Устройство и принцип работы двухконтурных газовых котлов: схема и критерии выбора

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.

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.

Видео по теме:

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.

Советы и рекомендации специалистов

Эксперты рекомендуют обратить внимание, например, на тип розжига котла. Электрический считается более простым и экономичным

Но в энергонезависимых моделях стандартно реализован менее удобный пьезорозжиг.

Важный критерий – функциональность. Считают, что двухконтурные котлы в этом плане лучшие.

Но не у каждой модели присутствуют дополнительные возможности. Например, при выборе смотрят, есть ли кнопка блокировочного термостата. Некоторые производители называют ее датчиком наличия пламени. Она повышает надежность эксплуатации оборудования.

Компании оснащают модели большим количеством «умных» устройств. Часто такие решения только обеспечивают комфорт, не влияя на безопасность. Например, не всегда дистанционное управление необходимо. А погодозависимая автоматика повышает эффективность использования оборудования.

Специалисты советуют выбирать производителей, которые сумели наладить работу целой сети сервисных центров. Такие фирмы дают более длительную гарантию.

Характеристики двухконтурного газового котла

При выборе двухконтурного котла, стоит обратить внимание не только на материалы, но и заявленные характеристики:

  1. Мощность. Чем больше площадь отапливаемого дома и больше его теплопотери, тем мощнее потребуется котёл. Для дома в 100 квадратных метров в умеренных широтах понадобится котёл мощностью 12 Квт.
  2. Коэффициент полезного действия. Усовершенствованные теплообменники и горелки двухконтурных котлов, наличие «умной» автоматики и программ управления позволяет приблизить КПД к фантастическим 98%.
  3. Вид камеры сгорания. Выделяют котлы с открытой и закрытой камерами сгорания.

При закрытой камере сгорания подача воздуха и выброс продуктов горения осуществляется специальным коаксиальным дымоотводом. Открытая камера сгорания использует воздух в помещении, а выхлоп идёт в стационарный дымоход с естественной тягой. Для котлов с открытой камерой сгорания необходим дымоход, отдельное котельное помещение. С закрытой камерой сгорания можно устанавливать вблизи любой наружной стены, но стоят они дороже.

  1. Наличие дополнительной конденсационной системы. Температура выходящих газов обычного котла около 150 градусов, а конденсационного — всего 40. Разница температур идёт на отопление дома.

Особенности внутреннего устройства и технические параметры агрегатов

Настенные двухконтурные котлы сегодня наиболее распространенный вариант отопительного оборудования, который можно встретить в городской квартире. В сравнении с одноконтурными моделями котлов такие агрегаты значительно дешевле. Сказывается оптимизация всего оборудования, установленного внутри самой конструкции.

На рисунке схеме показано устройство двухтрубного бытового газового котла и принцип его работы.

Напольный котел гораздо мощнее и тяжелее. Чугунные или стальные теплообменники, накопительный бак для горячей воды (бойлер с косвенным подогревом) — все это и многое другое имеет значительные габариты и вес, что предъявляет к прочности пола помещения повышенные требования. Для напольного типа потребуется специальное место или даже отдельное помещение, в котором должна быть хорошая вытяжка, и оборудован дымоход. Такие агрегаты обычно ставятся в больших загородных домах, в частных жилых постройках в два и более этажа.

Что касается выбора конкретной модели настенного газового котла, то и здесь, вам следует не торопиться. Для эффективной работы газо-нагревательного оборудования необходима тяга, благодаря которой осуществляется горение топлива в топке. Одни модели сконструированы под естественную тягу, другие, наоборот оснащены вентиляторами для принудительной вентиляции. Сравнивая оба варианта, налицо меньшая стоимость агрегатов с естественной тягой и открытой камерой сгорания. С другой стороны, вам потребуется в этом случае заняться организацией дымохода, который должен четко соответствовать всем техническим нормам и стандартам.

*Модели с закрытой топкой и принудительной вентиляцией дороже, однако, более практичны и надежны в эксплуатации. Для двухконтурного котла с закрытой камерой сгорания устанавливается коаксиальный дымоход, который представляет собой компактную трубу, действующую на вход и на выход. Такие конструкции не габаритные, не требуют много места, и могут быть установлены в городской квартире.

На что обратить внимание: при интенсивном использовании горячей воды в доме, лучше оснастить отопительную систему газовым котлом с дополнительной накопительной емкостью для горячей воды. Запас в 50-60 л

будет уместным в любой ситуации. Встроенный бойлер обеспечит постоянное давление воды в системе и сохранит необходимую температуру горячей воды.

Технические характеристики, основные отличия

На рынке доступно множество моделей отопительных установок, которые различаются рядом важных технических параметров.

Мощность

Важнейший критерий, на основе которого выбирается модель отопительного оборудования. При расчете этого параметра учитываются следующие факторы:

  • площадь помещения;
  • площадь дверей и окон;
  • теплоизоляционные характеристики стен, крыши и пола;
  • наличие чердака и подвала;
  • климатические условия.

Мощность является важным критерием для выбора газового двухконтурного котла.

