Принцип работы двухконтурного газового котла. В чем главный подвох?

Решить вопросы организации автономного теплоснабжения и обеспечения помещения горячей водой можно очень просто, достаточно приобрести один единственный двухконтурны газовый котел той модели, которая сможет обслужить обе системы одновременно. Пользоваться всеми преимуществами такого оборудования можно, только поняв принцип работы. Данные сведения пригодятся и тем, кому требуется своевременно выявить возможные перебои в работе, а также ликвидировать причины их возникновения.

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.

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.

Какими бывают теплообменники газовых котлов

Теплообменник в газовом котле отвечает за получение тепла для того, чтобы в дальнейшем передать его воде. Если речь идет о двухконтурном котле и его принципе работы, то имеет место наличие первичного и вторичного теплообменника. Первый размещается над горелкой и представлен трубочкой с рёбрами, изогнутой змейкой. Нагретая до нужной температуры вода в теплообменнике продвигается в трёхходовой клапан, после чего поступает в отопительную систему. Вторичный теплообменник представлен целой системой изогнутых волнами пластин, все они совмещены в едином блоке, на котором также располагаются 4 отверстия. Через 2 из них осуществляется проток воды, ещё 2 ответственны за перемещение теплоносителя, который подается в отопительный контур.

Систему двух теплообменников называют сдвоенной. На рынке представлены отопительные приборы, в которых применяется битермический теплообменник. Для него характерна усложненная конфигурация. Для его изготовления применяется медь, сам элемент представлен расположенными друг в друге трубками: по внешней перемещается теплоноситель, внутренняя служит для движения воды, с помощью которой обеспечивается поставка горячей воды.

Оснащенные подобными теплообменниками газовые котлы отличаются сложностью эксплуатации, последняя заключается в затруднительном очищении от накипи. Однако подобные приборы отопления пользуются спросом, так как отличаются небольшими габаритами и очень быстро нагревают воду.

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.

Специфика работы котлов с двумя контурами

Те, кто думает, что оба контура в такой системе нагреваются сразу в одно и то же время, ошибаются, на самом деле всё работает совершенно иначе. В нормальном режиме эксплуатации такое оборудование на постоянной основе функционирует только для того, чтобы нагреть циркулирующий в системе теплоноситель. Как часто он будет включаться и насколько интенсивным кажется в процессе действия пламя, зависит от датчика температуры, который контролирует эти процессы. Вместе с горелкой запускается насос, но только в том случае, когда циркуляция теплоносителя естественным путем не оказывает какого-либо воздействия на работу отопительной системы. После того как температура последнего достигает нужного уровня, с датчика отправляется сигнал о том, что активность горелки должна быть уменьшена. После котел работает только в пассивном режиме вплоть до того момента, пока температурный показатель не достигнет запрограммированного уровня. Далее датчик отправляет сигнал на автоматику, которая, в свою очередь, запускает клапан, отвечающий за подачу горючего.

Достаточно предварительно ознакомиться с определёнными тонкостями функционирования газовых котлов, оснащенных двумя контурами, для того, чтобы понять, какие преимущества можно получить от их эксплуатации. Более того, приобретение таких отопительных систем позволяет не приобретать дополнительного оснащения, которое может потребоваться в любом другом случае для того, чтобы обеспечить дом горячей водой. Даже если один контур выйдет из строя, то второй может эксплуатироваться дальше, заменить один контур всё равно обойдется гораздо дешевле, нежели отремонтировать целую нагревательную установку.

Двухконтурный котёл вполне может эксплуатироваться летом, когда надобность в отоплении отпадает и требуется только обеспечить нагрев воды, предназначенной для бытовых нужд. Подобным образом можно действительно сэкономить, так как покупка одновременно двух агрегатов, каждый их которых функционирует автономно, обойдется гораздо дороже.

Двухконтурный котел принцип работы

Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла – особенности конструкции

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

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.

