Содержание
Здесь вы узнаете:
Двухконтурные отопительные котлы получили большое распространение за счет удобства и компактности. Они согревают дома и одновременно служат источниками горячего водоснабжения. То есть, необходимость покупать отдельный водонагреватель и отдельный отопительный прибор полностью отпадает. Каков принцип работы двухконтурного газового котла и из каких частей состоит это устройство? Об этом мы расскажем в нашем обзоре.
Устройство двухконтурного газового котла
Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.
Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:
Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.
- Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
- Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
- Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
- Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
- Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
- Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
- Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.
В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.
Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.
Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.
Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.
Принцип работы двухконтурного газового котла
Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:
- В режиме обогрева;
- В режиме генерации горячей воды.
В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.
Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.
В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.
Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.
Работа в режиме подачи горячей воды
Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.
При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.
Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан. Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду.
Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?
- Более простая конструкция;
- Высока вероятность образования накипи;
- Более высокий КПД у ГВС.
Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь. Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях.
Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.
Разобравшись с принципом работы газового двухконтурного котла, вы сможете понять назначение отдельных узлов и даже сможете самостоятельно разобраться в вопросах ремонта. На первый взгляд, устройство кажется очень сложным, а плотная внутренняя компоновка вызывает уважение – все-таки разработчикам удалось создать почти идеальное отопительное оборудование. Двухконтурные котлы, таких фирм как Vaillant, активно используются для обогрева зданий различного назначения и для генерации горячей воды, заменяя собой сразу два прибора. А их компактность позволяет сэкономить место и избавиться от необходимости приобретения напольного котла.
Двухконтурные котлы сегодня являются самыми востребованными на рынке. Обусловлено это множеством факторов. Важнейший из них заключается в том, что устройство, имеющее два контура, выполняет несколько функций. Давайте более подробно разберемся с тем, что такое двухконтурный газовый котел. Принцип работы устройства, а также схему подключения и инструкцию по эксплуатации тоже затронем. Эта статья подойдет тем, кто хочет более подробно разобраться с данным вопросом.
Немного общей информации
Двухконтурный газовый котел, принцип работы которого мы сейчас рассмотрим, может справляться сразу с двумя задачами: во-первых, это нагрев и поддержание заданной температуры воды для системы отопления, во-вторых, нагрев носителя для использования в хозяйственных целях. Таким образом, у вас дома не только тепло, но и есть горячая вода. Это и является существенным отличием двухконтурного котла от любого другого. Можно сделать несложный вывод о том, что в конструкции имеется два высокопроизводительных теплообменника, каждый из которых выполняет свою функцию. Кроме того, газовый котел двухконтурный может быть разной мощности. Сегодня на рынке есть модели от 12 до 35 кВт. Этого вполне достаточно для обогрева большого помещения 350-400 квадратных метров. Производительность большинства моделей колеблется в диапазоне 8-12 литров в минуту.
О преимуществах двухконтурных котлов
Можно с уверенностью сказать, что достоинств данные агрегаты имеют куда больше, нежели недостатков. Сейчас мы рассмотрим все плюсы. Во-первых, это существенная экономия газа. Этого удалось добиться благодаря использованию современных теплообменников. Кстати, гидравлическая система позволила сделать работу агрегатов полностью бесшумной, поэтому газовый котел двухконтурный может быть установлен в любом удобном месте. Габариты в большинстве случаев позволяют осуществить монтаж без каких-либо проблем. Если не подходит напольный вариант, то всегда имеется возможность установить устройство на стену, что особенно актуально для небольших квартир, где каждый квадратный метр важен. Работа двухконтурного котла полностью автономна, чему способствует соответствующая комплектация (насос, расширительный бак, ЭБУ и система безопасности).
Немного о минусах
Ничто не вечно, равно как и не идеально. Двухконтурный котел имеет несколько недостатков. Во-первых, нельзя не отметить, заметную потерю воды на начальном этапе. Рассмотрим на конкретном примере. Вот вы включили горячую воду, автоматически заработал дополнительный теплоноситель. Чтобы горячая вода пошла, необходимо подождать примерно 30-40 секунд, в зависимости от марки котла. Все, что идет с крана до этого времени, и называется потерей. Можно с большой уверенностью сказать, что это не такой уж и большой недостаток. Если нужно греть носитель для хозяйственных целей, то газовый котел двухконтурный делает это в проточном режиме без возможности аккумуляции. Давайте пойдем дальше и поговорим о том, как устроен агрегат.
