Двухконтурный газовый котел: принцип работы, особенности

При выборе газового котла отопления прежде всего надо решить, одноконтурный вы хотите котел или двухконтурный. В чем их отличия, устройство и как работает двухконтурный котел в разных режимах — эти темы рассмотрены ниже.

Чем отличается двухконтурный котел от одноконтурного, принцип работы

Одноконтурные котлы отопления могут подогревать только теплоноситель, который идет в систему отопления. Двухконтурные, плюс к отоплению, могут еще греть воду для бытовых нужд. Дополнительная функциональность обеспечивается дополнительными устройствами, так что устройство двухконтурного котла сложнее чем одноконтурного.

Еще один момент: двухконтурные котлы — обязательно автоматические, так как за работой всей «начинки» следит автоматика (стоят датчики, сигналы которых обрабатывают микропроцессоры).

Настенные газовые котлы Ariston

Высокая степень автоматизации характерна для газовых котлов. Отопительное оборудование, работающее на других видах топлива, тоже может иметь автоматику, но подготовка горячей воды в них не реализована (во всяком случае, пока не реализована). Так что если говорят «двухконтурные котлы», то обычно имеют в виду газовые. Далее, рассматривая как работает двухконтурный котел, будем говорить именно о газовых агрегатах.

По способу установки они могут быть настенные или напольные. Но напольные двухконтурные — это, скорее, исключение. А вот настенные модели больше идут с возможностью подготовки воды для ГВС.

Двухконтурные котлы с разными типами теплообменников

Теплообменники двухконтурных котлов бывают двух типов: битермические и сдвоенные пластинчатые. Об устройстве, достоинствах и недостатках обоих видов поговорим подробнее.

Устройство и принцип работы 2-х контурных котлов с пластинчатым теплообменником

У котлов с пластинчатым теплообменником, по сути, два расположенных в разных местах теплообменника. Один — основной — находится в работе и при включении оборудования на «отопление», и при подогреве горячей воды. Второй начинает греться только тогда, когда включается где-то горячая вода.

Теплообменник ГВС (вторичный) и основной теплообменник (первичный)

Как правило, вторичный теплообменник находится ниже первичного

Как работает двухконтурный котел на отопление

При работе на отопление, алгоритм работы котла с пластинчатым сдвоенным теплообменником следующий (контроль по температуре теплоносителя):

1. Включается насос, который гонит теплоноситель по трубам отопления. Тот циркулирует, оббегая все включенные в систему радиаторы.
2. Температура теплоносителя контролируется датчиком, сигнал от которого поступает в микропроцессор. Если в настройках температура заложена более высокая, подается сигнал на открытие газового крана в горелку, высекается искра.
3. Разжигается горелка, начинается подогрев теплообменника, через который проходит теплоноситель. Насос все это время в работе.
4. При достижении выставленной температуры, подача газа прекращается. Насос еще некоторое время работает (от 20-30 секунд до минуты или чуть более). Это необходимо, чтобы охладить разогретый теплообменник, иначе теплоноситель, оставшийся в этой части, может закипеть.
5. Насос выключается, котел некоторое время стоит в режиме ожидания.
6. Далее процесс начинается снова с запуска циркуляционного насоса.

Принцип работы двухконтурного котла с пластинчатым теплообменником

Точно так же работают и одноконтурные котлы, оснащенные автоматикой. Разница появляется во втором режиме — при подготовке теплой воды.

При нагреве воды для ГВС

Когда где-то в доме открывается кран горячей воды, в двухконтурном котле в работу включается второй теплообменник. Давайте рассмотрим как работает двухконтурный котел при нагреве воды:

• При открытии крана горячей воды срабатывает датчик протока. По его сигналу плата управления переключает трехходовой клапан, направляя поток нагретого теплоносителя на вторичный теплообменник. Пока открыт кран горячей воды, трехходовой клапан находится в этом положении, циркуляционный насос гоняет небольшой объем теплоносителя по созданному кругу. Тот переносит тепло, отдавая его вторичному теплообменнику.
• Постепенно вторичный теплообменник нагревается, становится теплее и проходящая через него вода. Через минуту-две она достигает заданной температуры. Поддержание заданной температуры происходит при помощи модуляции высоты пламени в горелке. Чем больше положений, тем стабильнее будет нагрев.

