Принцип работы настенного газового котла

Принцип работы двухконтурного газового котла, комплектация и виды

Двухконтурный газовый котел – это устройство, которое обеспечивает теплоносителем 2 контура, а именно отопительный контур и горячее водоснабжение (рис. 1). Принцип работы двухконтурного газового котла должен знать каждый, кто имеет в доме такое оборудование. Следует отметить основные функции этого устройства:

• Обеспечение системы отопления теплоносителем и дальнейшее поддержание температуры в системе;
• Горячее водоснабжение, то есть обеспечение дома горячей водой для бытовых нужд.

Рис. 1 Работа двухконтурной системы

Принцип работы

Двухконтурный котел нагревает теплоноситель в теплообменнике. Весь отопительный процесс работает благодаря термостату, который запускает двухконтурный котел, если температура теплоносителя снижается до определенного уровня. Когда термостат запускается, то дает команду и циркуляционному насосу. Насос в свою очередь также начинает функционировать и производит движение теплоносителя в обратном трубопроводе. В результате этого теплоноситель, который нагревается в теплообменнике, начинает циркулировать по системе.

После запуска газовый прибор начинает работу на низкой мощности, но в процессе нагревания она увеличивается до максимальной. Но в случае, когда установлен режим работы, то котел производит нагревание до нужной температуры. Этот процесс контролируется автоматикой, при очень быстром нагревании она отключает котел, то есть перекрывает подачу газа в горелку.

Рис. 2 Настенный двухконтурный котел

Теплообменник нагревается посредством выделяемой тепловой энергии от сжигания газа. Таким образом, камера сгорания с горелкой находится снизу, а уже над ней расположен теплообменник.

Когда теплоноситель в системе отопления достиг заданного температурного режима, горелка постепенно затухает, а потом газ и вовсе не поступает. Далее двухконтурный газовый котел находится в режиме ожидания, до новой команды термостата.

Что касается второй функции двухконтурного агрегата – подача горячей воды, то она осуществляется с помощью трехходового клапана. Он перекрывает путь теплоносителю в систему отопления, при этом вода попадает во вторичный теплообменник, который рассчитан на ГВС. Этот теплообменник находится над первичным. Трехходовой клапан срабатывает во время открытия водопроводного крана, а после его закрытия двухконтурный котел дальше работает на подогрев теплоносителя для радиаторов.

Розжиг газовых котлов может быть двух видов:

• Электрический – этот вид розжига есть в приборах, которые работают от электричества. Благодаря узлу управления такой розжиг происходит в автоматическом режиме;
• Пьезорозжиг – этим типом розжига оснащены недорогие котлы, это энергонезависимая система. Розжиг происходит от нажатия кнопки на корпусе. При этом запальник постоянно горит.

Рис. 3 Напольный двухконтурный
котел

Работа контура ГВС

Устройство двухконтурного котла заключается в том, что в летнее время его можно использовать как газовую колонку. Как работает двухконтурный газовый котел летом? Котел активируется из режима ожидания после открытия водопроводного крана. Это происходит из-за замыкания реле давления.

Расход воды для этого нужен не более 2,5 литров. В результате команды автоматики происходит розжиг и постепенно увеличивается подача газа. На открытие крана также реагирует трехходовой клапан, перекрывая отопительный контур. Далее из первичного теплообменника вода подается во вторичный, где и нагревается.

После того как вода в теплообменнике нагрелась до нужной температуры, оборудование начинает работать на меньшей мощности и просто регулирует плавное нагревание. Газовая горелка активируется, если температура понизилась на 1 градус.

Конденсационные и конвекционные приборы

Двухконтурные газовые котлы могут работать по двум принципам:

Принцип работы газового конвекционного агрегата заключается в выделении пара от сгорания газа, который в дальнейшем выводится через систему отвода продуктов сгорания. А вот конденсационные модели работают иначе. Они имеют дополнительную камеру сгорания, в которую поступают отработанные пары от горения топлива. Там они еще подогреваются до определенной температуры, а далее нагревают вторичный теплообменник. Вторичный теплообменник предназначен для контура горячего водоснабжения.

Что касается, конвекционного принципа работы котла то он проще и легче в управлении. Так как пар выходит в дымоход, то конденсат не образуется внутри, а значит и минимальные шансы образования коррозии. Конденсационные котлы имеют показатель КПД выше, так как есть в комплектации дополнительная камера сгорания.

Конструкция двухконтурного прибора

Устройство двухконтурного газового котла (рис. 4) заключается в трех основных узлах, которые есть во всех видах прибора:

Также неизменной частью газового отопительного агрегата является корпус со слоем теплоизоляции.

Рис. 4 Конструкция двухконтурного газового котла

Газовая горелка – это конструкция с перфорацией вдоль всего корпуса, а внутри находятся форсунки. Форсунки подают и распределяют газ, для равномерного пламени. Горелка может быть нескольких видов:

• Одноступенчатая – эта горелка устроена, так что ее нельзя регулировать, она работает в одном режиме;
• Двухступенчатая – это устройство имеет 2 позиции регулировки мощности;
• Модулированная – мощность такой горелки можно регулировать, за счет этого котлы экономнее расходуют топливо.

Теплообменник. В двухконтурных газовых приборах есть 2 теплообменника:

• Первичный – в нем нагревается теплоноситель для отопительного контура. Изготавливается из стали или чугуна;
• Вторичный – это теплообменник, в котором нагревается вода для контура горячего водоснабжения. На него обычно влияет температура несколько меньше чем на первичный, поэтому он может быть изготовленным из таких материалов как медь, нержавеющая сталь и т.д.

Рис. 5 Первичный теплообменник для
двухконтурного газового прибора

Автоматика – это узел, который управляет работой газового устройства. Он включает электронную схему и систему датчиков. Датчики подают показания работы двухконтурного котла в электронную схему, которая задает режим функционирования либо же отключает прибор.

Циркуляционный насос – это устройство нужно для системы отопления с принудительной циркуляцией. Это комплектующая деталь для энергозависимой системы. Такой насос обеспечивает нужный показатель давления.

Система отведения продуктов горения может быть с:

• естественной тягой. В этом случае продукты горения выводятся в дымоходную трубу, которая должна возвышаться над крышей минимум на 1 метр;
• принудительной тягой. Котлы с такой системой имеют в конструкции вентилятор для вывода продуктов горения в коаксиальный дымоход (труба в трубе). Такие котлы называют турбированными.

Расширительный бак. Когда теплоноситель нагревается до высокой температуры, то он расширяется, и его излишки временно попадают в расширительный бак. Объем бака может быть разным, это зависит от объема теплоносителя в системе и мощности котла.

Камера сгорания выглядит как емкость из металла с теплоизоляцией. Именно над ней находится первичный теплообменник, а на ее дне расположена горелка. Камера сгорания газового устройства может быть:

Газовый двухконтурный прибор с открытой камерой – это устройство, которое может быть энергонезависимым, так как воздух для горения он берет прямо из помещения, в котором установлен. Рекомендуется устанавливать такие агрегаты в отдельно отведенных помещениях – котельных. Они должны быть устроены по всем правилам, а именно иметь хорошую вентиляцию и окно. Если двухконтурному котлу с открытой камерой горения не хватает воздуха, он будет выделять углекислый газ.

Газовый двухконтурный прибор с закрытой камерой – это устройство, которое воздух для горения берет с улицы через коаксиальный дымоход. Принцип коаксиальной системы отведения газов заключается в ее особенной конструкции – «труба в трубе» (рис. 6). То есть труба с меньшим диаметром находится в трубе большего диаметра. Через маленькую трубу выходят продукты горения, а через большую происходит забор воздуха в газовый котел. Преимуществом коаксиального дымохода является то, что его можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально.

Рис. 6 Труба для коаксиального дымохода (труба в трубе)

Энергозависимые и энергонезависимые котлы

Принцип работы двухконтурного газового котла энергозависимого типа практически не отличается от энергонезависимых котлов. Они функционируют благодаря комплектующим, которые работают от электричества. Это циркуляционный насос, автоматика (полная регулировка роботы агрегата), вентилятор для отвода продуктов горения. В работе энергозависимых двухконтурных агрегатов есть такие недостатки:

• такое оборудование чувствительно к перепадам напряжения в сети, поэтому нужно дополнительно приобрести стабилизатор напряжения;
• если возникнут, какие либо аварии на линии электросети и света не станет, то котел не будет функционировать. На этот случай нужно обзавестись генератором или же блоком бесперебойного питания.

В энергонезависимых моделях котлов теплоноситель циркулирует естественным образом, по принципу конвекции. Для нормальной работы такого агрегата трубы в системе отопления должны быть большего диаметра. А также в этом случае расширительный бак должен быть открытым. Также для хорошей циркуляции трубопровод системы отопления проектируется под наклоном. Система отвода продуктов горения работает по принципу естественной тяги. Для этого устанавливается дымоходная труба, которая должна быть не менее 4 метров в высоту.

Энергонезависимым приборам нужно постоянное поступление воздуха, так как они оборудованы открытой камерой горения. А значит, в помещение должно происходить регулярное проветривание. Но конечно, несомненным преимуществом этого двухконтурного котла является то, что отсутствие электроэнергии никак не влияет на его работу.

Газовый котел Бакси: неисправности и их устранение

Принцип действия двухконтурного котла

• Особенности и типы выпускаемых котлов
• Принцип работы котла и его устройство
• Виды газовых горелок

Особенности и типы выпускаемых котлов

Двухконтурный газовый котел является прибором, который нагревает до заданных значений теплоноситель в системе отопления и может приготавливать горячую воду для сантехнических нужд. Использование такого котла позволяет обойтись без дополнительного оборудования для приготовления горячей воды, такого как газовая колонка, накопительные и проточные электрические нагреватели. Принцип работы двухконтурного газового котла основан на процессах и способах передачи тепловой энергии сгорания газа контурам отопления и горячего водоснабжения.

Подключение двухконтурного газового котла к схеме обвязки .

Двухконтурные котлы настенного типа выпускаются в большом технологическом ассортименте. Основные виды выпускаемых двухконтурных котлов:

• с открытой газовой горелкой;
• с закрытой газовой горелкой, турбированные;
• имеющие два отдельных контура нагрева для отопительной системы и горячей воды;
• комбинированного типа;
• конденсационные.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы котла и его устройство

Изображение 1. Гидравлическая схема двухконтурного котла в режиме отопления.

Газовые приборы с двумя контурами нагрева имеют следующий принцип работы. Теплота сгоревшего природного газа передается теплообменнику, который расположен над газовой горелкой. Этот теплообменник включен в магистраль отопительной системы, то есть нагретая вода в нем будет циркулировать по отопительной системе. Циркуляция воды осуществляется с помощью насоса, встроенного в котел. Для приготовления горячей воды двухконтурное устройство оснащено вторичным теплообменником.

Представленная схема на ИЗОБРАЖЕНИИ 1 показывает происходящие процессы работы и устройство оборудования:

1. Газовая горелка.
2. Циркуляционный насос.
3. Трехходовой клапан.
4. Контур ГВС, пластинчатый теплообменник.
5. Теплообменник контура отопления.

• D — вход (обратка) отопительной системы для нагрева;
• A — подача готового теплоносителя для отопительных приборов;
• C — вход холодной воды из магистрали;
• B — выход готовой горячей воды для санитарных нужд и бытового использования.

Принцип приготовления воды для ГВС таков: нагретая вода в первом теплообменнике(5), который расположен над газовой горелкой(1) и предназначен для нагрева отопительного контура, поступает во второй пластинчатый теплообменник(4), где передает свое тепло контуру ГВС.

Как правило, двухконтурные котлы имеют встроенный расширительный бак для компенсации изменения объема теплоносителя.

Схема двухконтурного котла позволяет производить горячую воду и нагревать ее для отопления только в отдельных режимах.

Конструкция двухконтурного газового котла.

Использование котла одновременно для ГВС и отопления в определенный момент времени невозможно. Например, во время работы устройства происходит нагрев отопительной системы с заданной температурой, процесс поддержания температуры контролируется автоматикой котла, а циркуляция теплоносителя по сети отопления осуществляется насосом.

В определенный момент происходит открытие крана горячей воды для бытовых нужд, и, как только начинается движение воды по контуру ГВС, срабатывает специальный датчик протока, установленный в котле. С помощью трехходового клапана (3) в котле перенастраиваются контуры протоков воды. А именно вода, нагретая в теплообменнике (5), перестает поступать в отопительную систему и подается в пластинчатый теплообменник (4), где и передает свое тепло системе ГВС, то есть поступившая холодная вода из трубопровода (С) нагревается и по трубопроводу (В) подается потребителям квартиры или дома.

В этот момент циркуляция идет по малому кругу и система отопления на время использования ГВС не нагревается. Как только кран на водозаборе ГВС перекрывается, датчик протока срабатывает и трехходовой клапан опять открывает контур отопления, происходит дальнейший нагрев отопительной системы.

Наиболее часто схема устройства двухконтурного газового котла подразумевает наличие пластинчатого теплообменника. Как уже говорилось, его предназначение состоит в том, чтобы передать тепло от контура отопления к контуру водоснабжения. Принцип такого теплообменника состоит в том, что наборы пластин с горячей и холодной водой собраны в пакет, где происходит теплоотдача.

Соединение выполняется герметичным путем: это препятствует смешиванию жидкостей из различных контуров. За счет постоянного изменения температуры возникают процессы теплового расширения металла, из которого сделан теплообменник, что способствует механическому удалению возникающей накипи. Пластинчатые теплообменные устройства изготавливаются из меди или латуни.

Схема подключения двухконтурного котла.

Существует схема двухконтурного котла, которая включает в себя комбинированный теплообменник.

Располагается он над газовой горелкой и состоит из двойных трубок. То есть трубка контура отопления содержит внутри своего пространства трубку горячего водоснабжения.

Данная схема позволяет обойтись без пластинчатого теплообменника и несколько повысить КПД в процессе приготовления горячей воды.

Недостаток котлов, имеющих комбинированный теплообменник, состоит в том, что между тонкими стенками трубок откладывается накипь, в результате чего ухудшаются условия работы котла.

Вернуться к оглавлению

Виды газовых горелок

Двухконтурные котлы настенного типа выпускают с открытым типом газовой горелки и с закрытым. Открытая газовая горелка в котле требует подачу необходимого количества воздуха для сгорания газа из помещения, где установлен газовый котел. Например, привычная схема типовой газовой колонки для нагрева воды.

Устройство с закрытой горелкой имеет изолированное пространство для сгорания газа от помещения. Забор воздуха для процесса горения производится снаружи здания. Чаще всего такие устройства подключены с помощью коаксиального дымохода, выходящего на наружную стену здания. Состоит он из двух труб, расположенных одна в одной. Через внешнюю трубу забирается воздух для горения, а через внутреннюю трубу удаляются продукты сгорания.

Возможно подключение с выбросом продуктов сгорания в предусмотренный дымоход здания и забор воздуха с боковым подводом трубопровода. Котлы с закрытой горелкой называют турбированными, так как они имеют встроенный электрический нагнетатель воздуха турбинного типа. Преимущество таких газовых приборов заключается в безопасности эксплуатации. Их работа не требует постоянного контроля подачи воздуха, проветривания помещения, исключено попадание продуктов сгорания в квартиру или дом. За счет избыточной тяги происходит более эффективное сгорание и более быстрый прогрев воды.

Устройство настенного газового котла.

Двухконтурные газовые приборы могут подключаться в бойлерном режиме. Такой режим работы подразумевает нагрев воды и последующее ее накопление в бойлере, а из него вода уже поступает в точки водозабора.

Конденсационные газовые нагревательные приборы отличаются тем, что их конструкция позволяет конденсироваться водяному пару, содержащемуся в продуктах сгорания газа. При процессе конденсации происходит выделение дополнительного тепла, которое используется или для контура отопления, или для контура ГВС. Схема может включать образование конденсата на первичном теплообменнике специальной формы или на дополнительным устройстве, которое расположено над первичным теплообменником.

Все газовые котлы двухконтурного типа обязательно включают в себя блок автоматики и контрольных датчиков для правильной и безопасной работы. Автоматика отслеживает заданные параметры нагрева воды в контурах, может совместно использоваться с выносными датчиками температуры воздуха в помещении. Датчики тяги, контроль аварийного отключения газоснабжения позволяют эксплуатировать котел наиболее безопасным способом.

Для долговременного использования газового прибора следует произвести грамотную установку, включающую в себя расчет мощности, монтаж в соответствии с нормами безопасности, качественно выполненные пусконаладочные операции.

Работа по монтажу газового оборудования должна производиться только специальными газовыми службами, имеющими сертификат на ее выполнение.

Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла

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.

В некоторых моделях газовых двухконтурных котлов используются сдвоенные теплообменники. Но принцип работы остается практически тем же самым.

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.

На работу газовой горелки в двухконтурных котлах может влиять и погодозависимая автоматика, контролирующая температуру уличного воздуха.

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.

Источники: http://kotlomaniya.ru/gazovye/princip-raboty-dvuhkonturnogo-gazovogo-kotla.html, http://1poteply.ru/kotly/princip-raboty-dvuxkonturnogo-gazovogo-kotla.html, http://remont-system.ru/kotly/ustroystvo-i-princip-raboty-dvuhkonturnogo-gazovogo-kotla

Как вам статья?