Как работает газовый котел, как устроен

Все чаще для отопления и горячего водоснабжения в домах используются котлы. Они компактны, мощны, удобны в эксплуатации. Газ на сегодняшний день обходится дешевле, чем другие виды топлива. Если вы задумываетесь об установке такого оборудования у себя дома, важно понять, как работает газовый котел. Это поможет вам быстрее разобраться в управлении техникой и успешно ее эксплуатировать.

Как устроен газовый котел

Из чего состоит техника? Ответ на этот вопрос важно знать каждому пользователю, потому что при работе могут возникать разные ситуации. Кроме того, знания об устройстве газового котла и его составляющих помогут выбрать ту модель, которая подходит именно для вашего помещения.

Основные узлы

Горелка. Прямоугольная конструкция оборудована форсунками. Через них газ попадает в горелку и распределяется. Так поверхность радиатора равномерно прогревается по всей поверхности.

Существует две разновидности горелки:

• Атмосферная. Устанавливается возле дымохода. Принцип работы прост: воздух для поддержания пламени забирается из помещения. В этом случае обязательно наличие окна и нормальной вентиляции. Преимущество атмосферного типа — независимость от электроэнергии. Чаще встречается в моделях напольного типа.

• Турбированная. Работа такого котла не зависит от наличия тяги в дымоходе и вентиляции, так как встроенный вентилятор принудительно выводит продукты сгорания через коаксиальный дымоход. Вывод может быть сделан в стене. Встречается в котлах настенного размещения. Основной недостаток – энергозависимость.

Теплообменник представляет собой короб, внутри которого расположены трубки. По ним циркулирует вода. Узел может состоять из разных сплавов, что сказывается на сроке его эксплуатации. Двухконтурный прибор оснащен двумя радиаторами, одноконтурный — одним. Разновидности:

• Стальной. Самый простой и дешевый вариант. Материал устойчив к перепадам температур, однако обладает низкой теплопроводностью и недолговечностью.

• Медный. Это стойкий к коррозии и перепадам температур сплав. Медь в семь раз лучше стали проводит тепло, поэтому радиатор обходится дороже. Имеет ограниченную температуру нагрева.

• Чугунный. Устойчив к коррозии и высоким температурам. Хорошо проводит тепло, но обладает большим весом. Поэтому чаще используется для напольных котлов в виде разборной конструкции.

Циркуляционный насос создает давление в системе для постоянной циркуляции воды. Не во всех моделях есть насос. Но если вы выбираете технику для газового отопления, он должен присутствовать в конструкции.

Расширительный бак. При нагреве теплоноситель расширяется, поэтому бак принимает его излишки во избежание аварийной ситуации.

Дымоотвод. В атмосферных моделях труба соединяется с патрубком корпуса и выводится к дымоходу. В турбированных типах котлов создается коаксиальный дымоотвод, другой конец которого присоединяется к отверстию в стене.

Электроника и модуль управления включает датчики, проводки, схемы: все, что позволяет устройству стабильно функционировать.

Автоматика безопасности. Это сенсоры, которые защищают прибор от таких неполадок:

• отсутствие тяги;
• перегрев;
• отсутствие пламени в горелке.

Если система дает сбой, датчики посылают сигнал модулю управления и работа изделия прекращается.

Принцип работы

По магистрали в систему поступает холодная вода. Через насос циркуляции она подается в теплообменник. Открывается газовый клапан, и в горелку через форсунки поступает топливо. Срабатывает электрод розжига, от чего газ загорается.

Котел работает на отопление или обеспечение горячего водоснабжения (ГВС). Переключение происходит с помощью трехходового клапана. В процессе работы продукты сгорания выводятся через дымоход. При достижении установленной температуры пламя гаснет. Некоторые модели имеют наружный термостат, поэтому при понижении температуры сразу включают нагрев.

Ниже представлена схема работы:

Разновидности и классификация

Как должен работать котел? Это зависит от его разновидности.

По способу установки техника делится на два типа:

• Настенные. Небольшие приборы малой и средней мощности. Часто устанавливаются в квартирах и домах с небольшой площадью. Размещение на стене экономит свободное пространство.
• Напольные. Габаритные конструкции, для размещения которых понадобится много места. Зато они способны одновременно отапливать и обеспечивать ГВС большие площади.

