным — фирмы стараются усовершенствовать свои изделия и пробуют различные варианты. Неизменным остается одно: одна большая труба поделена на части — вдоль. Они разделены металлическими перегородками, герметичны и не сообщаются.

Один из вариантов битермического теплообменника для двухконтурных газовых котлов отопления

Как работает двухконтурный котел с битермическим теплообменником? По одной части трубы — внешней — циркулирует теплоноситель, который подается в систему отопления. Во второй части — внутренней — вода появляется только после того, как где-то открыли кран горячей воды. Работавший до этого контур отопления перекрывается (сигналом от платы управления), все тепло идет на подготовку горячей воды. Все это время циркуляционный насос не работает.

Устройство двухконтурного котла с битермическим теплообменником

Когда прекращается расход горячей воды (закрыли кран), включается циркуляционный насос, снова подогревается теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления. Как видите, устройство двухконтурных котлов с битермическими теплообменниками проще — меньше деталей, датчиков, соответственно, проще управление. Это отражается на цене — они немного дешевле. В то же время КПД таких котлов в режиме нагрева воды несколько выше (в среднем 93,4%, против 91,7%).

Есть и минусы — битермические теплообменники чаще забиваются. В режиме нагрева воды для ГВС нет циркуляции в контуре теплоносителя. Это не страшно, если система герметична (она такой и должна быть) и не требует постоянной подпитки.

Вот так зарастает битермический теплообменник

Но если где-то есть утечка и для поддержания рабочего давления в системе отопления необходимо постоянно добавлять воду, происходит постепенное зарастание просвета той части трубы, по которой циркулирует теплоноситель. Когда этот просвет оказывается забит солями, активнее греется та часть, которая проводит воду для ГВС. Это приводит к тому, что начинает забиваться солями и эта часть, котел просто перестает работать.

Оба контура битермического теплообменника подверглись отложению накипи

Типы исполнения газовых котлов на два контура

Особенности работы газового оборудования во многом определяется вариантом исполнения отопительного прибора. Современные котлы выпускаются в двух форм-факторах – напольные и настенные.

При выборе варианта исполнения нужно ориентироваться на размер отапливаемой площади, активность использования системы ГВС. Нужно понимать, что настенные котлы являются более компактными, но при этом имеют гораздо меньшую мощность.

Выбор настенного двухконтурного котла может быть оправданным, если отапливаемая площадь не превышает 200 кв.м, а суммарная производительность системы ГВС не более 14 л/мин.

Малогабаритные размеры настенного котла хоть и кажутся достоинством, на самом деле скрывают в себе много минусов. Компактность достигается за счет использования более тонких трубок теплообменника. Помимо того, что они имеют меньший срок службы, есть вероятность их засорения.

В напольных установках применяются более массивные и надежные чугунные теплообменники. Это не только увеличивает степень надежности работы отопительного прибора, но и продлевает срок его службы.

Как осуществляется управление работой котла

Для того чтобы обеспечить стабильную и безопасную эксплуатацию подобного отопительного оборудования, лучше выбрать автоматику. Она контролирует температуру воды в отдельных компонентах, поддерживает на должном уровне температуру теплоносителя и отвечает за грамотный принцип работы двухконтурного котла. При возникновении потенциально опасных ситуаций котел автоматически выключается — подобное проявление демонстрируется, если наблюдается:

• уменьшение давления в газовой системе;
• максимальное нагревание теплоносителя;
• отсутствие тяги.

В тех газовых котлах, которые представлены сегодня на рынке, используется преимущественно «умное» управление, ПО которого позволяет выбрать один из доступных режимов эксплуатации.

Принцип работы котла с проточными нагревателем

В данном случае имеется в виду пластинчатый теплообменник, хотя и битермическая конструкция является проточной. Пластинчатый теплообменник обладает высокой эффективностью, но относительно малой производительностью.

Принцип его работы заключается в пропускании двух потоков в перпендикулярном направлении между пачкой из металлических пластин, соединенных таким образом, что потоки не смешиваются. Большая площадь пластин обеспечивает высокую эффективность теплопередачи, что позволяет готовить горячую воду в проточном режиме, т.е. на ходу.