Со сдвоенным теплообменником

Когда кран закрывается, трехходовой клапан перекидывается в исходное состояние, отрезая вторичный теплообменник. Все тепло снова идет в систему отопления.

Во вторичном теплообменнике циркуляция воды прекращается сразу после закрытия крана, но опасности закипания нет — все-таки нагрев вторичный и максимальная температура нагрева — не более 80°C, чего явно недостаточно для закипания.

Алгоритм работы прост и несложен, хотя само устройство двухконтурных котлов, безусловно, сложнее (и они дороже) чем одноконтурных. Но и комфорт они предоставляют несравненно больший.

Трехходовой клапан Navien 13-40 30015423A

Летний режим

Так как в теплый период отопление работать не должно, а нагревать воду очень даже надо, в современных двухконтурных котлах предусмотрен летний режим. Переводится в него оборудование нажатием кнопки. В этом случае трехходовой клапан отсекает линию на отопление и циркуляция происходит по замкнутому контуру внутри котла.

Как работает двухконтурный котел только на подогрев воды? Работа двухконтурного котла в летнем режиме отличается тем, что подача газа и розжиг горелки происходит при открытии крана горячей воды. Сигнал в управляющий модуль поступает от датчика потока. При достаточном расходе (обычно 2,5 л/мин) подается команда на подачу газа к горелке и ее розжиг. Интенсивность подачи газа регулируется в зависимости от выставленной температуры ГВС.

После того как расход горячей воды прекращается, перекрывается газ и горелка тухнет. Циркуляционный насос еще какое-то время работает (режим постциркуляции). Это необходимо, чтобы не закипел теплоноситель (и не образовалась накипь).

Как следует из принципа работы двухконтурного газового котла, при нагреве воды для ГВС, теплоноситель в системе отопления не греется. Многие считают это недостатком и боятся замерзнуть. В реалии никто не замечает этих «отключений». Даже если вам надо налить ванну теплой воды, займет это пусть 20 минут, пусть 30 минут. Ничего с радиаторами за это время не случится — слишком велика тепловая инерционность системы. Даже на малом объеме теплоносителя такие «простои» незаметны.

С битермическим теплообменником

Битермический теплообменник устроен по принципу «труба в трубе». Внутреннее устройство может быть разным — фирмы стараются усовершенствовать свои изделия и пробуют различные варианты. Неизменным остается одно: одна большая труба поделена на части — вдоль. Они разделены металлическими перегородками, герметичны и не сообщаются.

Один из вариантов битермического теплообменника для двухконтурных газовых котлов отопления

Как работает двухконтурный котел с битермическим теплообменником? По одной части трубы — внешней — циркулирует теплоноситель, который подается в систему отопления. Во второй части — внутренней — вода появляется только после того, как где-то открыли кран горячей воды. Работавший до этого контур отопления перекрывается (сигналом от платы управления), все тепло идет на подготовку горячей воды. Все это время циркуляционный насос не работает.

Устройство двухконтурного котла с битермическим теплообменником

Когда прекращается расход горячей воды (закрыли кран), включается циркуляционный насос, снова подогревается теплоноситель, который циркулирует по трубам отопления. Как видите, устройство двухконтурных котлов с битермическими теплообменниками проще — меньше деталей, датчиков, соответственно, проще управление. Это отражается на цене — они немного дешевле. В то же время КПД таких котлов в режиме нагрева воды несколько выше (в среднем 93,4%, против 91,7%).

Есть и минусы — битермические теплообменники чаще забиваются. В режиме нагрева воды для ГВС нет циркуляции в контуре теплоносителя. Это не страшно, если система герметична (она такой и должна быть) и не требует постоянной подпитки.

Вот так зарастает битермический теплообменник

Но если где-то есть утечка и для поддержания рабочего давления в системе отопления необходимо постоянно добавлять воду, происходит постепенное зарастание просвета той части трубы, по которой циркулирует теплоноситель. Когда этот просвет оказывается забит солями, активнее греется та часть, которая проводит воду для ГВС. Это приводит к тому, что начинает забиваться солями и эта часть, котел просто перестает работать.

Оба контура битермического теплообменника подверглись отложению накипи

Какой же выбрать теплообменник

При выборе двухконтурного котла отопления приходится решать, купить котел с битермическим теплообменником или с раздельными теплообменниками. Решать придется вам, потому что однозначного ответа нет. Вот критерии:

• С битермическим быстрее нагревается вода для ГВС, так как нагрев идет непосредственно от пламени горелки. То есть, меньше расходуете воды пока она нагреется, меньше идет впустую газа и электричества.
• Так как нагрев непосредственный, то точнее поддерживается температура.

Определиться с теплообменником не так-то и легко

У моделей с раздельными теплообменниками, они реже забиваются. К тому же есть возможность заменить только один из теплообменников.

Если «полетит» битермический, не работают и отопление, и ГВС. В котле с раздельными теплообменниками, при выходе из строя вторичного, отопление продолжит работать.

Как показывает практика, промыть «запущенный» битермический теплообменник бывает весьма непросто. Пластинчатые же после промывки могут оказаться в нерабочем состоянии (пластины одна от другой на расстоянии 2-3 мм). Но если теплообменник разборного типа, его можно разобрать, прочистить и собрать обратно. Так что проблемы могут быть только с паянными пластинчатыми теплообменниками. Советуем прочитать статью о том, как почистить теплообменник.

У битермических меньше пропускная способность — труба разделена на секции. Для обеспечения одинакового расхода воды надо брать более дорогие модели (за счет большего расхода дорогих металлов на более производительные теплообменники).

В летнем режиме (без отопления) более экономичен битермический теплообменник.

Как правило, битермический теплообменник стоит дороже, чем два раздельных.

Мнение редакции сайта. Мы рекомендуем приобретать отопительные котлы с раздельными теплообменниками.

Теперь вы не только знаете как работает двухконтурный котел, но и то, какие теплообменники в нем могут быть установлены.

В чем плюсы и минусы твердотопливных двухконтурных котлов

Современный твердотопливный двухконтурный котел имеет конструкцию, обеспечивающую быстрый нагрев теплоносителя для системы отопления и воды для ГВС. В летнее время года, котлы с двумя контурами способны работать исключительно на подогрев горячей воды.

Для удобства, внутрь корпуса встраивают электротэн, выполняющий функцию резервного источника тепла.

Конструкция и принцип работы двухконтурного тт котла

Все бытовые двухконтурные твердотопливные котлы отопления, имеют схожее устройство. Производители меняют принцип работы, видоизменяют топочную камеру, увеличивая объем и конфигурацию, но нагрев теплоносителя происходит по одной и той же схеме:

Нагревательный контур представляет собой две пустые емкости, вставленные одна в другую.

По внутренней полости циркулирует теплоноситель системы отопления, по внешней емкости, вода для ГВС.

Контур окружает дымовой канал, по которому отводятся продукты сгорания. Температуры нагрева достаточно, что обеспечить равномерное прогревание теплоносителя и воды.

Современный двухконтурный котел на твердом топливе, в своей конструкции использует ломаный дымоходный канал, окруженный теплоносителем по всей длине. Разогретый дым выводится не сразу в дымоход, как происходит в классических котлах, а сначала циркулирует внутри котла, отдавая тепло.

В стандартной комплектации, устройство 2-х контурного котла включает в себя следующие узлы:

Камеру предварительного подогрева воздуха.

Заслонку, регулирующую режим работы.

Топочную камеру и камеру дожига (в некоторых моделях).

Чугунный или стальной теплообменник.

Топливный транспортер (модели с автоматической загрузкой).

Двухконтурный и одноконтурный – в чем разница

Если объяснить просто, без сложных технических терминов, разница между одноконтурным и двухконтурным котлом заключается в том, что первые работают исключительно на обогрев помещения, вторые, дополнительно нагревают воду для ГВС. Одноконтурный агрегат, при необходимости, можно также переоборудовать под горячее водоснабжение, подключив бойлер косвенного нагрева, но для этого потребуются дополнительные затраты.

Твердотопливные котлы с 2-я контурами, имеют встроенную емкость с двумя полостями, по которым циркулирует теплоноситель и вода для бытовых нужд. Во время работы, жидкость нагревается и поступает в систему отопления или горячего водоснабжения.

Старые модели двухконтурных твердотопливных отопительных котлов, не могли работать отдельно для ГВС и системы отопления. В современных конструкциях, предусмотрен режим «лето», позволяющий обеспечить горячей водой, без обогрева здания.

Как нагреть воду ГВС летом

Двухконтурные твёрдотопливные котлы отопления и ГВС, последних моделей, способны работать исключительно на нагрев воды в летнее время года. Обеспечение горячего водоснабжения, осуществляется следующими способами:

Твердотопливный 2-х контурный котел растапливается. С помощью автоматики выставляется летний режим. Система отопления перекрывается, нагретая вода, во избежание перегрева, циркулирует по малому кругу.

Существует возможность получить горячую воду, даже если нет возможности полноценно протопить котел. 2-х контурные котлы на твердом топливе и электричестве, способны подогревать воду исключительно посредством трубчатого нагревательного ТЭНа. Нагрев осуществляется также, как в обычном электрическом бойлере.

Некоторые потребители, помимо приобретения двухконтурного котла, дополнительно, для получения горячей воды летом, покупают и устанавливают бойлер косвенного нагрева.

Преимуществом данного решения является то, что в накопительной емкости, жидкость сохраняет свою температуру в течение нескольких суток. Следовательно, отпадает необходимость протапливать одно- или двухконтурные отопительные котлы на твердом топливе, каждый раз, когда нужна горячая вода. Одной растопки достаточно, чтобы обеспечить потребность в ГВС на несколько дней.

Как выбрать твердотопливный котел с двумя контурами

Несмотря на широкий ассортимент выпускаемой продукции, выбрать твердотопливный котел с контуром ГВС самостоятельно, не так сложно, как может показаться с первого взгляда. Достаточно учесть несколько важных особенностей, связанных с конфигурацией и принципом работы:

Тип теплообменника – потребителю предлагают стальной и чугунный котел. Первый вариант стоит дешевле, приблизительно в 2-3 раза, имеет меньший вес и устойчив к перепадам температуры на подаче и обратке теплоносителя.
Недостатком считается, относительно небольшой срок службы, около 10-15 лет. Минимальный срок чугунного котла, составляет 35 лет. Модели из чугуна отличают лучшие теплотехнические характеристики, по сравнению со стальными аналогами.

Наличие встроенного ТЭНа – нагревательный элемент выполняет функцию резервного источника тепла. После прогорания топлива, теплоноситель постепенно остывает. На обратку устанавливается термодатчик, фиксирующий изменения и подключенный к ТЭНу.
После остывания теплоносителя ниже установленных параметров, автоматически включается электротэн, поддерживая необходимую температуру жидкости. После того, как заново растопят котел, нагревательный элемент самостоятельно отключится.

Помимо указанных технических параметров, при выборе котла делают расчет мощности, подбирают модель по производителю и стоимости.

Делаем расчет необходимой мощности

Расчет классических одноконтурных котлов выполняется по формуле 1 кВт = 10 м². Вычисления помогают найти приблизительное значение мощности и подходят для помещений с высотой потолков не более 2,7 м. Котел на твердом топливе с отдельным контуром для горячего водоснабжения, рассчитывается с учетом затрат на нагрев воды.

Для здания с отапливаемой площадью на 100 м², расчет выполняется следующим образом:

Исключительно для отопления потребуется котел с мощностью 10 кВт.

Для нагрева ГВС, нужна дополнительная мощность, равная 30-40% от производительности котла для обогрева.

Зданию на 100 м², потребуется двухконтурный котел с производительностью 13-14 кВт. Округление в параметрах выполняют в большую сторону. Если у выбранного производителя нет 14 кВт котлов, приобретают стандартное оборудование на 15 кВт.

Встраиваемый ТЭН не используется в качестве основного источника тепла и предназначен только для периодической работы.

Марки 2-х контурных котлов на твердом топливе

Двухконтурные котлы изготавливают несколько производителей. Особой популярностью отечественного покупателя, пользуются несколько моделей российской, украинской и европейской техники. Среди них:

Конорд КС-ТВ – модель, предлагаемая производителем в диапазоне мощности от 16 до 50 кВт. В конструкции предусмотрена теплоизоляция корпуса с толщиной 40 мм. Даже при интенсивном использовании, поверхность котла остается холодной. КПД при сжигании твердого топлива составляет 90%. Допускается переоборудование под газ.

Каракан ТПЭВ – универсальная модель, предназначенная для использования любого вида твердого топлива. В конструкции предусмотрена открытая топочная камера, встроенный ТЭН. Мощность 10 и 15 кВт. Котел полностью энергонезависимый с ручной закладкой топлива.

Мимакс КСТГВ – котел, работающий на твердом топливе и газе. Оснащен автоматикой. Модель стандартно изготавливается со стальной топочной камерой. Производительность от 16 до 40 кВт. КПД 89%.

Гефест КСТГВ – котлы, по желанию заказчика, укомплектовываются контуром ГВС или встроенным бойлером. Предусмотрена возможность переоборудования на природный или сжиженный газ. Предлагаются типоразмеры мощности 12,5; 20; 25 и 40 кВт.

CTC Trio – полностью автоматизированные универсальные котлы, предназначенные для работы на газе, электричестве и твердом топливе. Изготавливаются компанией Enertech Group, расположенной в Швеции. Продукция концерна входит в сотню самого популярного отопительного оборудования, выпускаемого в ЕС. Интенсивность подачи горячей воды 730 л/час, КПД устройства 96%. В конструкции предусмотрен блок нагревательных элементов, 3 шт., по 4 кВт каждый.

Теплоприбор КС-Т – белорусская модель твердотопливного котла с двумя водяными контурами, называемая в простонародье «Березой». Топочная камера сконструирована для любого типа твердого топлива, брикетов и отходов древесины. Регулировка осуществляется вручную.

КАЗ Корди АОТВ – производитель выпускает линейку бытовых твердотопливных агрегатов с типоразмерами по производительности от 10 до 100 кВт. Модели оснащены автоматическим регулятором тяги, насосным оборудованием и нагнетательными вентиляторами.

Буран – универсальный котел, использующий принцип верхнего горения и укомплектованный вертикальной топочной камерой. По своей конструкции напоминает латвийскую Стропува. Мощность от 12 до 40 кВт. Котел работает в течение 30 часов на одной закладке топлива.

Atem Житомир – имеет классическую конструкцию. Энергонезависим. Главным достоинством является возможность установки в систему отопления с давлением до 6 Бар. Наличие или подключение ТЭНа не предусмотрено.

Стоимость тт котлов с 2-я контурами

Строгого предела стоимости для двухконтурных котлов на твердом топливе для отопления и горячего водоснабжения не существует. На цену влияет курс рубля, марка производителя, тип используемого горения и автоматизация работы. Стоимость увеличивает наличие встроенного накопительного бойлера, чугунный теплообменник и т.п.

Котел Конорд КС-ТВ на 30 кВт, обойдется в 30 тыс. руб., приблизительно в такую же стоимость обойдется модель Каракан. CTC Trio, снабженная новейшими разработками и работающая практически на любом виде твердого топлива и газе, будет стоить приблизительно 450-500 тыс. руб. Высокая цена объясняется экономичностью, рекордным КПД 96%, несколькими топочными камерами и практически полной автоматизацией процесса горения.

Достоинства и недостатки двухконтурного тт котла

Главным общим недостатком двухконтурных котлов, работающих на твердом топливе, является зависимость работы оборудования от человека. В последнее время появилось множество полностью автономных станций с механизированной подачей топлива. Но бюджетные модели все так же продолжают зависеть от человека.

До недавнего времени, еще одним минусом, с которым часто сталкивались владельцы котлов, являлся частый перегрев теплоносителя. Современные модели подключаются к группе безопасности, предотвращающей возникновение аварийной ситуации и при закипании воды, сбрасывающей давление из системы. Дополнительно устанавливают трехходовые клапаны, подмешивающие холодную воду к теплоносителю и постоянно выравнивающие температуру его нагрева.

В качестве преимуществ, выделяют простоту монтажа, надежность и отсутствие необходимости в регистрации. Для правильного подключения двухконтурного тт котла, достаточно соблюдать рекомендации производителя и требования ППБ и СП. К каждой модели прилагается схема подключения, учитывающая различные нюансы и особенности конфигурации.

Современные котлы работают до нескольких суток от одной закладки топлива. Механизированные станции с автоматической подачей топлива, в состоянии, без остановки функционировать в течение всего отопительного сезона, обеспечивая теплом и горячей водой.

Универсальные модели, помимо твердого топлива, используют природный и сжиженный газ, а также электричество. Все эти моменты объясняют, почему котлы с двумя контурами, востребованы у отечественного потребителя.