Устройство конструкции

Конструкция прибора включает в себя такие элементы:

1. Горелка. Является главным модулем отопительного котла. Местом ее размещения выступает камера сгорания. Задачей горелки является нагревание теплоносителя и высвобождение тепловой энергии для контура ГВС. Чтобы точно поддерживать необходимую температуру, этот элемент оснащается системой автоматического управления горением.
2. Камера сгорания. Место установки горелки. Бывает открытого или закрытого типа. Закрытые конструкции комплектуются вентилятором, производящим подачу воздуха и отвод дыма. Благодаря ему достигается эффект тихого шума при работе оборудования.
3. Циркуляционный насос. Отвечает за создание принудительного движения теплоносителя внутри отопительных труб и за эффективность работы ГВС. В отличии от вентилятора, при работе насоса почти не возникает никакой шум.
4. Трехходовой клапан. Благодаря этому устройству котел имеет возможность переключаться на функцию подогрева воды для горячего водоснабжения.
5. Основной теплообменник. Устройство двухконтурного газового котла настенного типа предусматривает его размещение поверх горелки, внутри камеры сгорания. Благодаря этому обеспечивается подогрев воды, которая впоследствии поступает в отопительные трубы или в систему ГВС.
6. Вторичный теплообменник. Отвечает за погрев воды для ГВС.
7. Автоматические приборы. Обеспечивают контроль параметров работы оборудования, следя за уровнем нагрева теплоносителя и воды. Это дает возможность наладить корректировку работы горелки, управлять различными узлами, поддерживать пламя, фиксировать возникающие неполадки и пр.

Пространство внизу корпуса предназначается для установки отводов коммутации отопительного контура, горячего и холодного трубопровода и газовой подводки. Некоторые модификации газовых двухконтурных котлов комплектуются спаренными теплообменниками: принцип работы двухконтурного котла при этом не изменяется.

Сходство с другими конструкциями

Хотя конструкция двухконтурного настенного газового котла далека от простоты, но при более пристальном изучении работы входящих в ее состав узлов все оказывается не так страшно. Оборудование этого типа напоминает газовый проточный водонагреватель (особенно это касается наличия горелки и теплообменника). Все другие детали позаимствованы у одноконтурного котла настенного типа. Значительную позитивную роль играет встроенная обвязка, состоящая из расширительной емкости, циркуляционного насоса и группы безопасности.

Изучая принцип работы газового двухконтурного котла, важно иметь в виду, что смешивание воды из системы ГВС с теплоносителем не должно допускаться ни в коем случае. Для заливания жидкости внутрь отопительной системы имеется отдельная труба, являющаяся частью контура. Чтобы подготовить горячую воду, используется определенный объем теплоносителя, который двигается внутри вторичного теплообменника.

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.

Режим отопления

Функционирование двухконтурного котла в режиме обогрева ничем не отличается от работы простейшего проточного нагревателя.

Начальное включение горелки сопровождается достаточно длительным промежутком работы, что позволяет поднять температуру в контуре отопления до нужных значений.

По достижению оптимального режима подача газа прекращается.

При наличии в жилище датчика температуры воздуха, автоматика сама будет следить за его показаниями.

Режимы газовой горелки двухконтурного котла могут переключаться специальной погодозависимой автоматикой, наблюдающей за температурой снаружи дома.

Работающая горелка постепенно повышает температуру теплоносителя, движение которого внутри трубопровода поддерживается циркуляционным насосом. Благодаря принципу работы трехходового клапана в газовом котле вода получает возможность проходить внутри основного теплообменника в нормальном режиме.

Удаление продуктов сгорания может осуществляться самопроизвольно или с помощью специального вентилятора (им, как правило, оснащается верхняя область двухконтурного аппарата).

Контур ГВС в этом случае пребывает в неактивном состоянии.

Подача горячей воды

Система горячего водоснабжения включается только при непосредственном повороте вентиля водопроводного крана.

Возникновение потока провоцирует срабатывание трехходового клапана: таким образом осуществляется запуск отопительной системы.

Параллельно появляется пламя в газовой горелке, если она еще пребывала в отключенном состоянии.

Как правило, до появления горячей воды из крана проходит несколько секунд.

Также важно разобраться, как греет воду двухконтурный котел.