При небольших размерах это устройство поднимает температуру холодной воды до 50° и выше, на что способно только высокоэффективное устройство.

На выходе из первичного теплообменника горячий теплоноситель пропускается через вторичный теплообменник. Одновременно через него походит поток воды, который получает заданную температуру и поступает на приборы водоразбора.

Особенности установки

Монтаж такого рода оборудования дело очень ответственное. Чтобы обеспечить правильное его функционирование и собственную безопасность, надлежит подойти к этому вопросу со всей тщательностью. В первую очередь следует обратить внимание на следующие моменты:

• Место, где планируется устанавливать котел, должно соответствовать всем нормативным параметрам. Необходимо заранее согласовать его расположение с представителями газовой службы.
• Проект подключения изначально составляется на бумаге, а затем отправляется на одобрение в соответствующую организацию.
• После получения разрешения ее сотрудники собственноручно установят необходимые учетные приборы, контролирующие расход горючего.
• Прежде чем приниматься за установку, нужно убедиться в полной комплектации агрегата. Если каких-то частей не хватает, монтировать такое устройство нельзя. Это может привести к возникновению аварийной ситуации.
• В первую очередь на поверхностях стен определяют точки монтажа, только потом приступают к поэтапному монтированию всех элементов.
• По завершении установочной деятельности последовательно подключают систему. Испытывают заполнение контура водой, после протапливают котел.
• При обнаружении каких-либо неполадок или появлении запаха газа, не нужно пытаться устранить проблему самостоятельно. В таких случаях стоит сразу же вызывать специалиста, который на месте оценить состояние конструкции и проведет необходимые ремонтные работы.

Характеристики теплообменников комбинированного типа

Комбинированные теплообменники сообщают котельному оборудованию следующие преимущества:

• Высокий КПД в системе ГВС.
• Простота внутреннего устройства.

Параллельно с этим возрастает вероятность появления накипи. Однако достоинств все-таки больше у раздельных теплообменников, что объясняет их высокую популярность. За счет усложнения конструкции достигают практически полного исчезновения накипи. Пока работает ГВС, циркуляция теплоносителя внутри отопительных труб прекращается. Если этот процесс затянется надолго, это может привести к нарушению теплового баланса в доме. В этом случае работает двухконтурный газовый котел, как летом, когда в отоплении нет необходимости.

После закручивания вентиля срабатывает трехходовой клапан, после чего двухконтурный котел переходит в режим ожидания. В некоторых моделях охладившийся теплоноситель начинает подогреваться сразу. Работа двухконтурного котла только на отопление будет продолжаться до момента следующего открывания крана. Уровень производительности отдельных модификаций может достигать 15-17 л/мин: на это напрямую влияет мощность котельного оборудования.

Стоимость

Рынок двухконтурных газовых котлов очень обширен, однако и здесь есть свои ключевые игроки, продукция которых хорошо известна, и ей доверяют.

Среди итальянских производителей широко распространена торговая марка Ferroli. Средняя по характеристикам модель Fortuna Pro стоит по России от 23 до 30 тыс. рублей в зависимости от мощности и дистрибьютора в регионе.

Немецкие котлы Vaillant пользуются заслуженной популярностью у потребителей

Немецкое качество обещают такие фабрики, как Vaillant и Viessman. Модель Vaillant TurboFit на 24 кВт обойдётся в 40–45 тыс. рублей, Viessman Vitopend чуть дешевле – около 35 тыс. рублей при такой же мощности.

Не менее популярна продукция словацкой фирмы Protherm. Цена на 24-киловаттник Ягуар колеблется в районе 30 тыс. рублей.

Огромное разнообразие на рынке котлового оборудования заставляет тщательно подходить к выбору. После составления проекта и определения мощностных параметров приступайте к выбору модели

Обращайте внимание не на громкие заявления, а на фактические характеристики – материал теплообменника, мощность циркуляционного насоса, наличие принудительной тяги из камеры сгорания. Электронную же начинку может проверить только эксплуатация, поэтому требуйте прозрачности гарантийных обязательств

Подходите к выбору взвешенно, и пусть в вашем доме будет тепло.