Каков принцип работы двухконтурного газового котла отопления + схема устройства расширительного бака

Газовый котел является одновременно системой отопления дома и нагревателем используемой в быту воды. Чтобы подключить агрегат к источнику газоснабжения, необходимо получить специальное разрешение от соответствующей службы.

Особенность такого устройства в раздельном нагревании системы отопления и труб водоснабжения. Подачу энергии на теплообменник установка посылает тогда, когда в системе отопления температура падает ниже заданной отметки, а для водоснабжения включается в тот момент, когда начинает поступать вода из крана или душа.

Как работает двухконтурный газовый котел, более подробно ниже в статье.

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.

Виды и типы

Котельное отопление разделяется по типам его установки. Существуют одноконтурные и двухконтурные модели оборудования, настенного крепления и напольной установки.

Настенный тип

Плюсы: значительно меньших размеров, прост в монтаже, не требует отдельного помещения.

Минусы: маленький коэффициент полезного действия, подходить для отопления небольших жилых домов или помещений малой площади.

Напольный тип

Плюсы: Работает по принципу два в одном. Обеспечивает отопление помещения и обеспечение горячим водоснабжением. Два контура могут эксплуатироваться независимо друг от друга. Существуют модели с режимом «Зима-Лето».

Минусы: требуется большая площадь для установки, лучше отдельное помещение. Монтаж значительно сложнее настенного вида.

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.

Правила эксплуатации

Во время эксплуатации газового котлоагрегата открытого типа нужно гарантировать достаточную подачу воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания газа.

В противном случае КПД агрегата будет низким, а объем несгоревшего газа большим, с возможным выбросом в помещение. В топках закрытого типа, также важно следить за достаточностью воздуха и работоспособностью дутьевого вентилятора. Основные правила по безопасной эксплуатации отопительного котла, работающего на газовом топливе при возникновении запаха газа:

• немедленно перекрывают газовый кран на горелочное устройство;
• открывают окна для проветривания;
• в котлах закрытого типа включают принудительную вентиляцию в системе дымохода газового котла;
• не пользуются электровыключателями и спичками;
• немедленно перекрывают открытое пламя;
• сообщают об аварийной ситуации в газовую службу.

Автономное отопление набирает популярность, для многих домовладельцев оно стало такой же необходимостью в холодный период года, как система кондиционирования летом – доступный уровень комфорта в жилых помещениях, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность.

Главную функцию в этом выполняют современные котельные установки – технологичные, инновационные агрегаты способные решать многоуровневые тепловые задачи.

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.

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.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Существуют конденсационные котлы, в которых нагрев теплоносителя происходит поэтапно — сначала он получает энергию от конденсата, осажденного из дыма, а затем нагревается в обычном режиме. Это относительно новая технология, которая позволяет экономить топливо и увеличить срок службы узлов котла. Однако, она работает только в низкотемпературных системах и в российских условиях бесполезна.

Технические характеристики

Котлы подразделяются на вид потребляемого топлива. Это может быть, как бутан, так и метан. Обе элемента прекрасно горят и выделяют тепло. Также идет различие в энергопотребляемости. Разные виды с одинаковой выработкой тепла разняться в потреблении газа.

Котлы различаются по мощности вентиляции. Одним хватает естественной вентилируемости, другим необходим специальный агрегат. Также есть резервный коллектор, в котором теплая вода уже нагрета и в нужный момент продвигается по трубам и классический, нагревающий ее по факту до нужной температуры.

Важно! Электрический газовый котел можно использовать как напольный обогреватель.

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.

ОСТОРОЖНО!

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

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.

Критерии выбора

В первую очередь обывателя интересует эффективность и экономичность, что приводит, к сожалению, к игнорированию факта отапливаемой территории. Быстро нагреваемые и дешевые приборы с большей вероятностью рассчитаны на малые объемы прогреваемых помещений.

Чтобы установить качественный агрегат, необходимо анализировать следующие показатели:

• площадь;
• энергетическая и финансовая затратность;
• автоматизацию процесса (чтобы энергетическая и финансовая составляющая не уходила в никуда);
• энергоемкость и качество газа (на чем именно будет работать котел);
• финансовая составляющая эксплуатации и ремонта.

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.

ВАЖНО!

Единственными недостатками таких устройств являются нестабильность режима нагрева, который зависит о скорости прохождения воды, и необходимость периодической очистки от известковых отложений.

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.