Как работают двухконтурные газовые котлы в отопительной системе

Если нет возможности подключить загородный дом или дачу к системе центрального отопления и горячего водоснабжения, домовладельцы устанавливают теплогенератор, который одновременно может нагревать теплоноситель и воду для контура ГВС — самостоятельно либо в комплексе с внешним бойлером. Рассмотрим принцип работы двухконтурного газового котла, чтобы оценить преимущества и недостатки данного оборудования.

Виды и особенности двухконтурных газовых агрегатов

Производители газовых котельных агрегатов предлагают широкий спектр моделей, которые различаются по следующим параметрам:

• конструкция (конденсационные и конвекционные теплогенераторы, второй вариант отличается увеличенным КПД, но заметно дороже и сложнее в обслуживании);
• мощность;
• вариант исполнения (напольный или настенный агрегат);
• вид топочной камеры (атмосферная или закрытая, в первом случае требуется монтаж классического дымохода, во втором используется коаксиальный);
• система розжига (пьезоэлемент либо электроподжиг).

В отличие от одноконтурного котла отопления, двухконтурные модели также различаются по принципу подготовки горячей воды. Выбирать такое оборудование следует с учетом функциональных параметров теплообменника для контура ГВС.

Конденсационный напольный двухконтурный газовый агрегат

Модели с битермическим теплообменником

Принцип работы и устройство агрегата, оснащенного битермическим теплообменником, базируется на конфигурации самого нагревательного элемента. Теплообменник выполнен из меди и имеет сложную конфигурацию — по сути это фигурная трубка внутри овальной трубки. По внешним секциям перемещается теплоноситель, по трубке внутри — вода для ГВС. Теплообменник нагревается при помощи газовой горелки, функционирующей под управлением автоматического клапана.

Принцип действия котла следующий: пока агрегат работает в режиме отопления, горелка нагревает теплоноситель до установленной температуры и отключается, чтобы вновь включиться, когда жидкость во внешних трубках теплообменника остынет до определенного уровня. Это позволяет поддерживать заданный температурный режим отопительного контура в доме.

Когда открывают кран с горячей водой (один или несколько), начинается движение жидкости по внутренней трубочке теплообменника. При этом клапан перекрывает подачу теплоносителя во внешний контур и нагретая жидкость циркулирует по теплообменнику, интенсивно отдавая тепло воде во внутренней трубке, откуда она поступает в трубопровод ГВС. Горелка при этом работает непрерывно.

После того, как горячую воду перестают расходовать, клапан, блокирующий внешний контур отопления, открывается, и теплоноситель вновь начинает циркулировать, проходя через приборы отопления.

К преимуществам двухконтурного котла данного типа можно отнести компактность (битермический теплообменник занимает меньше места по сравнению с монотермическим), более низкую стоимость. В число недостатков входит:

• нагрев воды для хозяйственных нужд до температуры теплоносителя — если не установлен ограничитель, можно получить ожог;
• циркуляция ГВС и теплоносителя попеременно останавливаются, из-за чего возрастает риск отложения солей во внутренней трубке теплообменника, в приборах отопления и трубах внешнего контура;
• у битермического теплообменника много стыков, что увеличивает риск протечки, при этом элемент практически не ремонтопригоден.

Битермический теплообменник двухконтурного котла

Эксплуатация оборудования с битермическим теплообменником оправдана в условиях небольшого потребления горячей воды. В противном случае агрегат не будет успевать подогревать ее до приемлемых температур.

Модели с проточным нагревателем

Принцип работы газовых котлов, в состав которых входит проточный нагревательный элемент, заключается в передаче тепловой энергии «от воды к воде». Схема предусматривает использование трехходового термостатического клапана, ответственного за переключение потока теплоносителя из основного водонагревательного контура во вторичный либо в отопительную систему. Также конструкция агрегата включает циркуляционный насос и два расширительных бака (для контуров отопления и ГВС).

Рассмотрим принцип функционирования агрегата. В стандартном режиме при помощи горелки нагревается главный теплообменник, состоящий из медной трубки и стальных пластин. Жидкость, которая проходит через него, обеспечивает отопление помещений. Когда потребитель открывает кран с горячей водой, блок управления получает информацию от датчика расхода и переключает трехходовой клапан, оснащенный электроприводом, на работу системы в режиме ГВС.