По строению дымоотвода, типу отвода продуктов сгорания:

Режимы их работы мы описывали выше.

• Одноконтурные. Обеспечивают оптимальную работу на отопление.
• Двухконтурные. Оснащены двумя радиаторами, поэтому могут обеспечивать систему отопления и наполнять краны горячей водой.

• Модулируемая. Плавная автоматическая регулировка силы пламени.
• Обычная. Без какой-либо регулировки.

По типу поджига:

• Пьезорозжиг. Запуск проводится путем нажатия кнопки и деформации пьезоэлемента. Преимущества розжига в энергонезависимости. Недостатки: постоянный ручной запуск, большой расход топлива.
• Электронный. Срабатывает встроенный трансформатор, который управляется автоматикой.

По принципу работы:

• Конвекционные. Обычная схема, по которой тепло при сгорании переходит к теплоносителю (воде).
• Конденсационные. Кроме обычного нагрева устройство использует тепло водяного пара. Конденсат скапливается в дополнительном теплообменнике. Поэтому модели Аристон Class Premium Evo обладают высоким КПД.

Обычные котлы энергозависимы, но встречаются устройства, которые работают по другому принципу. Они устанавливаются в помещениях с наличием дымохода и обладают открытой камерой сгорания. Зажигание происходит при помощи пьезоэлемента. Некоторые из них (например, «Конорд») имеют чугунный радиатор.

Техника может работать на природном и сжиженном газе, а крепится на стену или устанавливается на пол. Существует вариант парапетной установки — газовый котел крепится на внешней стене, обладает закрытой камерой сгорания и подключается к коаксиальной трубе.

Рассмотрев устройство и особенности водонагревательной техники, вы сможете выбрать оптимальный вариант для своего жилища. Видео поможет вам лучше разобраться в теме:

Бойлер ГВС для двухконтурного газового котла или колонки

Другие статьи на эту тему:

Зачем нужен бойлер ГВС для двухконтурного газового котла или колонки

Для отопления и горячего водоснабжения (ГВС) домов и квартир хозяева часто устанавливают двухконтурные газовые котлы или газовые колонки. Система ГВС с таким котлом (колонкой) получается относительно дешевой и занимает мало места.

Однако, через какое-то время хозяев начинают раздражать недостатки в работе ГВС с двухконтурным котлом (колонкой).

Проточный теплообменник ГВС двухконтурного котла (колонки) начинает греть воду в момент начала разбора воды, когда открывают кран горячей воды.

Вся энергия, расходуемая на нагрев, переходит от нагревателя к воде практически мгновенно, за очень короткое время движения воды через нагреватель. Чтобы получить воду необходимой температуры за малый промежуток времени конструкция проточного водонагревателя предусматривает ограничение скорости потока воды. Температура воды на выходе из проточного нагревателя очень сильно зависит от расхода воды — величины струи горячей воды, текущей из крана.

Для отопления дома эконом класса обычно достаточно котла меньшей мощности. Поэтому, мощность двухконтурного котла выбирают исходя из потребности в горячей воде.

Схема ГВС с двухконтурным газовым котлом или колонкой не может обеспечить комфортное и экономное пользование горячей водой в доме по следующим причинам:

• Температура и напор воды в трубах очень сильно зависят от величины расхода воды. По этой причине при открывании еще одного крана значительно меняется температура воды и напор в системе ГВС. Одновременно пользоваться водой даже в двух местах очень не комфортно.
• При малом расходе горячей воды проточный водонагреватель вообще не включается и не греет воду. Для получения воды необходимой температуры часто приходится расходовать больше воды, чем это необходимо.
• При каждом открытии водоразборного крана двухконтурный котел или колонка перезапускается, постоянно то включается, то выключается, что сокращает ресурс их работы.Частое перезажигание горелки снижает КПД водонагревателя и увеличивает расход газа. Каждый раз горячая вода появляется с задержкой, только после того, как режим нагрева стабилизируется. Часть воды бесполезно уходит в канализацию.
• Мощность газового котла (колонки) в режиме ГВС часто оказывается больше необходимой, что приводит к цикличности (тактованию) нагрева горячей воды. Горелка котла (колонки) в режиме ГВС периодически то включается, то гаснет. Соответственно, потребителям идет то холодная, то горячая вода, а также проявляются все недостатки частого перезажигания горелки котла, указанные выше. Для устранения тактования обычно увеличивают расход воды сверх необходимого.
• В системах ГВС с двухконтурным котлом невозможно сделать рециркуляцию воды в трубах разводки по дому. Время ожидания горячей воды растет по мере увеличения длины труб от котла до места разбора воды. Часть воды в самом начале приходится бесполезно сливать в канализацию. Причем это вода, которая уже была нагрета, но успела остыть в трубах.