Двухконтурный газовый котел: принцип работы
Как было отмечено выше, устройство может работать в нескольких режимах. Если одноконтурный котел предназначен только для отопления помещения, то 2-х контурный может еще и греть воду, но об этом уже было сказано. Если нужно греть помещение, то принцип работы заключается в следующем: носитель, в нашем случае это вода, поступает в теплообменник, который нагревает ее до определенной температуры. Сегодня диапазон колеблется в районе 35-85 градусов по Цельсию. Термостат запускает режим отопления автоматически. Делается это тогда, когда температура в системе падает ниже нормы. В результате начинает работу циркуляционный насос и подает воду от теплообменника (предварительно нагретую) в систему. Учитывается и давление в системе, которое не должно падать ниже 0,5-0,7 Бар. При необходимости микропроцессор посылает сигнал на горелку, которая греет носитель до нужной температуры.
Принцип работы котла: часть 2
Но на этом все не заканчивается. После включения котел начинает работать по нарастающей. Сначала на минимальной мощности, а со временем доходит до своего максимума. Когда котел газовый настенный двухконтурный нагревает на каком-то этапе носитель до заданной температуры, то агрегат переходит в режим модуляции. Если же при первом включении мощность превышает допустимую, микропроцессор посылает сигнал отключить горелку. Повторное включение осуществляется через три минуты. Камера сгорания металлическая и имеет специальную термостойкую обмотку. Над ней находится теплообменник, под ней горелка. Последняя зажигается ровно в тот момент, когда падает температура носителя в системе и нужно нагреть воду. Вместе с ней включается в работу и циркуляционный насос, призванный гонять воду по замкнутой системе. При достижении заданной температуры котел газовый настенный двухконтурный переходит в режим ожидания. В некоторых моделях горелка горит, но на минимуме, в других же тухнет и загорается при подаче газа.
Еще немного об особенностях работы
О том, как работает система ГВС (горячее водоснабжение)
Если переключить газовые котлы отопления настенные двухконтурные в летний режим, то будет функционировать только система подогрева носителя для бытовых нужд. По сути, батареи будут холодными, а из крана будет идти горячая вода. Принцип работы тут предельно простой. Трехходовой клапан меняет свое положение и закрывает линию отопления, этим самым открывая путь ко вторичному теплообменнику, куда и направляется носитель. Когда вода проходит через носитель, она нагревается и попадает прямиком в контур горячего водоснабжения. Процесс начинается с запуска реле, контакты которого замыкаются при расходе носителя более 2,5 литра. От микропроцессора подается команда на розжиг горелки, а затем постепенно открывается газовый клапан. Мощность увеличивается по нарастающей. Дальше аппарат переходит в режим плавного регулирования температуры. Стоит заметить, что газовые котлы отопления настенные двухконтурные от всех производителей устроены так, что горелка выключается при превышении заданной температуры на 5 градусов, а включается при понижении температуры носителя на 1 градус.
Котел газовый двухконтурный турбированный: преимущества и недостатки
Инструкция по эксплуатации
Тут сложно дать конкретные рекомендации, обусловлено это тем, что рекомендации у каждого производителя свои. Но есть несколько общих правил, которые необходимо выполнять для нормальной работы вашего котла. Во-первых, между трубопроводом и теплообменником имеется специальный фильтр. Так вот, периодически его нужно чистить или менять. Как часто это делать, узнайте в паспорте. Еще одно требование – следить за давлением в системе. В большинстве случаев оно не должно падать ниже 0,5-0,75 Бар. Если показатель ниже, необходимо добавить воды в систему, если выше, то наоборот, спустить определенное количество носителя. Зачастую имеется два клапана, а также манометр, показывающий давление. Если стрелка находится в зеленой зоне, то все нормально. Есть одна хитрость, которая заключается в уменьшении количества накипи в системе. Заключается в том, чтобы не повышать температуру носителя выше 45 градусов по Цельсия. При повышении происходит распад солей и других элементов, которые образуют плотный налет.
Схема двухконтурного котла
Давайте поговорим о том, как правильно подключить устройство. Зачастую этим занимаются профессионалы, но если вы решили сделать это сами, то без определенных знаний ничего не выйдет. Во-первых, двухконтурный газовый котел, принцип работы которого мы уже рассмотрели, должен предусматривать механический фильтр на входе. Желательно предварительно установить отсекающий кран на обратку котла. Делается это для того, чтобы не нужно было завоздушивать систему при поломке агрегата. После монтируется непосредственно котел, дальше подводятся коммуникации, то есть водоснабжение, газ, а также устанавливают коаксиальные трубы для отвода продуктов сгорания и подачи кислорода. В любом случае пуск системы осуществляется под контролем газовой службы. Не забывайте о том, что котел газовый двухконтурный напольный или настенный должен быть установлен строго по уровню.