В общем случае на обеспечение обогрева 10 кв. м площади должно приходиться не менее 1 кВт мощности агрегата.

Горелка может зажигаться:

  • вручную — спичками или зажигалкой;
  • с помощью пьезоэлемента;
  • системой электроподжига.

Варианты тяги

Для удаления дымовых газов используется естественная или принудительная тяга. Котлы первого типа отличаются упрощенной конструкцией. Выброс продуктов сгорания осуществляется через вертикальный дымоход. Эффективность работы зависит от стабильности давления газообразного топлива. При перебоях с подачей газа возрастает риск износа горелки, увеличивается расход топлива.

Котлы с принудительной тягой оснащены вентилятором, который используется для удаления дымовых газов. Недостатки — повышенный шум, зависимость от бесперебойности подачи электроэнергии. Преимущества — высокая эффективность, легкость монтажа, не нужен вертикальный дымоход.

Тяга бывает естественная и принудительная.

Материал изготовления

Внешний корпус большинства моделей газового оборудования выполнен из стали. Для части элементов, защищенных от воздействия высокой температуры, может применяться термостойкий пластик.

При изготовлении теплообменников используются следующие материалы:

  • чугун — отличается коррозионной стойкостью, долго сохраняет тепло, но хрупок и имеет большой вес;
  • сталь — материал имеет небольшую плотность, высокую механическую прочность, способен переносить перепады температуры, но склонен к коррозии;
  • медь ­- выделяется лучшими теплопроводными характеристиками, устойчива к коррозии, отличается высокой стоимостью.

Автоматика

Газовый котел — сложное устройство, работой которого управляет автоматика. Для обеспечения безопасной и надежной работы установки осуществляется постоянный контроль за следующими параметрами:

  • давление газообразного топлива;
  • наличие пламени в горелке;
  • наличие тяги.

Газовым котлом управляет автоматика.

Автоматика блокирует работу котла при нарушении любого из этих параметров. Многие установки имеют расширенный функционал и возможности управления:

  1. Режим постциркуляции, позволяющий продлить срок службы оборудования. Для этого циркуляционный насос после отключения горелки некоторое время продолжает работать, чтобы избежать локальных перегревов в контуре.
  2. Поддержание заданной температуры. Технология позволяет повысить эффективность работы оборудования и уменьшить расход топлива. При этом может контролироваться температура воздуха в помещении или же температура жидкости в отопительном контуре.
  3. Режим антизаморозки, позволяющий уменьшить потребление газа. Если агрегат используется на даче или загородном доме, который посещается редко, можно установить экономичный режим. Он будет поддерживать температуру в контуре +5°C.
  4. Летний режим отопления. В теплое время года агрегат не работает на отопление. Чтобы избежать застоя и выпадения солей жесткости, аппарат периодически будет включать на некоторое время циркуляцию теплоносителя.

Принцип работы двухконтурного газового котла

Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:

  • В режиме обогрева;
  • В режиме генерации горячей воды.

В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.

Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.

В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.

На работу газовой горелки в двухконтурных котлах может влиять и погодозависимая автоматика, контролирующая температуру уличного воздуха.

Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.

Работа в режиме подачи горячей воды

Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.

При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.

Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан

Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду. Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя

Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?

Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?

  • Более простая конструкция;
  • Высока вероятность образования накипи;
  • Более высокий КПД у ГВС.

Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь

Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях. Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя)

В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов

Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.

Что собой представляет двухконтурный газовый котел?

Первое что вас подкупает в двухконтурных котлах – это их компактность. Действительно, по своим габаритам такие модели просто идеально вписываются в планировку городской квартиры, удобны и практичны для установки в частном доме небольших размеров. Подробно изучив технологические возможности каждой модели и их функциональность, вы можете выбрать газовый котел, максимально отвечающий вашим запросам и техническим требованиям.

Чаще всего двухконтурные котлы представляют собой мини-котельные, оснащенные всеми необходимыми для бытового применения функциями. Настенный вариант более практичен и удобен. Современные модели способны эффективно решать задачу с обогревом жилых помещений и обеспечить жильцов горячей водой для хозяйственных нужд. Наличие автоматики обеспечивает высокую степень надежности агрегатов.

Принцип действия газовых котлов

Все существующие модели можно разделить на две основные группы:

Конвекционные котлы обладают более простой конструкцией и невысокой стоимостью. Встретить такие модели можно повсеместно. Нагрев теплоносителя происходит исключительно за счет воздействия открытого пламени горелки. При этом большая часть тепловой энергии передается на теплообменник, но некоторая (иногда достаточно значительная) ее часть теряется вместе с отводимыми продуктами сгорания газа. Самый главный недостаток, не используется скрытая энергия водяных паров, входящих в состав удаляемого дыма.

Конвекционный котел Gaz 6000 W

К преимуществам таких моделей стоит отнести достаточно простую конструкцию, возможность отведения продуктов сгорания за счет естественной тяги (при наличии соответствующих требованиям дымоходов).

Вторая группа — это конвекционные газовые котлы. Их особенность заключается в следующем — конвекционное оборудование не может использовать энергию удаляемого с дымом водяного пара. Именно этот недостаток и позволяет устранить конденсационная схема газового котла.

Газовый котел Bosch Gaz 3000 W ZW 24-2KE

Суть работы таких устройств — продукты горения, имеющие достаточно высокую температуру, проходят через специальный теплообменник, в который поступает вода из обратки системы отопления. При условии, что температура такого теплоносителя ниже точки росы для воды (около 40 градусов), на внешних стенках теплообменника начинает конденсироваться пар. При этом высвобождается достаточно большое количество тепловой энергии (энергия конденсации), которая и обеспечивает предварительный нагрев теплоносителя.

Но существуют и некоторые негативные моменты, характеризующие конденсационную технику:

Для работы в конденсационном режиме необходимо обеспечить температуру обратки не более 30-35 градусов. Поэтому такие агрегаты в основном применяются для низкотемпературных (не более 50 градусов) систем отопления. Так же котлы данного типа можно использовать в системах с большой теплоотдачей, например, в системах теплого водяного пола. Достаточно хорошо зарекомендовали себя котлы, в которых конденсационный теплообменник используется для обеспечения горячего водоснабжения.

Техническое обслуживание и настройку оптимального режима работы котла может выполнить только грамотный специалист. В регионах, мастеров, способных разобраться в конденсационных котлах, не слишком много. Поэтому обслуживание устройства может обойтись достаточно дорого.

Кроме того, сама стоимость оборудования данного класса высока, отнести такую технику к бюджетному варианту не удастся даже при большом желании.

Но разве стоит отказываться из-за таких недостатков от возможности сэкономить более 30% энергоносителя. Именно такая экономия и небольшой срок окупаемости конденсационных котлов и делает их приобретение целесообразным с экономической точки зрения.

Котлы с открытой и закрытой камерой сгорания

Такие котлы существенно различаются своими техническими возможностями, при этом условия их применения так же отличаются.

Атмосферные котлы оснащены камерой сгорания открытого типа. Воздух, необходимый для сгорания газа поступает в камеру непосредственно из помещения. Поэтому при выборе таких котлов необходимо строго контролировать соблюдение нормативных требований воздухообмена в помещении. В комнате должна действовать эффективная система вентиляции, кроме того, отвод продуктов горения в режиме естественной тяги возможен только при устройстве высоких дымоходов (отвод дыма выше уровня кровли здания).

Настенный газовый котел Logamax U054-24K атмосферный двухконтурный

К достоинствам таких котлов относят достаточно приемлемую стоимость, простоту конструкции. Но стоит учитывать то, что КПД таких агрегатов чаще всего не слишком высок (по сравнению с более совершенными моделями).

Турбированный настенный двухконтурный котел оснащается камерой сгорания закрытого типа. Такие агрегаты подключаются в основном к коаксиальным дымоходам, обеспечивающим не только отвод продуктов горения, но и подачу свежего воздуха в камеру сгорания с улицы. Для этого в конструкцию котла встраивается электровентилятор небольшой мощности.

Газовый котел FERROLI DOMIproject F24 настенный двухконтурный турбированный

Основное преимущество турбированного котла заключается в повышенной производительности, при этом КПД устройства достигает 90-95%. Благодаря этому появляется возможность сократить расход топлива. Но стоит учитывать то, что стоимость таких котлов достаточно высока.

Принцип работы двухконтурного газового котла отопления. ГВС

Схема действия двухконтурного газового котла выглядит так. Прогретая газовой горелкой отопительная жидкость двигается в теплообменнике, прогревая теплом пластинчатый контур с бытовой водой.

Использование двухконтурного газового оборудования сразу как котла и как водонагревателя не представляется возможным. Во время забора горячей воды через систему водоснабжения, теплоноситель (регулируемый автоматическим блоком управления) перестает перемещаться по большому кругу отопления. Он переходит на схему движения по малому, пластинчатому, контуру для прогрева используемой воды.

Это значит, что на время пользования горячей водой дом перестает отапливаться. Такая ситуация не критична, если забор воды кратковременный. После закрытия крана автоматически теплоноситель возобновляет циркуляцию по контуру отопления, дом снова прогревается.

Более неприглядна ситуация, когда забор воды длителен по времени (например, прием ванной, душа). Комнаты остаются без отопления на долгий промежуток времени в холодное время года. Здесь рекомендуется устанавливать в дополнение к котлу косвенный наливной водонагреватель. Теплообменник при этом находится внутри емкости для бытовой воды, а циркулирует в нем теплоноситель системы отопления. Вода внутри бака прогревается теплом газового котла.

Такая схема работы позволяет пользоваться необходимым объемом горячей воды без прекращения отопления дома.

Выгодное газовое отопление распространено везде, куда можно проложить газовые коммуникации без дополнительных затрат. Установка котла требует определенного согласования проекта. Монтаж газового оборудования производится только специалистами. Причем при необходимости провести обвязку котла нужные комплектующие приобретаются отдельно.

Но несмотря на материальные затраты по установке, напольный или настенный газовый котел оправдает потраченные силы, время, финансы своей энергоэффективностью, простотой эксплуатации, надежностью, гибкой и поэтому экономной схемой функционирования.

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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий