Принцип работы двухконтурного газового котла. В чем главный подвох?

Газовый котел часто располагается в домах вне городских условий, в небольших предприятиях и торговых центрах. Его задача — поддерживать необходимую температуру воздуха в помещении, в некоторых случаях — обеспечить горячее водоснабжение. Умная автоматика в современных котлах включает нагрев только в том случае, если температура теплоносителя (как правило, это вода) или воздуха в помещении опустится ниже заданной отметки. Таким образом предполагается не только сберечь топливо, но и уменьшить износ прибора в целом. При определенных сценариях может возникнуть так называемое тактование. Про него и поговорим.

Принцип работы

Газовые котлы — это оборудование, в котором природный газ сжигается, трансформируясь в тепловую энергию. В качестве топлива применяется пропан-бутан или метан.

Принцип работы отопительного прибора следующий:

• Газ под давлением попадает в агрегат в то время, как на запальник автоматически подается искра;
• Газ в горелке разжигается от запальника;
• Пламя от горелки нагревает теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель;
• При повышении температуры свыше указанного предела, термопара (термодатчик) перекрывает клапан подачи газа;
• При снижении температуры теплоносителя термопара открывает клапан, и горелка разжигается вновь.

Описанный принцип работы актуален для автоматизированного оборудования. В устаревших импортных котлах или в бюджетных отечественных агрегатах розжиг горелки и регулировка температурных показателей осуществляется вручную посредством кнопки и регулятора.

Планируя газовое отопление, учитываем минимально допустимое давление газа, указанное в параметрах оборудования. Показатель давления должен соответствовать давлению в газораспределительной сети.

Большинство современных западноевропейских котлов рассчитаны на рабочее давление в 20 мбар (миллибар). В то же время давление в газораспределительных сетях Подмосковья не превышает 15 мбар. Чем может обернуться разница в этих параметрах?

При недостаточном давлении в сети, настенный газовый котел работает с меньшей мощностью, чем это заявлено в техническом паспорте. Более того, зимой, когда потребление природного газа возрастает, давление в сети дополнительно снижается. Поэтому в холодное время года на котле приходится устанавливать максимальные температурные настройки.

Устройство газовых котлов с закрытой камерой сгорания

Устройство газового котла может быть без встроенного бака, тогда расширительный бак устанавливается снаружи.

В неавтоматизированных моделях блоком управления является запорная арматура, посредством которой подача газа вручную перекрывается или увеличивается.

Разновидности газовых котлов

Отличительная характеристика настенных моделей — это невысокая цена и небольшая мощность (не более 100 кВт).

Элементы обвязки интегрированы в конструкцию устройства

.

Элементы обвязки в комплектацию напольных котлов не входят, а потому их нужно устанавливать отдельно

.

В зависимости от модификации устройства, вода для ГВС нагревается или в проточном, или в накопительном теплообменнике.

Инструкция установки оборудования на естественной тяге предусматривает обеспечение хорошей вентиляции в помещении котельной.

Преимущество такой схемы розжига – возможность применения при отсутствии электроэнергии.

Как дом становится умным

Сегодня возможности производителей превышают потребности заказчика. С помощью автоматики можно управлять хоть сотней отопительных контуров, но этого не требуется. Чаще встречаются ситуации, когда в доме два контура — один радиаторный, второй — теплых полов. В некоторых более сложных системах, когда есть принудительная вентиляция, бассейн или несколько уровней, этих контуров может быть до 10.

В современных коттеджах помимо системы отопления есть еще и системы вентиляции и кондиционирования. Домовладельцу неудобно пользоваться 5−6 пультами управления, чтобы отдельно включать конвекторы, радиаторы, теплый пол, вентиляцию, кондиционирование. Для этого есть контроллеры, позволяющие сводить все управляемые устройства систем на один пульт. Скажем, вы установили температуру 22 градуса. Летом охлажденный кондиционером воздух будет подаваться через вентиляцию. Если у нас температура «за бортом» упала, контроллер даст команду нагревать дом — откроет сервопривод теплого пола или радиаторов, включит вентилятор конвектора. Этот уровень автоматизации относится уже к такому понятию, как «Умный дом». В его функции входят также управление светом, жалюзи и т.д.

Систему отопления можно автоматизировать до разного уровня. Все эти способы терморегуляции — эволюционные ступеньки от простейшего управления на котле к более сложному управлению через электронные устройства, которые поддерживают комфортную температуру в нашем присутствии и экономят энергию, когда дом пуст.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, каково устройство одноконтурного и двухконтурного газового котла и по какому принципу это оборудование работает. Больше интересного по теме можно найти, посмотрев видео в этой статье. Если остались вопросы, задавайте их в комментариях.

Наибольшее применение отопительная техника находит в частных коттеджах, которые не подключены к системе горячего водоснабжения и имеют автономное отопление. Жителям таких домовладений приходится приобретать электрические водонагреватели или двухконтурные газовые аппараты.

В данном случае преимущество на стороне последних, что обусловлено их конструктивными особенностями и как следствие возможностью приготовления необходимых объемов горячей воды в кратчайшие сроки. Постараемся объяснить принцип работы двухконтурного газового котла с тем, чтобы можно было сделать правильный выбор.

Виды котельного оборудования

Современная котельная техника представлена в большом ассортименте. Она не только имеет различных производителей, но и существенные конструктивные и функциональные отличия. Если рассматривать газовые аппараты, то они бывают

Причем каждый из видов содержит различные модели. В зависимости от конструктивных особенностей они могут быть:

Если первые применяются исключительно для отопления помещений, то функционал у вторых позволяет осуществлять приготовление горячей воды в необходимом количестве. Причем данная способность ни в коей мере не отражается на обогреве помещения.

Использование незамерзающей жидкости в качестве теплоносителя

Антифриз
Если вы планируете использовать в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость (этиленгликоль или пропиленгликоль), то вам стоит узнать разрешено ли это производителем.

В случае поломки вам могут отказать в гарантийном ремонте. Мое мнение тут такое — антифриз может быть только вынужденной мерой.

Например, на даче, где не хочется каждый раз сливать систему осенью. В остальных случая лучший выбор — подготовленная вода.

Устройство газовых аппаратов

Все отопительные котлы имеют одинаковые основные узлы и различаются, как правило, в деталях. Если рассматривать их чертежи, то все они состоят из теплоизолированного корпуса, внутри которого находятся:

Что касается горелки, то ее форма и конструкция различаются у аппаратов работающих на разных видах топлива. Например, в газовых моделях она представляет собой камеру, в которой происходит сгорание топлива с выделением тепла и продуктов окисления.

Ее основная функция – это выработка энергии, необходимой для обогрева теплоносителя.Над горелкой располагается теплообменник – это емкость с теплоносителем.

Поднимающиеся вдоль его стенок продукты сгорания передают тепло воде, которая затем распределяется по трубам системы отопления. При этом охлажденные продукты сгорания поступают в дымоход и выводятся наружу.

В зависимости от конструктивных особенностей устройства для передачи тепла различают аппараты:

• со сдвоенным (пластинчатым)
• с битермическим

Рассмотрим особенности каждого из них. Сдвоенный теплообменник состоит из двух. Один – для контура отопления, он состоит из медных труб и пластин, поверхность которых покрывается специальным защитным слоем, предохраняющим от коррозии. Его основная функция – это передача тепла.

Второй – осуществляет приготовление ГВС. Он состоит из пластин, они передают тепло в нагреваемую среду. За свою конструкцию он получил название – пластинчатый.

Битермическое устройство передачи тепла – это труба в трубе. Причем внутренняя ее часть используется для приготовления горячей воды, а наружная – для обогрева помещения.

Не малое значение для газовых аппаратов играет и вариант розжига. Это устройство отвечает за горение топлива. Розжиг может быть двух видов:

При этом необходимо учитывать и поступление воздуха в камеру сгорания. Существует несколько вариантов. Для открытых – воздух подается из помещения. В закрытых камерах могут использоваться как естественная, так и принудительная вентиляция.

Из устройств, обязательно используемых в большинстве газовых аппаратов, осталось рассмотреть автоматику. Она контролирует работу всех узлов аппарата и в последних моделях выполнена на микропроцессорных системах. Это позволяет управлять работой устройства, задав необходимую программу, все остальное выполняется автоматически.

Основные узлы настенного котла с закрытой камерой сгорания.

Рисунок 4 1 Предохранительно-сбросной клапан (3 бар) 2 Газовый клапан 3 Первичный фильтр 4 Трансформатор розжига 5 Горелка инжекционного типа 6 Датчик температуры ПЛ (NTC) 7 Электроды розжига 8 Камера сгорания 9 Первичный теплообменник 10 Герметичная камера разряжения 11 Дифференциальное реле расхода продуктов сгорания 12 Вентилятор 13 Коаксиальная система притока воздуха-отвода продуктов сгорания 14 Расширительный бак 15 Электрод ионизации 16 Датчик температуры ОЛ (NTC) 17 Клапан автоматического воздухоотводчика 18 Насос 19 Датчик давления 20 Байпас с регулируемым перепускным клапаном 21 Трехходовой приоритетный клапан 22 Пластинчатый теплообменник 23 Датчик потока холодной воды 24 Фильтр холодной воды 25 Подпитывающий вентиль 26 Сливной кран A Подающая линия (ПЛ) B Выход горячей воды C Вход газа D Вход холодной воды E Обратная линия (ОЛ) F Дренажная труба

Принцип действия

Устройство двухконтурного газового котла позволяет ему работать в двух режимах:

В первом случае осуществляется нагрев теплоносителя, находящегося внутри теплообменника. В его качестве выступает обычная вода. В зависимости от того, насколько горячей она должна быть на выходе и производится подогрев – от 35 до 80º С.

Режим отопления запускается термостатом, реагирующим на изменение температуры в помещении. При ее снижении он передает сигнал на запуск насоса, который создает разрежение в обратном трубопроводе. Данный процесс приводит к тому, что нагретая в теплообменнике вода поступает в систему отопления, при этом учитывается давление, если оно более 0,45 бар, то происходит замыкание контактов реле и розжиг горелки, которым управляет микропроцессор.

Располагаем термометр правильно

Есть два типа терморегулятора:

• Встроенный — измеряет температуру теплоносителя, не реагирует на внешние условия.
• Выносной — измеряет температуру воздуха в помещении, не реагирует на температуру внутри котла.

С первым типом все понятно — ничего изменить нельзя, термометр не предполагает переноса. Выносной же тип должен располагаться грамотно — в противном случае каждое проветривание или работа бытовой техники будут сбивать работу отопления во всем доме.

Опытные мастера советуют располагать прибор в той части помещения, которая остывает наиболее медленно. Как правило, она удалена от котла на значительное расстояние, поэтому прогрев также растянут во времени. Снижение температуры до нижнего предела будет означать охлаждение всего помещения — отопление начнет работу в штатном режиме.

Чтобы горелка совершала длительные равномерные циклы, не стоит ставить термометр:

• Возле окон, дверей, щелей в стенах.
• Рядом с бытовой техникой.
• Близко к полу или потолку.
• В подвальные помещения.

Работа устройства в режиме ГВС

В теплое время года, когда отсутствует необходимость обогрева помещения, котел может быть включен на летний режим. В этом случае будет функционировать только контур ГВС.

Принцип работы газового двухконтурного котла в этом режиме следующий: трехходовой клапан перекрывает линию отопления, и теплоноситель из первичного теплообменника подается во вторичный.

Проходя через него, холодная вода нагревается и попадает в контур ГВС. Данный процесс запускается при помощи реле давления, которое замыкается при расходе воды, превышающем 2,5 литра.

Сначала автоматически подается команда на розжиг горелки, а затем открывается газовый клапан и постепенно мощность увеличивается до максимальной. Аппарат работает в заданном режиме, пока не произойдет нагрев воды, а потом переходит на этап плавного регулирования.

Причем горелка настраивается автоматически на расходуемое количество жидкости. Ее выключение происходит при превышении температуры на 5º С, а включение – при понижении на 1º С.

При эксплуатации в данном режиме контур отопления отключается и тепло от горелки передается неподвижному теплоносителю, а через него в контур ГВС.

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.

Выгодно и удобно

Рассмотрев принцип работы и устройство двухконтурных газовых котлов можно сделать вывод относительно их применения:

1. во-первых, они позволяют сэкономить средства и избежать приобретения водонагревательного оборудования
2. во-вторых, даже при выходе из строя вторичного контура могут работать в режиме отопления, что позволяет использовать их в холодное время года
3. в-третьих, замена этого контура будет стоить дешевле, чем ремонт аналогичного битермического узла.

Следовательно, использование двухконтурного газового котла не только удобно с точки зрения его функциональности, но и выгодно.

Для приготовления горячей воды на хозяйственные нужды каждый производитель газовых отопительных установок предлагает модификации с дополнительным контуром. При покупке водогрейного агрегата для своего дома будет полезным понимать схему, по которой происходит работа двухконтурного газового котла. Это поможет вам правильно его подобрать применительно к своим нуждам и условиям эксплуатации.

Устройство двухконтурного котла Navien

Плохо работает насос

Пользователи газовых котлов иногда сталкиваются с разными проблемами в работе насосного агрегата. Такое оборудование перестаёт перекачивать воду, если вышел из строя ротор или во внутренней части скопилось значительное количество воздуха. Чтобы исключить такую поломку необходимо открутить с агрегата гайку и выполнить слив воды, после чего плоской отвёрткой принудительно прокручивается ось.

Насос в газовом котле

Разновидности газовых двухконтурных котлов

По своему устройству и принципу действия двухконтурные газовые установки подразделяются на 3 типа:

• использующие для нагрева воды и теплоносителя один общий (битермический) теплообменник;
• нагревающие воду для ГВС в отдельном скоростном проточном теплообменнике;
• с проточным теплообменником и накопительной емкостью.

Агрегаты с битермическим теплообменником

Установки первого типа оборудованы теплообменниками из меди сложной конфигурации. Каждая трубка представляет собой, как показано на рисунке.

В этом случае принцип работы двухконтурного газового котла заключается в нагреве воды для ГВС и отопления в двух отдельных трубках, расположенных в одном устройстве. По внешней трубке протекает теплоноситель для системы отопления, по внутренней – вода для ГВС. Движение потоков организовано попутным, то есть, теплоноситель и вода протекают в одном направлении. Под теплообменником находится газогорелочное устройство, его работой управляет автоматический газовый клапан. Алгоритм следующий:

1. В режиме отопления вода, протекающая по наружным трубкам, нагревается до температуры, ограничиваемой термостатом. По достижении этой температуры газовый клапан отключает горелку, при остывании теплоносителя – снова включает.
2. При открывании одного или нескольких кранов горячей воды в доме начинается ее движение во внутренних трубках теплообменника, циркуляция теплоносителя в системе отопления прекращается и котел работает в режиме ГВС. Теплоноситель движется по малому кругу внутри котла, передавая свою энергию воде во внутренних трубках, горелка работает постоянно.
3. Когда краны ГВС в доме закрываются, циркуляция теплоносителя в системе отопления возобновляется.

Другие причины

Можно сказать, что все случаи, когда радиатор не греет, являются по-своему уникальными. Например, не греет радиатор, который последний в системе. Значит, до него попросту не доходит теплоноситель или тепло «теряется» на пути следования к нему. Если последнее, то неверно рассчитана система или неправильно подобран диаметр труб и, соответственно, неверно подобрано соотношение количество воды/интенсивность циркуляции.

Множество проблем может помочь решить расширительный бак. Например, завоздушивание можно убрать, если прогнать насосом теплоноситель по всей системе. Некоторые для этого в нижней части отопления врезают вентиль, к которому подсоединяется кран и штуцер. Надев шланг, можно подавать воду до тех пор, пока не выйдет воздух через расширительный бак.

Только такой подход довольно рискованный – лишняя вода, а ее будет много, заполнит бачок и польется с него. В таком случае действуют с помощником, который будет контролировать уровень воды в расширительном бачке.