Создание автономной отопительной системы на базе газового котла позволяет решить массу проблем с обогревом дома.
Нет нужды постоянно следить за количеством топлива, общий контроль за работой системы сводится к минимуму.
Кроме того, конструкция газового котла позволяет совместно с отоплением дома обеспечить подачу горячей воды, что увеличивает комфорт проживания до максимума.
Возможность решить все проблемы с помощью оного компактного устройства привлекает многих пользователей, хотя в этом вопросе есть и некоторые ограничения, обусловленные особенностями конструкции котла.
Рассмотрим этот вопрос внимательнее.
Особенности двухконтурного газового котла, в чем отличие от одноконтурного
Двухконтурный газовый котел — это доработанная конструкция одноконтурного агрегата. Оба вида ориентированы в первую очередь на выполнение базовой функции — нагрев теплоносителя для системы отопления.
Подача ГВС становится возможной благодаря наличию горячего теплоносителя (ОВ), второй контур является конструкционным дополнением к основному составу узлов и деталей.
Функция реализуется с помощью вторичного теплообменника, установленного между выходом первичного узла и трехходовым краном.
Проходя через первичный (основной) теплообменник, теплоноситель получает избыточное количество тепловой энергии, которое регулируется в трехходовом кране путем подмешивания определенного количества более холодной обратки.
Эта энергия пропадает зря, поэтому установка вторичного теплообменника не нарушает общую схему работы котла.
Горячий теплоноситель отдает излишки энергии на подготовку ГВС, и единственным изменением становится корректировка режима работы трехходового крана.
Существуют двухконтурные котлы с совмещенным (или битермическим) теплообменником, который способен нагревать теплоноситель и ГВС одновременно.
Устройство
Двухконтурный котел состоит из следующих узлов:
- Газовая горелка. Она выполняет основную функцию — является источником тепла.
- Первичный теплообменник. Представляет собой медный или стальной змеевик, по которому движется теплоноситель, нагреваемый в пламени горелки.
- Вторичный теплообменник. Чаще всего он имеет пластинчатую конструкцию, изготовлен из нержавеющей стали. Производит нагрев ГВС в проточном режиме.
- Газовая аппаратура. Это важный узел, который обеспечивает подачу, регулирование и прочие действия с газом. Здесь же находится газовый клапан, отвечающий за блокировку подачи при возникновении необходимости.
- Циркуляционный насос. Он отвечает за перемещение теплоносителя по системе с одинаковой скоростью. Существуют энергонезависимые котлы, рассчитанные на естественную циркуляцию жидкости в системе, но большинство пользователей предпочитает устанавливать внешние циркуляционные узлы для активизации работы.
- Вентилятор турбонаддува. Он нужен для подачи воздуха в камеру сгорания. Выполняются сразу две функции — обеспечивается наличие кислорода для нормального горения газа и создается избыточное давление, вытесняющее дым и прочие газы, образующиеся при сжигании топлива. Турбовентилятор заменяет естественную тягу, которая используется в атмосферных котлах. Она неустойчива, не поддается регулировке и зависит от массы внешних факторов.
- Трехходовой кран. Это узел чисто механической конструкции, обеспечивающий подмешивание к горячему теплоносителю холодного обратного потока. Используется во всех видах и типах котлов, одно- и двухконтурных, энергозависимых и независимых.
- Плата управления. Это «мозг» газового котла, производящий регулировку, контроль и прочие управляющие функции. Важным элементом платы является система самодиагностики — сеть датчиков, расположенных на всех основных узлах и выполняющих сторожевые функции. При возникновении каких-либо неполадок, датчики подают сигнал на плату управления, которая, в зависимости от сути проблемы, либо оповещает владельца о появлении неполадок с помощью буквенно-цифрового кода на дисплее, либо сразу блокирует работу котла во избежание аварии.
В каких режимах он может работать?
Существует два основных режима работы двухконтурного газового котла:
- Зимний режим. Это полноценная работа всех систем агрегата — нагрев теплоносителя, подготовка горячей воды с заданными параметрами.