Это означает, что жидкость, проходящая через главный теплообменник, перестает поступать в отопительный контур и принудительно циркулирует внутри котла, нагревая воду для ГВС во вторичном (пластинчатом) теплообменнике. При этом потоки направлены во встречном направлении, чтобы обеспечить максимальную передачу тепловой энергии от теплоносителя к воде для ГВС. После того, как потребление горячей воды завершено, теплоноситель вновь начинает поступать во внешний контур.

Устройство котла со сдвоенным теплообменником и с двумя теплообменниками

К преимуществам моделей с проточным нагревателем можно отнести:

• возможность регулировать степень нагрева воды для ГВС;
• высокую скорость подготовки горячей воды;
• долговечность монотермических нагревателей в сравнении с битермическим.

Недостаток агрегата данного вида тот же, что и у предыдущего варианта — длительная остановка нагретой жидкости в контурах провоцирует возникновение отложений.

Модели с проточным нагревателем и штатным бойлером

Устройство и принцип функционирования агрегатов со встроенным бойлером отличается от предыдущих вариантов, где происходит регулярное отключение горелки в отопительном режиме работы котла. Чтобы поддерживать температуру теплоносителя в заданном диапазоне, горелке не требуется работать постоянно — чтобы ее включать и выключать предусмотрен контроллер, получающий сигналы от температурного датчика.

Двухконтурный котел, в конструкцию которого входит бойлер, в паузах между циклами нагрева теплоносителя использует энергию горелки для подогрева воды во встроенной накопительной емкости. Трехходовой клапан при этом отсекает от циркуляции отопительный контур. В результате контур ГВС и отопления работают поочередно, за счет постоянного запаса горячей воды нет необходимости перегревать жидкость в теплообменнике, провоцируя ускоренное отложение солей, а потребитель в любой момент получает воду из накопительной емкости, нагретую до заданной температуры.

Двухконтурный газовый агрегат со встроенным бойлером

Данный принцип работы двухконтурного газового котла обеспечивает экономный расход газа и комфорт при эксплуатации оборудования. Агрегат по функциональности превосходит котлы иного типа, и имеет единственный недостаток — высокую стоимость.

Особенности устройства двухконтурных агрегатов

Устройство двухконтурного газового котла дает возможность агрегату функционировать в двух режимах, обеспечивая нагрев теплоносителя и воды для хозяйственных нужд. Основу конструкции напольного или настенного газового теплогенератора представляют:

• корпус, оснащенный теплоизоляционным слоем;
• горелка;
• теплообменник;
• циркуляционный насос;
• автоматика, отвечающая за работу оборудования и безопасность.

Газообразное топливо сгорает в специальной камере, выделяя тепло и продукты окисления. Тепло используется на нагрев теплообменника, продукты горения выводятся наружу через дымоход, предварительно проходя вдоль теплообменника и отдавая ему основную часть тепловой энергии.

Нагрев воды для ГВС двухконтурным котлом обеспечивается за счет использования сдвоенного пластинчатого теплообменника (в том числе в комплекте с накопительной емкостью) либо битермического теплообменника.

Устройство двухконтурного котла Navien

Функционирование агрегата

Описание принципа работы двухконтурного газового котла отопления поможет понять особенности функционирования агрегата, который обеспечивает не только автономное отопление, но и горячее водоснабжение.

В ходе эксплуатации в работу агрегата вмешиваться не нужно — достаточно корректировать уровень нагрева теплоносителя при помощи регулятора, если не установлена автоматическая программируемая система с термодатчиками.

Рассмотрим, как работает двухконтурный газовый агрегат. При понижении температуры теплоносителя ниже указанного значения (или температуры воздуха в помещении, если используются выносные датчики), автоматика запускает насос, под действием которого происходит разрежение теплоносителя в обратном трубопроводе. Нагретая жидкость попадает в контур отопления, когда достигается необходимое давление, срабатывает реле и происходит запуск горелки.

Процесс запуска и работы котла контролируется микропроцессором. Когда теплоноситель в контуре нагревается до заданной температуры, горелка переходит на работу в режиме модуляции или ожидания. Цикл повторяется, когда температура вновь упадет ниже заданных значений.

Циркуляционный насос обеспечивает транспортировку теплоносителя в контуре, функция трехходового клапана — отключать отопительный контур от подачи теплоносителя, когда с его помощью готовится горячая воды в теплообменнике. С этой целью теплоноситель перемещается внутри котла по малому контуру, отдавая тепло воде для ГВС.

Летом, когда отопление не требуется, двухконтурный агрегат может выполнять только функцию нагрева воды для горячего водоснабжения.

Обратите внимание! Отопительное оборудование данного типа чувствительно к качеству воды!

Сбои в работе агрегата обычно связаны с засорением теплообменника отложениями. Осадок, накипь скапливаются на внутренних стенках трубок. Чтобы избежать проблем, не рекомендуется подключать отопительный контур для заливки и подпитки напрямую к водопроводу, как и контур ГВС. Как минимум, следует установить сетчатые фильтры.

Итоги . Двухконтурные агрегаты автоматизированы, что обеспечивает удобство эксплуатации и надежность. К преимуществам газовых котлов также относится компактные габариты — настенные модели занимают минимум места и пригодны для установки в жилом помещении. Модельный ряд дает возможность подобрать многофункциональный котел подходящей ценовой категории.

Современная панель управления двухконтурного конденсационного газового котла

Преимуществом двухконтурных моделей является доступная стоимость — дешевле купить один такой агрегат, чем комплект из одноконтурного котла и бойлера прямого или косвенного нагрева.

К недостаткам можно отнести относительно небольшую производительность горячей воды, особенно если речь о моделях без встроенного бойлера — если одновременно открыто два и более крана, агрегат не справится с нагревом до заданной температуры. В то время как отдельно установленный бойлер всегда хранит достаточный запас горячей воды.

Еще один недостаток — энергозависимость. В конструкцию двухконтурного теплогенератора входит циркуляционный насос, автоматика, привод для трехходового клапана, которые требуют электроснабжения. Если в доме регулярно отключается свет из-за перебоев в подаче электроэнергии, необходимо предусмотреть резервный источник электричества.

В остальном двухконтурные котельные агрегаты вполне подходят для домовладельцев, желающих создать эффективно работающую автономную систему отопления и ГВС без лишних финансовых затрат.

Котел газовый двухконтурный напольный, какой выбрать?

Главной составляющей системы обогрева частного дома является отопительный котел. От правильного выбора этого агрегата зависит эффективность работы всей системы отопления.

Одним из наиболее важных критериев при выборе теплогенератора является вид применяемого топлива. В специализированных магазинах можно найти установки, работающие на дровах, пеллетах, угле, солярке, комбинированные и электрические котлы, однако самыми экономичными по праву считаются напольные двухконтурные газовые котлы. Природный газ является самым дешевым энергоносителем, а его централизованная подача позволяет избежать многих проблем, связанных с хранением и транспортировкой топлива.

Преимущества напольных газовых котлов отопления

Использование двухконтурного котла для отопления частного домовладения или квартиры позволяет не только создать комфортный температурный режим, но и обеспечить бесперебойную поставку горячей воды. Кроме этого, двухконтурный газовый котел обладает следующими достоинствами:

• При максимальной тепловой мощности, двухконтурные установки обеспечивают экономичный расход газа;
• Конструктивные особенности и используемые материалы позволяют достичь максимальной эффективности теплопередачи;
• Мощность напольных газовых котлов позволяет обогревать не только частные дома, но и большие производственные площади;
• Электронный блок управления обеспечивает полную автономность работы системы;
• Устройства отличаются длительным сроком эксплуатации и простотой технического обслуживания;
• Несмотря на высокие мощностные характеристики, устройства достаточно компактны;
• Использование чугуна для изготовления теплообменника значительно увеличивает коррозионную стойкость;
• Цена напольных агрегатов доступна для большинства владельцев частных домов.

Кроме этого, следует учесть, что установка двухконтурного газового котла исключает дополнительные затраты на приобретение бойлера.

Устройство и принцип работы

Независимо от модели, производителя, тепловой мощности и функциональных возможностей электронного блока управления, все напольные двухконтурные котлы включают в себя следующие основные элементы:

• Наружную обшивку со слоем термостойкой теплоизоляции;
• Камеру сгорания, которая может быть закрытого или открытого типа;
• Газовую горелку;
• Один или два теплообменника;
• Насос, обеспечивающий принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительному контуру;
• Систему термодатчиков;
• Электронный блок управления и настройки.

Конструкция некоторых моделей газовых котлов предусматривает подключение дополнительных термодатчиков, отслеживающих изменение температуры в помещении.

Благодаря электронной системе управления современные отопительные газовые котлы способны длительное время работать в автономном режиме без вмешательства оператора.

Прежде чем перейти к рассмотрению принципа работы установки, сразу оговоримся: двухконтурный котел не может работать в режиме отопления и ГВС одновременно.

Режим отопления

В режиме отопления напольный котел работает по следующему алгоритму:

1. Происходит включение циркуляционного насоса, обеспечивающего принудительное перемещение теплоносителя по отопительному контуру.
2. Термодатчик передает данные о температуре теплоносителя на микропроцессор электронного блока управления. Если температура теплоносителя ниже заданной, автоматика открывает подачу газа в горелку и генерирует запальную искру.
3. Циркуляционный насос перекачивает теплоноситель через нагретый теплообменник до тех пор, пока его температура не достигнет заданного значения.
4. Как только требуемая температура достигнута, поступление газа в горелку прекращается. Для предотвращения закипания теплоносителя и охлаждения теплообменника насос продолжает работать в течение 30 – 40 сек после выключения горелки.
5. Микропроцессор дает команду на отключение циркуляционного насоса и агрегат переходит режим ожидания;
6. При понижении температуры теплоносителя установка начинает работать по изложенному выше алгоритму.

Режим ГВС

Алгоритм работы двухконтурного котла в режиме ГВС выглядит следующим образом:

1. Проточный датчик срабатывает в момент открытия крана в точке отбора. Получив соответствующий сигнал, блок управления переключает трехходовой клапан в режим ГВС, при этом разогретый теплоноситель подается на входной патрубок вторичного теплообменника.
2. Нагретый теплообменник отдает тепло проточной воде. Поддержание заданного температурного режима осуществляется за счет изменения интенсивности подачи газа в горелку.
3. При закрытии крана в точке отбора происходит переключение трехходового клапана в режим отопления и циркуляция теплоносителя через вторичный теплообменник прекращается.

Критерии выбора

Эффективность работы отопительной системы зависит, прежде всего, от эксплуатационных характеристик котла, поэтому при выборе теплогенератора необходимо оценивать прежде всего:

• Тепловую мощность устройства. Принято считать, что 1 кВт достаточно для обогрева площади 10 м 2 , при высоте потолка 2,8 м. К полученному значению следует прибавить 15 – 20 %.
• КПД установки. Именно от этого параметра зависит расход горючего и эффективность работы системы отопления. Современные напольные газовые котлы имеют КПД от 90 до 97 %;
• Температуру нагрева проточной воды в контуре ГВС, обычно она лежит в пределах 50 – 55 0 С;
• Максимально возможную температуру теплоносителя в контуре отопления. Большинство моделей разогревает теплоноситель до 85 – 90 0 С;
• Тип камеры сгорания. При наличии закрытой камеры сгорания необходимо использовать коаксиальный дымоход;

Количество теплообменников. Котлы с битермальным теплообменником стоят дешевле, однако имеется большая вероятность образования накипи и зарастания трубок. Кроме этого, в случае выхода из строя такого теплообменника его восстановление практически невозможно;

• Уровень автоматизации агрегата;
• Возможность подключения дополнительных термодатчиков.

Поскольку двухконтурные напольные котлы стоят не дешево, прежде чем купить агрегат, желательно получить консультацию специалиста и ознакомиться с отзывами владельцев подобного оборудования. Ниже приводится рейтинг наиболее популярных моделей, составленный на основании отзывов пользователей и высказываний экспертов.

Рейтинг лучших моделей

На территории РФ наибольшей популярностью пользуются:

ATON Atmo 10ЕВМ

Отличительной особенностью устройства является полная энергонезависимость. Циркуляция теплоносителя происходит естественным способом, без использования циркуляционного насоса. Мощность установки 10 кВт, а температура нагрева проточной воды в контуре ГВС достигает 45 0 С. Агрегат имеет компактные габаритные размеры (765х385х390), экономно расходует газ (1,3 м 3 /ч) и отличается оригинальным дизайном. Средняя стоимость 17700 руб.

Лемакс премиум – 10

Тепловая мощность двухконтурного котла 10 кВт при среднем расходе топлива 0,6 м 3 /ч. Агрегат оснащен итальянской микрофакельной горелкой Polidoro, обеспечивающей оптимальный режим сжигания газа и точность модуляции пламени. Кроме этого, имеется режим авторозжига, защита от перегрева теплоносителя и задувания. Производитель предоставляет 3 летнюю гарантию, а средний срок службы, без замены основных элементов, 15 лет. Средняя стоимость 16600 руб.

KITURAMI STSG 13 GAS

При мощности 15,1 кВт устройство эффективно отапливать площадь до 150 м 2 и нагревать проточную воду в контуре ГВС до 80 0 С, а теплоноситель отопительной системы до 85 0 С. Управление установкой полностью автоматизировано, имеется возможность дистанционного управления и программирования. Газовый котел оснащен закрытой камерой сгорания, что позволяет избежать дополнительных затрат на устройство вертикального дымохода. Средняя стоимость 41500 руб.

BUDERUS LOGANO G125-32 WS

Главным достоинством рассматриваемой модели является КПД, составляющий 96 %. Еще одна особенность установки – возможность переналадки на дизельное топливо. Комбинированная механико-электронная система управления обеспечивает слаженную работу всех модулей агрегата и безопасность эксплуатации. Мощность котла 32 кВт, чего вполне достаточно для эффективного обогрева 320 м2 и обеспечения подачи горячей воды. Конструкция агрегата предусматривает возможность подключения дополнительных модулей. Средняя стоимость установки 52000 руб.

Электронная система самодиагностики и целый комплекс защитных систем позволяют обеспечить длительный срок эксплуатации агрегата. Номинальная мощность напольного котла 22,1 кВт, устройство можно подключить к системе теплых полов. Интенсивную циркуляцию теплоносителя обеспечивают три циркуляционных насоса, а производительность контура ГВС может доходить до 12,5 л/мин. Такая производительность полностью удовлетворяет потребности 3-5 человек. Устройство предназначено для обогрева жилых и промышленных помещений площадью до 220 м 2 и обеспечения горячего водоснабжения. Стоимость установки 112500 руб.

При выборе котла для отопления частного дома не следует пренебрегать отзывами владельцев подобного оборудования, на практике оценивших его достоинства и недостатки.

Напольный двухконтурный газовый котел: отзывы владельцев

• Площадь нашего дома составляет примерно 100 м2, рядом проходит газовая магистраль, поэтому выбор топлива был очевиден, оставалось только определиться с моделью котла. В конечном итоге остановились на Лемакс Премиум–12,5В. Производительность установки полностью соответствует заявленной в документации, а на полную мощность включали только когда морозы были ниже – 25 0 . Кроме этого полностью отпал вопрос с горячей водой, очень довольны покупкой. Сергей, г.Новосибирск.
• Года два назад наконец-то проложили давно обещанную газовую магистраль к нашему поселку и появилась возможность установить газовый котел. После недолгих размышлений остановились на отечественной модели Медведь 40 KLZ. Котел очень прост в управлении, а наличие электророзжига оказалось очень удобной функцией. В доме тепло и комфортно, и с горячей водой нет проблем, два года живем и радуемся. Николай, Ростовская обл.
• Дом у нас довольно большой, примерно 150 м2, может чуть меньше, поэтому нужен был котел мощностью не меньше 15 кВт. Долго думали и в конечном итоге остановились на напольном котле KITURAMI STSG 13 GAS, слышали много хороших отзывов. После установки и наладки работа агрегата не вызвала никаких нареканий в плане отопления, да и с подачей горячей воды проблем нет. Вот уже 4 года пользуемся, три раза промывал теплообменник и все, очень удачное приобретение. Александр, Московская обл.
• Два года назад закончили строительство дома. Общая жилая площадь 2-х этажей составила приблизительно 200 м 2 . Пришло время выбирать котел для отопления и заодно чтобы и воду грел. Изучали отзывы в интернете и вообще собирали всю возможную информацию, в конце концов купили двухконтурный котел BaxiSlim 2.230. Как показало трехлетнее использование, мощности 22,1 кВт для нашего дома вполне достаточно чтобы и тепло было, и вода быстро нагревалась. Никаких поломок и прочих катаклизмов пока не возникало. Василий, г. Екатеринбург.

Какой газовый котел лучше, напольный или настенный

Этот вопрос довольно часто встречается на различных форумах, однако ответить на него однозначно непросто. Дело в том, что напольный котел предназначен для обогрева больших площадей и мощность таких установок, как правило, значительно выше. С другой стороны, функциональность настенных агрегатов превосходит возможности напольных систем, а их мощности вполне достаточно для обогрева небольшого дома или квартиры. В таблице приводится сравнительная характеристика напольных и настенных газовых котлов по основным эксплуатационным критериям:

Из приведенных данных следует, что при площади до 150 м 2 целесообразно использовать настенные модификации. Если отапливаемая площадь составляет 200 м 2 и более имеет смысл установить более мощный напольный агрегат, который обеспечит необходимый температурный режим в жилом или производственном помещении.

Использование напольных двухконтурных газовых котлов оправдано в том случае, когда необходимо обеспечить бесперебойную подачу горячей воды и отопление жилых или производственных зданий площадью более 200 м 2 . Если отапливаемая площадь не превышает 150м 2 , целесообразно использование настенных котлов, отличающихся компактными габаритными размерами и высокой функциональностью.