Как указано выше, при его включении система отопления отключается.

Регулировка всей этой процедуры осуществляется благодаря трехходовому клапану, перенаправляющему определенный объем нагретой воды внутрь вторичного теплообменника (пламя на вторичке полностью отсутствует).

Поступивший теплоноситель начинает обогревать циркулирующую в теплообменнике воду.

Несмотря на некоторую сложность схемы из-за малого циркуляционного круга теплоносителя двухконтурные газовые котлы, имеющие раздельные теплообменники, отличаются простотой обслуживания и ремонта.

Популярны также котлы ОГВ, позволяющие эффективно подавать горячую воду.

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.

Устройство двухконтурных котлов

Устройство газового котла состоит из нескольких деталей. Так, разные котлы с одинаковой скоростью могут отопить маленькое или большое помещение. Различаются еще по энергопотреблению. Из чего состоит котел и для чего нужны его составляющие будет подробно описано ниже.

Летом с ним не будет проблем. Один из контуров можно отключить в любой момент, чтобы он не работал в тот период времени, когда это не нужно. Подключение не особо отличается от одноконтурного. Различие в том, что нужно подключить трехходовой клапан вместо двух- и одноходового.

Автоматика

Автоматика, помимо энергосберегающих функций имеет ряд положительных характеристик:

• отсутствие перегрева;
• увеличение срока службы;
• уменьшение шанса взрыва газа;
• экономия электричества;
• автоматизация работы агрегата;
• краткий цикл работы;
• отключение в случае непредвиденных ситуаций.

Горелка

Горелка является основой для нагревания воды. Она сжигает топливо и тем самым генерирует тепло. При выборе горелки для двухконтурного газового котла обращают внимание на следующие характеристики:

• КПД — насколько эффективно сжигается газ;
• низкая токсичность;
• работоспособность датчика тепла;
• бесшумность работы.

Коаксиальный дымоход

Дымоход необходим для выведения продуктов горения, в основном углекислого газа из котла. Плохая работа дымохода может привести к накоплению отходов в доме и к отравлению угарным газом.

Коаксиальный дымоход — это две трубы разного диаметра, находящиеся одна в другой. Пока одна труба с помощью специальных вентилятором вытягивает продукты горения, другая с помощью того же вентилятора втягивает воздух в необходимом количестве, чтобы происходило горение. Вывод такого дымохода может быть прямо в стене и занимать мало места. Такой дымоход исключает попадание продуктов горения в помещение, а также использует кислород исключительно за пределами здания.

Теплообменник

Теплообменник — это тот самый механизм, с помощью которого идет нагревание водяной отопительной системы. Несмотря на то, что тепло излучается именно горелкой, принцип действия направлен на сохранение и отдачу тепла во внешний ресурс. Грубо говоря, это механизма нагревания и сохранения тепла, высвобождаемого горением.

Циркулярный насос

Предназначен для равномерной передачи тепла. Чтобы было более понятно, в обычных системах отопления у источника тепла температура в комнате больше выше. Т. е в дальней комнате от котла должно быть холоднее, чем в прилегающих к нему. Этот насос гонит тепло в самые дальние участки, чтобы при его возвращении ушло меньше времени для нагрева и нового запуска по трубам.

Расширительный бак

Это дополнительное устройство для котла было выявлено и сконструировано с учетом физических свойств нагретых тел. Бак предусмотрен как увеличенная емкость для воды, а точнее ее нагрева. Каждое физическое тело при нагревании увеличивается, и, чтобы трубы не взорвались при большем объеме поступаемой энергии, был придуман отдельный резервуар для воды.

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.

Как работает двухконтурный котел

Одинаковый способ нагрева воды делает это по-разному. Как бойлеры разной мощности нагревают определенный объем воды за разное время, так и разнообразные виды котлов подогревают проточную воду, отапливают помещение и выделяют угарный газ по-разному.

С битермическим теплообменником

Битермический теплообменник схож по своей структуре с коаксиальным дымоходом. Для такой конструкции не требуется трехходовой клапан. Явным плюсом такой схемы является не только ее экономичность, но и малогабаритность.

Важно! Есть огромный минус в поступаемой воде, так как двухходовой клапан имеет больше шансов быть закупорен при взаимодействии с водой, содержащей много соли. Т. е., если вода очень сильно хлорируется, шанс ее закупорки и выхода из системы намного выше, чем при трехходовой. Хотя, грубо говоря, это просто отсрочка времени, так как необходимо периодически тщательно прочищать трубы, желательно 1 раз в полгода.

С проточным нагревателем

Проточный нагреватель — перманентное нагревание воды в период пользования. Чтобы получить теплую воду из крана, необходимо подождать несколько секунд, пока холодная вода стечет. Время такая схема не экономит, зато экономия газа при этом колоссальная.

Обратите внимание! Вода в такой системе водоснабжения нагревается только тогда, когда она нужна для этого.

С проточным нагревателем и штатным бойлером

Проточный нагреватель и бойлер — это уникальный тандем. Один предназначен для экономии энергии и нагревания воды в нужный момент, другой нагревает воду постоянно. Такая система годится только в том случае, когда горячая вода требуется постоянно. У нее мало плюсов, да тем перекрывают существенные финансовые расходы.

Принцип подключения двухконтурного котла

На схеме выше условно показан сам котел (поз. 1) и подведенная к нему линия энергоснабжения (поз. 2) – газовая магистраль или же силовой кабель, если речь идет об электрическом агрегате.

Один замкнутый в котле конур работает исключительно на систему отопления – из агрегата выходит труба подачи разогретого теплоносителя (поз. 3), который отправляется на приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы, теплые полы, полотенцесушители и т.п. Поделившись своим энергетическим потенциалом, теплоноситель возвращается в котел по трубе обратки (поз. 4).

Второй контур – это обеспечение горячей водой для бытовых надобностей. Этот конур постоянно подпитывается, то есть котел подключен трубой (поз. 5) к холодному водопроводу. На выходе же труба (поз. 6), по которой разогретая вода передается на точки водопотребления.

Контуры могут быть в очень тесной компоновочной взаимосвязи, но нигде не пересекаются своим «содержимым». То есть теплоноситель в системе отопления и вода в водопроводной системе не смешиваются, и могут даже представлять совершенно разные с точки зрения химии субстанции.

Схема работы котла только в режиме отопления

Желтая стрелка показывает поток газа к газовой горелке (поз. 1), над которой располагается первичный теплообменник (поз. 3). Циркуляционный насос (поз. 5) обеспечивает движение теплоносителя по трубам от обратки контура отопления через теплообменник — к трубе подачи и обратно в контур (синие стрелки с переходом в красные). Движение теплоносителя через вторичный (поз. 4) теплообменник не происходит. Так называемый «клапан приоритета» —- электромеханическое клапанное устройство или трёхходовой кран с сервоприводом (поз. 7), перекрывает «малый круг», открывая «большой», то есть через контур отопления со всеми его радиаторами, теплыми полами, конвекторами и т.п..

На схеме, помимо упомянутых узлов, обозначены цифрами и другие важные части конструкции котла: это группа безопасности (поз. 9), которая обычно включает манометр, предохранительный клапан и автоматический воздух отводчик, и расширительный бак (поз. 8). К слову, эти элементы хоть и обязательны для любой закрытой системы отопления, но могут конструктивно и не входить в устройство котла. То есть часто они просто приобретаются отдельно и «врезаются» в общую систему.

Изменения, происходящие при пуске горячей воды

Если отрыли кран горячей воды, то по трубе началось перемещение воды (голубые стрелки), на что сразу реагирует турбина датчика потока (поз. 6). Сигнал этого датчика обрабатывается блоком управления, откуда на трехходовой кран (поз. 7) передаётся команда на смену положения клапанов. Теперь открыт «малый» круг и «закрыт» большой, то есть теплоноситель устремляется через вторичный теплообменник (поз. 4). Там происходит отбор тепла у теплоносителя и передача его горячей воде, уходящей к открытой точке потребления. Циркуляция теплоносителя в системе отопления на это время приостанавливается.