В конечном итоге, использование двухконтурного котла (колонки) в системе ГВС приводит к не обоснованному росту потребление воды и объема стоков канализации, к увеличению расхода электроэнергии и газа на нагрев, а также к недостаточно комфортному пользованию горячей водой в доме.

Систему ГВС с двухконтурным котлом используют, не смотря на её недостатки, по причине сравнительно низкой стоимости и малых размеров оборудования.

Более экономичной и комфортной является система отопления и ГВС с одноконтурным котлом и бойлером косвенного нагрева.

Но что делать, если двухконтурный котел или колонка уже стоит в доме или квартире, а работа системы ГВС хозяев не устраивает, и хочется избавиться от её недостатков.

Три варианта подключения бойлера к двухконтурному газовому котлу или колонке

1. Есть вариант приобрести бойлер косвенного нагрева, с теплообменником внутри, и подключить его к контуру отопления двухконтурного котла. Но стоимость такого бойлера и дополнительного оборудования для его подключения и обвязки довольно высокая. В данной статье этот вариант на рассматривается.

2. В систему ГВС с двухконтурным котлом или колонкой рекомендую установить бойлер послойного нагрева. В таком бойлере отсутствует теплообменник, что заметно снижает его стоимость.

3. Или, в схему ГВС, между двухконтурным котлом (колонкой) и потребителями горячей воды, устанавливают электрический накопительный водонагреватель — бойлер. Этот вариант не устраняет всех недостатков работы системы ГВС, но позволяет существенно улучшить комфорт пользования водой.

Подключение накопительного электрического водонагревателя ГВС к двухконтурному газовому котлу

Самым простым способом улучшить систему ГВС с двухконтурным газовым котлом или колонкой является установка электрического накопительного водонагревателя — электробойлера.

Схема подключения к двухконтурному газовому котлу электрического бойлера ГВС, в качестве накопительной буферной емкости между котлом и потребителями.

Электрический бойлер используют в качестве буферной емкости между котлом и потребителями горячей воды. Из контура ГВС двухконтурного котла горячая вода, прежде чем попасть потребителю, поступает в электрический бойлер. Горячая вода в водоразборные краны подается уже из бойлера.

Электрический накопительный водонагреватель — бойлер служит для хранения запаса горячей воды нагретой газовым котлом. Кроме того, температура воды в бойлере поддерживается на заданном уровне за счет включения электрического ТЭНа. Включением электронагревателя управляет термостат бойлера.

На схеме, на трубе подводки воды из котла в бойлер, установлен блок из двух клапанов — обратного клапана и предохранительного. Клапаны обычно продаются в комплекте с электрическим бойлером.

Обратный клапан предотвращает уход воды из бойлера при исчезновении воды в водопроводе.

Предохранительный клапан сбрасывает избыточное давление из системы ГВС, связанное с расширением воды при нагревании. Из клапана периодически вытекает небольшое количество воды, которое необходимо куда-то утилизировать.

Кроме того, производитель электробойлера предписывает регулярно, каждые две недели, проверять исправность клапана, вручную приводя его в действие. Для того, чтобы избежать этих проблем, рекомендую дополнительно установить расширительный бак для ГВС, который будет компенсировать изменения давления воды в системе ГВС.

Давление срабатывания предохранительного клапана 6 — 8 бар, в зависимости от модели бойлера. Если давление воды в водопроводе больше давления срабатывания клапана, то на водопроводную трубу необходимо установить редукционный клапан. Клапан настраивают на снижение давления воды на выходе — не более 80% от давления срабатывания предохранительного клапана.

Холодную воду из водопровода рекомендуется подавать через фильтр предварительной очистки воды со степенью очистки не менее 200 мкм.

Схема ГВС с газовым двухконтурным котлом (колонкой) и электрическим накопительным водонагревателем — бойлером, пользуется некоторой популярностью из-за своей простоты и меньшей стоимости. В схеме нет циркуляционного насоса, можно использовать обычный электрический бойлер, количество арматуры для обвязки также минимально. Но работа системы ГВС с буферным электробойлером имеет свои недостатки.