- Летний режим. В теплое время года отопительный контур отключается, активным остается только нагрев ГВС.
Перевод из одного режима в другой производит сам пользователь, это стандартная процедура, не требующая вмешательства специалистов. Владелец сам решает, когда можно отключить отопление и кода его надо запускать.
При этом, подача горячей воды нужна круглый год, поэтому контур ГВС работает всегда, хотя, если в нем отпала необходимость, нагрев воды также можно отключить.
Существует еще один, защитный режим работы газового котла. Он предназначен для исключения замерзания теплоносителя в системе при понижении температуры до установленного предела.
В подобных ситуациях происходит запуск усиленной циркуляции, когда циркуляционный насос начинает гонять ОВ по системе с повышенной скоростью и не дает ей замерзнуть.
В российских условиях подобная функция весьма полезна и позволяет избежать серьезных проблем.
Принцип работы
Рабочий процесс основан на работе первичного теплообменника. Теплоноситель поступает в него и получает определенную температуру в пламени горелки. Она конструктивно совмещена с первичным теплообменником, находится в его нижней части, что обеспечивает максимальную эффективность нагрева.
Затем ОВ выходит из первичного и сразу поступает во вторичный теплообменник. Чем короче путь из одного устройства в другое, тем меньше теплопотери при транспортировке ОВ и тем выше эффективность котла.
Отдав некоторую часть тепла, ОВ проходит в трехходовой кран, где окончательно настраивается ее температура, после чего выводится в отопительный контур.
Циркуляционный насос обеспечивает подачу теплоносителя в стабильном режиме, а вентилятор турбонаддува выполняет дымоудаление и обеспечивает процесс горения.
Как работает двухконтурный котел с биотермическим теплообменником
Битермический теплообменник представляет собой змеевик, изготовленный из коаксиальной трубы. Несколько упрощая, это два трубопровода, вставленных один в другой.
По внешнему объему перемещается теплоноситель, а по внутреннему — вода для контура ГВС. Такой способ нагрева существенно меняет качество работы котла — эффективность возрастает, количество горячей воды увеличивается и позволяет удовлетворить потребности большой семьи.
Однако, битермический теплообменник обладает существенным недостатком — сложность организации внутреннего пространства трубки значительно затрудняет промывку.
Все известковые отложения, которые довольно быстро появляются на внутренней поверхности трубы, необходимо периодически удалять, иначе она перекроют сечение теплообменника полностью.
Кроме того, с увеличением толщины известкового слоя падает эффективность нагрева — отложения начинают работать как теплоизолятор. Пользователю приходится увеличивать подачу газа, чтобы скорректировать режим работы котла.
Промывку такого теплообменника выполняют далеко не все сервисные центры, а конструкция некоторых котлов такова, что проще поменять, чем демонтировать и установить обратно один и тот же узел.
Недостаток битермических теплообменников целиком относится к эксплуатационным вопросам. С точки зрения эффективности такая конструкция весьма удачна и позволяет увеличить объем горячей воды, доступный для единовременной выдачи без потери температуры в отопительном контуре или самого ГВС.
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.
Работа с накопительным бойлером
Накопительный бойлер — это емкость, внутри которой проходит змеевик с горячим теплоносителем. Отличие от стандартного теплообменника в объеме и способе нагрева — здесь жидкость статична, она получает тепловую энергию в постоянном режиме.
По мере водоразбора объем вода пополняется и вновь нагревается. При этом, температура ГВС намного ровнее, а количество горячей воды со стабильными параметрами гораздо больше, чем у конструкций с пластинчатыми теплообменниками.
Чаще всего используют внешние накопители, но есть двухконтурные агрегаты со встроенными емкостями. Они эффективны, обладают максимальными возможностями и сроком службы.
Специалисты и рядовые пользователи отзываются о подобных конструкциях как о наиболее предпочтительных вариантах.
Полезное видео
В данном видео вы узнаете о принципе работы двухконтурного газового котла отопления:
Заключение
Двухконтурный газовый котел позволяет получить максимальный набор функций в одном устройстве.
Это удобно, позволяет сэкономить жилое пространство, сконцентрировать всю аппаратуру благоустройства дома в одной точке. Однако, имеются и некоторые недостатки, возможности двухконтурных котлов имеют свои пределы, о которых надо иметь точное представление.
Это поможет сделать правильный выбор и получить наиболее удачный вариант конструкции газового котла.