Преимущества и недостатки системы ГВС с буферным электрическим бойлером

Схема ГВС с буферным электробойлером обеспечивает стабильную температуру воды на выходе к потребителям, в том числе, и при малом расходе воды, и при тактовании котла. Температура воды в бойлере может быть задана выше 60 о С, (температуры, выдаваемой котлом). Пользование горячей водой станет более комфортным, но за это придется платить более высоким потреблением электроэнергии.

Схема с буферным электробойлером имеет три основных недостатка.

Во — первых, это довольно значительное потребление электроэнергии на подогрев воды. Электроэнергия расходуется для компенсации тепловых потерь (охлаждения воды) при хранении горячей воды в бойлере, а также на нагревание той части воды, которая поступает из котла в бойлер холодной.

Часть воды из котла в бойлер поступает холодной. Это происходит в период запуска режима ГВС котла при каждом открытии водоразборного крана, а также в случае тактования котла. Кроме того, холодная вода из котла в бойлер подается в случае незначительного расхода горячей воды, когда расход меньше минимального порога, необходимого для запуска котла в режиме ГВС.

Электроэнергия расходуется также на догрев воды, если термостат бойлера настроен на температуру выше 60 о С.

Товары для строительства и ремонта

Второй недостаток состоит в том, что режим ГВС котла по прежнему включается при каждом открытии водоразборного крана. Тактование котла не устраняется, а только становится незаметным для потребителя. Все это, как уже указывалось выше, сокращает ресурс работы котла, а частое перезажигание горелки снижает КПД котла и увеличивает расход газа. Некоторые хозяева считают выгодным включать режим ГВС на котле только тогда, когда принимают душ или наполняют ванну. Для мытья посуды и в других случаях, когда потребность в горячей воде небольшая, вода в бойлере нагревается только электричеством.

В третьих, сохраняется зависимость напора в трубах ГВС от расхода воды, так как вода из водопровода продолжает проходить через ограничитель расхода в двухконтурном котле или колонке. По этой причине, при открытии второго водоразборного крана, температура воды в первом смесителе может меняться, хотя и не так сильно.

Выбор электрического бойлера для системы ГВС с двухконтурным котлом или колонкой

Чтобы получить преимущества пользования горячей водой от системы ГВС с котлом и электрическим бойлером, достаточно установить бойлер небольшой емкости, 15-30 (50) литров, Кроме того, маленький бойлер будет потреблять электроэнергии меньше, чем большой.

Рекомендую выбирать электрический бойлер с цилиндрическим баком из нержавеющей стали. Бойлер часто устанавливают рядом с котлом или колонкой. Чтобы габариты бойлера не выходили за пределы размеров котла удобно использовать электрические водонагреватели с вертикальным баком малого диаметра. В названии марки таких бойлеров обычно имеется слово Slim.

Рекомендую, Thermex Ultra Slim IU 30 (или 50) V имеет бак из нержавеющей стали, корпус из металла, три ступени мощности ТЭНа 0,7/1,3/2,0 кВт., максимальный внешний диаметр 285 мм., и высоту 800 (1235) мм., механическое управление. Гарантия — 7 лет. Емкости бака достаточно для пользования горячей водой, нагретой даже без участия котла.

Бюджетный вариант Термекс Drift 15 U на 15 литров с баком из нержавеющей стали, с одной ступенью мощности ТЭНа 1,5 кВт. Внешние размеры 260х260 мм., высота 458 мм. Благодаря верхней подводке, бойлер можно устанавливать как на стену, так и на пол под котлом.

Электрические накопительные водонагреватели с плоской формой корпуса выбирать не стоит. В корпусе плоских водонагревателей устанавливают рядом два цилиндрических бака малого диаметра и соединяют их между собой трубами. Такая сложная конструкция создает проблемы с обеспечением их долговечности, с распределением температуры воды в баках, а также увеличивает их цену.

В конце этой статьи вы найдете схему ГВС с бойлером и рециркуляцией горячей воды, а также рекомендации по выбору оборудования.

Где и почем купить электробойлер в Вашем городе

Система ГВС с двухконтурным котлом (или колонкой), но с бойлером послойного нагрева устраняет все недостатки.

Принцип работы бойлера послойного нагрева ГВС

Схема ГВС с бойлером послойного нагрева и проточным водонагревателем

В последнее время набирает популярность система ГВС с бойлером послойного нагрева, вода в котором нагревается проточным водонагревателем. В таком бойлере отсутствует теплообменник, что снижает его стоимость.

Горячая вода расходуется из верхней части бака. На её место в нижнюю часть бака тут же поступает холодная вода из водопровода. Насосом вода из бака прогоняется через проточный нагреватель газового котла или колонки, и подается сразу в верхнюю часть бака. За счет этого, горячая вода у потребителя появляется очень быстро — не нужно ждать пока прогреется почти весь объем воды, как это происходит в бойлере косвенного нагрева.

Быстрый нагрев верхнего слоя воды, позволяет устанавливать в доме бойлер меньших размеров, а также снизить мощность проточного нагревателя, без ущерба для комфорта.

Производители выпускают двухконтурные котлы со встроенным или выносным бойлером послойного нагрева. В результате, стоимость и габариты оборудования системы ГВС получаются несколько меньше, чем с бойлером косвенного нагрева

Вода в бойлере подогревается заранее, независимо от того, расходуется она или нет. Запас горячей воды в баке позволяет пользоваться горячей водой в доме в течении нескольких часов.

Благодаря этому, нагрев воды в баке можно производить довольно длительное время, постепенно накапливая тепловую энергию в горячей воде.

Большая продолжительность нагрева воды позволяет использовать нагреватель сравнительно небольшой мощности.

Схема работы накопительного бойлера послойного нагрева с двухконтурным котлом

На схеме стрелками показано направление движения воды в контуре ГВС котла во время работы циркуляционного насоса. Насос включается от датчика температуры, термостата бойлера.

Циркуляция воды в контуре ГВС котла запускает в работу котел в режиме ГВС. Нагретая котлом вода поступает в бойлер, где поднимается вверх. Холодная вода из нижней части бойлера насосом подается в котел. Так продолжается до тех пор, пока вода в бойлере не нагреется до момента срабатывания датчика температуры бойлера. Датчик отключает насос, циркуляция воды в контуре нагрева прекращается и режим ГВС котла отключается.

Горячая вода на водоразборные краны поступает из верхней части бойлера по отдельному патрубку. Такое решение позволяет простыми средствами стабилизировать температуру воды, которая идет потребителю. При расходовании горячей воды из бойлера она замещается холодной водой из водопровода.

Скорость циркуляции воды в контуре ГВС котла выбирают так, чтобы вода в бойлере успевала нагреваться до заданной температуры достаточно быстро, так, чтобы у потребителей не возникало дискомфорта. Для этого удобно установить насос, позволяющий переключать скорость работы.

Подключение бойлера к двухконтурному газовому котлу

В продаже можно найти бойлеры послойного нагрева специально предназначенные для подключения к двухконтурному котлу. Для примера, на рисунке показана схема подключения к котлу бойлера производства Польши.

Благодаря технологии послойного нагрева воды с накоплением горячей воды в бойлере, снижается количество запусков котла, что продлевает срок его службы и снижается потребление газа.

Равномерная температура воды (без резких перепадов) обеспечивает комфортное пользование водой в более чем одной точке водоразбора.

Бойлер имеет пять патрубков для подключения внешних трубопроводов. Причем, концы патрубков внутри бойлера находятся на разной высоте. Такое большое число и расположение патрубков позволяет бойлеру выполнять функции гидравлического разделителя. Это решение устраняет взаимное влияние на режим циркуляции и температуру воды в разных контурах системы и делает более простой и дешевой обвязку оборудования арматурой.

Например, два патрубка предназначены для контура рециркуляции горячей воды в трубах разводки по дому. Время ожидания горячей воды не будет зависеть от длины труб до места разбора воды. К двум другим патрубкам присоединяют контур нагрева ГВС котла. Для холодной воды из водопровода также имеется свой отдельный патрубок.

К трубе подачи холодной воды из водопровода подключают расширительный бак и предохранительный клапан, а также устанавливают обратный клапан (на схеме не показаны).

Напольный бойлер хорош еще тем, что грязь и шлам оседает и скапливается на дне, не попадает в трубы и не влияет на работу оборудования.

Как сделать бойлер послойного нагрева из электрического бойлера

Продолжение: перейти на страницу 2: