В наше время двухконтурные газовые котлы довольно часто используются для отопления жилых помещений. Представим следующую ситуацию: вы покупаете отопительный агрегат, изучаете инструкцию по его эксплуатации, после чего начинаете им пользоваться. При этом вы не знаете, из чего состоит котел и как он действует. Думается, не стоит объяснять, что в работе любого устройства всегда могут быть непредвиденные сбои, и чтобы хотя бы самостоятельно определить их причины не помешает изучить принцип работы двухконтурного газового котла, предназначенного для отопления и подачи в дом горячего водоснабжения.

Как работает двухконтурный газовый котел

Основанием любого котла является корпус, он может быть круглой или прямоугольной формы. Внутри расположена камера сгорания, снаружи ее стенки покрыты теплоизоляционным материалом. В нижней части находится газогорелочное устройство с запальником.

В верхней части установлен главный теплообменник из чугуна или жаропрочной стали, через который протекает теплоноситель. Вторичный теплообменник для обеспечения ГВС находится вне камеры сгорания. Перед горелкой ставится автоматический элемент, включающий в себя газовый клапан и термостатический регулятор с датчиком нагрева (термопарой).

Для распределения потоков теплоносителя и подмешивания в схеме применяется трехходовой клапан. Общее устройство двухконтурного газового котла можно рассмотреть на примере настенного газового агрегата с открытой камерой бренда VAILLANT немецкого производства.

Кроме основного оборудования, высокотехнологичные газовые котлы снабжаются циркуляционным насосом, вентилятором для принудительной подачи воздуха и расширительным баком. В самых дорогих комплектациях имеется второй расширительный бак для ГВС или встроенный бойлер.

Пламя газовой горелки нагревает основной теплообменник, в нем с помощью насоса циркулирует теплоноситель, это и есть принцип работы газового котла. Температура теплоносителя измеряется датчиком и поддерживается на определенном уровне электронным блоком управления. Это происходит так:

• Теплоноситель циркулирует по малому кругу через главный теплообменник, трехходовой клапан и насос.
• Датчик температуры фиксирует нагрев воды до определенного значения и передает импульс блоку управления, который подает команду электроприводу трехходового клапана.
• Трехходовой клапан начинает открывать поток теплоносителя извне, из системы, подмешивая к нагретой воде. Чем больше она нагревается, тем сильнее клапан открывает внешний поток. Таким образом, температура на выходе всегда постоянна.
• Когда температура всей воды в системе достигает заданного значения, электронный блок управления воздействует на газовый клапан и тот перекрывает подачу топлива, горелка отключается. Пламя остается только на запальнике.
• Как только теплоноситель остывает, контроллер подает команду и открывает газовый клапан, после чего горелка автоматически поджигается от запальника.

Автоматика газового котла

В бюджетных комплектациях котлов функции управления горелкой выполняет автоматический газовый клапан, совмещенный в один блок с термостатом. Используется более простой принцип действия терморегулятора газового котла, при котором привод газового клапана связан со штоком термостата. Шток перемещается под воздействием термопары, соединенной с ним капиллярной трубкой. Движение штока ограничивается рукояткой, которой на котле устанавливают желаемую температуру.

Термопары бывают двух видов. Первая использует принцип расширяющейся жидкости, помещенной в замкнутое пространство корпуса. При нагреве термопары жидкость начинает расширяться и через капиллярную трубку воздействовать на шток терморегулятора. Другой принцип действия термопары газовых котлов основан на следующем явлении: если нагревать стык двух разных металлов, то на проводах, припаянных к этим металлам, возникает небольшое напряжение, до 50 мВ. В этом случае привод газового клапана оборудован электромагнитом, который отключается при остывании термопары и перекрывает газ. Схема автоматического клапана показана на рисунке.

При розжиге с помощью пьезоэлектрического элемента принцип работы автоматики газового котла таков:

• Регулировочное колесо нажимается рукой, при этом на запальник подается газ.
• Другой рукой нажимается кнопка пьезорозжига, на запальнике проскакивает искра и он воспламеняется.
• Колесо удерживается в течение 10-30 сек. Это нужно чтоб термопара нагрелась и зафиксировала газовый клапан в открытом положении.
• Колесо отпускают и поворачивают в необходимое положение. На главную горелку подается газ и она поджигается от запальника.
• При внезапном отключении газа газогорелочное устройство и запальник затухают. Требуется несколько секунд, чтобы остыла термопара и отпустила привод газового клапана, который тут же перекроет газ.

Это самая простая автоматика безопасности, не требующая подключения к электросети. Однако она инерционна, то есть, для ее срабатывания нужно время для нагрева или остывания термопары. Тем не менее, в соответствии с нормативными документами, эта автоматика должна стоять на каждом котле, поскольку она надежна и не требует электричества. Лишены инерции электронные элементы и датчики, управляемые контроллером, но все равно они могут использоваться только совместно с базовой автоматикой.

Описание работы контура для ГВС

В отопительных установках с контуром для ГВС имеется вторичный водо-водяной теплообменник. Холодная водопроводная вода проходит через его трубки и нагревается от теплоносителя, который снаружи омывает эти трубки, при этом потоки движутся навстречу друг другу. Для переключения потоков применяется следующая схема работы двухконтурного газового котла:

• В режиме отопления теплоноситель движется от входа к выходу по маршруту: циркуляционный насос - главный теплообменник – переключающий клапан – выход.
• При открывании крана горячей воды в доме датчик расхода фиксирует проток воды через вторичный теплообменник и подает сигнал контроллеру.
• Электронный блок управления переключает клапан и поток горячего теплоносителя направляется во вторичный теплообменник, нагревая собой холодную водопроводную воду.
• После выхода из вторичного водонагревателя теплоноситель попадает в подающую магистраль отопления. После закрытия крана клапан переключает потоки обратно и прямое движение теплоносителя восстанавливается.

Другая схема работы котла с приготовлением ГВС представлена на рисунке.

Здесь отсутствует вторичный водонагреватель, вместо него функцию нагрева водопроводной воды выполняет главный теплообменник сложной конструкции. Для эффективной теплопередачи в нем сделаны трубки сложной формы, помещенные в протекающий теплоноситель. Внутри трубок проходит вода из магистрали, которая нагревается от теплоносителя, а его температура повышается за счет работы горелки.

Заключение

Изучив принцип работы двухконтурного котла, можно сделать вывод, что его приобретение имеет смысл для обслуживания не более чем 2 потребителей. Степень автоматизации установок зависит от конкретного производителя и стоимости изделия, но минимальный комплект автоматики безопасности должен присутствовать обязательно.

Двухконтурные отопительные котлы получили большое распространение за счет удобства и компактности. Они согревают дома и одновременно служат источниками горячего водоснабжения. То есть, необходимость покупать отдельный водонагреватель и отдельный отопительный прибор полностью отпадает. Каков принцип работы двухконтурного газового котла и из каких частей состоит это устройство? Об этом мы расскажем в нашем обзоре.

Устройство двухконтурного газового котла

Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.

Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:

Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.

• Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла . Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
• Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
• Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
• Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
• Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
• Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды ;
• Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.

В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.

В некоторых моделях газовых двухконтурных котлов используются сдвоенные теплообменники. Но принцип работы остается практически тем же самым.

Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.

Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности .

Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.

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?

• 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.

Разобравшись с принципом работы газового двухконтурного котла, вы сможете понять назначение отдельных узлов и даже сможете самостоятельно разобраться в вопросах ремонта. На первый взгляд, устройство кажется очень сложным, а плотная внутренняя компоновка вызывает уважение – все-таки разработчикам удалось создать почти идеальное отопительное оборудование. Двухконтурные котлы, таких фирм как Vaillant , активно используются для обогрева зданий различного назначения и для генерации горячей воды, заменяя собой сразу два прибора. А их компактность позволяет сэкономить место и избавиться от необходимости приобретения напольного котла.

Видео

Независимость в теме отопления для жильцов много квартирного дома - выгодная «штука». Один раз потратив деньги на установку индивидуальной системы отопления и обеспечения горячей водой, потребитель дальше платит только по факту использования энергоресурсов. Для квартир таким энергоносителем обычно является природный газ. Двухконтурные газовые котлы отопления, «вооруженные» системами автоматики и безопасности, фактически полностью избавили человека от активного участия в процессе отопления. Но это касается квартир небольшой площади и с одним санузлом. Почему так? Об этом ниже…

Финансовую целесообразность такой замены системы центрального отопления на индивидуальную отопительную систему владелец квартиры замечает буквально в первые месяцы ее эксплуатации, сравнивая счета за природный газ с прошлыми счетами за отопление. Выигрыш очевиден! А элементарные расчеты помогут «успокоиться» относительно «проинвестированных» денег в переоборудование системы отопления квартиры или дома. За несколько лет эксплуатации, то есть комфортного проживания в тепле и с горячей водой в ванне и на кухне, все окупается!

Преимущества использования двухконтурных газовых котлов отопления

• Как уже оговаривалось выше, использование таких двухконтурных газовых котлов отопления - это экономия денежных средств на обогреве помещений и возможности пользоваться горячей сантехнической водой. Текущие расходы при этом - это стоимость использованного объема газа и холодной воды.
• Малые размеры и возможность настенного монтажа.
• Возможность обеспечения ГВС (горячего водоснабжения) без дополнительного бойлера косвенного нагрева.
• Автоматизация работы такого газового котла избавляет владельца квартиры или дома от «печных» дел и обеспечивает безопасность отопительной системы.
• А незначительная цена на котел и его установку - последний аргумент в пользу двухконтурного газового котла отопления.

Поговорим об имеющихся недостатках

• Такой котел не может одновременно выполнять две функции: «поставлять» горячую воду в систему отопления и обеспечивать горячую воду.
• отопления изначально рассчитан на нормальное обеспечение горячей водой только одной точки, например кухни или ванны. Расход воды определяется мощностью котла и указан в его паспорте. Выдачу горячей воды, больше указанной величины вы вряд ли получите. Открытие крана горячей воды на кухне в момент принятия кем-то душа может привести к резкому понижению температуры воды в ванной. Но это полбеды… Беда может быть в случае, если душ был включен в то время, когда кран горячей воды на кухне был уже открыт. При резком закрытии крана на кухне купающийся может получить резкий поток горячей воды из «дождика». Более «плавная» равномерная подача горячей воды может быть обеспечена установкой дополнительного бойлера косвенного нагрева или использования двухконтурного котла со встроенным в него бойлером.
• Мгновенной «выдачи» горячей воды из крана при его открытии не получится. Особенности устройства двухконтурного газового котла отопления не позволяют ему сразу переключиться в режим нагрева воды. Кроме того, из «горячего» крана изначально вытечет холодная вода, находящаяся в магистральной трубе. А теперь подумайте, будет ли в таких тонкостях «разбираться» счетчик воды в вашей квартире…
• При контакте нагреваемой воды с теплообменником последние со временем выходят из строя. И чем жестче вода и ниже давление воды на входе, тем время «жизни» теплообменника меньше.

Как устроен двухконтурный газовый котел отопления?

На рынке теплотехники итальянские газовые котлы отопления двухконтурные представлены широкой линейкой моделей. Они схожи между собой, аналогичны по устройству с котлами других производителей, но…

Несмотря на «одинаковость» названия и схематическое устройство такие двухконтурные котлы нельзя назвать одинаковым. При всей схожести есть и отличия. Одно из ключевых отличий в устройстве теплообменника котла, который предназначен для передачи тепла, получаемого при сгорании топлива, теплоносителю. Теплообменник обычно находится в верхней частик котла, а под ним расположена газовая горелка. Тепло, образованное при сжигании газа, поднимаясь вверх, передается металлическому теплообменнику, внутри которого протекает теплоноситель. Роль теплоносителя – перенос тепловой энергии от теплообменника к радиаторам отопления, расположенным по всему дому или квартире.

В зависимости от устройства теплообменника различают:

• Котлы с двумя теплообменниками (первичным и вторичным);
• Котлы с битермическим теплообменником.

Первичный теплообменник, изготовленный их медных труб, с напаянными на них медными пластинами. Основная функция такого первичного теплообменника - передача теплоты от, сгораемого в горелке газа, к теплоносителю системы отопления.

Во вторичном теплообменнике происходит обмен тепла между теплоносителем и проточной водой из линии горячего водоснабжения (ГВС). Вследствие того, что передача тепла происходит через тонкие пластинчатые перегородки, вторичный теплообменник еще называют пластинчатым.

Схема — вторичный пластинчатый теплообменник

Также используются котлы с одним битермическим теплообменником. Фактически в таком теплообменнике находится труба в трубе. По внутренней трубе проходит нагреваемая вода для ГВС, а внешний контур используется для прогрева теплоносителя системы отопления.

По типу отвода продуктов сгорания газа из котла различают турбированные и с открытой камерой сгорания. Турбированные котлы (с закрытой камерой сгорания) не требуют для своей работы наличия отдельного дымохода.

Типичная схема двухконтурного газового котла отопления

Рассмотрим типичную схему котла на примере двухконтурного газового котла отопления Saunier Duval Themaclassic F 30 :

1. Вентилятор. 2. Датчик тяги - маностат. 3. Первичный теплообменник. 4. Датчик температуры (аварийный). 5. Камера сгорания газа. 6. Расширительный бачок. 7. Электрод контроля наличия пламени. 8. Горелка. 9. Электрод поджига. 10.Циркуляционный насос. 11. Датчик температуры теплоносителя. 12. Блок поджига. 13. Байпас. 14. Газовый узел. 15. Датчик давления воды в системе отопления. 16. Теплообменник ГВС. 17. Трёхходовой клапан. 18. Датчик протока ГВС. 19. Фильтр ГВС. 20. Устройство подпитки водой системы отопления. 21. Предохранительный клапан системы отопления. 22. Кран слива воды. 23. Фильтр отопления.

A - Вход воды из системы отопления. B - Холодная вода. C - Выход воды в систему отопления. D - Выход ГВС. E- Газ.

Принцип работы двухконтурного котла отопления с двумя теплообменниками

Когда двухконтурный газовый котел отопления работает в режиме «отопление», в нем происходят такие процессы.

• Газовая горелка греет первичный теплообменник,
• Трехходовой клапан находится в положении, препятствующем попадание теплоносителя во вторичный теплообменник.
• Весь теплоноситель «уходит» в систему отопления, отдает там энергию радиаторам и возвращается в котел через обратную линию.

Работа двухконтурного газового котла в системе ГВС (горячего водоснабжения)

• Газовая горелка, нагревает первичный теплообменник,
• Теплообменник передает тепловую энергию циркулирующему (за счет насоса) в нем теплоносителю
• Трехходовой клапан находится в положении, препятствующем попадание теплоносителя во внешний контур системы отопления.
• Теплоноситель циркулирует через вторичный теплообменник, нагревая его.
• Водопроводная холодная вода, проходя через вторичный теплообменник, нагревается и «уходит» в линию горячего водоснабжения.

Преимущества котлов отопления с раздельными теплообменниками:

• Первичный теплообменник менее подвержены коррозии и образованию на нем налета (накипи), так как теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру и не меняет постоянно и существенно свой химический состав.
• Вторичный теплообменник более подвержен «нападению» «агрессивной» водопроводной воды. Соли, входящие в ее состав, со временем засоряют его, и теплообменник выходит из строя.

Это важно! При выходе из строя вторичного теплообменника есть возможность функционирования котла в режиме отопления. Так что без горячей воды - зато в тепле.

• Вторичный теплообменник дешевле в замене, чем битермический.

Недостатки котлов отопления с различными теплообменниками: более высокая стоимость в сравнении с битермическими.

Принцип работы двухконтурного газового котла отопления с битермическим теплообменником

При работе котла в режиме горячего водоснабжения газовая горелка прогревает теплоноситель, находящийся во внешнем контуре. А уже от него нагревается проточная водопроводная вода, находящаяся во внутренней трубе теплообменника.

Обратите внимание! Во время обеспечения котлом «поставки» горячей сантехнической воды циркуляция теплоносителя в системе отопления не происходит! Теплоноситель замыкается в контуре котла. Одновременная циркуляция жидкости в обоих контурах не должна происходить!

Преимущества котлов с битермическими теплообменниками: более низкая стоимость чем котлов с раздельными теплообменниками.

Недостатки: повышенная термическая «нагрузка» на теплообменник (нагрев теплоносителя и горячей воды).

Как продлить срок службы двухконтурных котлов?

Наибольший вред приносит режим обеспечения горячего водоснабжения, так как в этом случае через вторичный или битермический теплообменник циркулирует постоянно «новая» вода со своими солями и другими примесями, которые засоряют (накипь) теплообменник. Для более щадящего режима работы рекомендуется:

Видео: принцип работы, устройство двухконтурного газового котла

Полезная информация

Двухконтурные котлы - принцип работы

Двухконтурные настенные газовые котлы по праву занимают пальму первенства по востребованности на рынке газовых котлов.

Основной отличительной чертой двухконтурного котла является возможность выполнять две функции. Первая функция - нагрев воды для системы отопления, поддерживая в ней установленную температуру. Вторая функция - приготовление горячей воды для хозяйственных потребностей.

Модели, имеющие в своем составе два теплообменника, прекрасно справляются с поставленными им двумя задачами. Двухконтурные газовые котлы способны полностью обеспечить потребности в тепле, как квартиры, так и частного дома. Линейка мощностей двухконтурных котлов составляет от 12 до 35 кВт. Данный модельный ряд прекрасно справится с отоплением помещения площадью до 350 – 400 кв.м.

По приготовлению горячей воды, двухконтурный котел ни чем не уступает газовым колонкам по комфорту, скорости и объему приготовления горячей воды. Производительность приготовления горячей воды двухконтурных котлов составляет 8 – 12 литров в минуту.

Преимущество настенных двухконтурных котлов

• Экономичное потребление газа;
• Простой монтаж благодаря компактным габаритам и небольшому весу;
• Гидравлическая система двухконтурных котлов обеспечивает бесшумную работу котла;
• Настенный двухконтурный котел всегда скомплектован всеми устройствами для работы автономной системы отопления (циркуляционный насос, расширительный бак, система безопасности, электронный блок управления);
• Горячая вода с высоким комфортом благодаря второму теплообменнику;
• Простое обслуживание и управление котлом с возможность подключения внешних устройств;
• Множество вариантов использования котла за счет широкой линейки мощностей;
• Установка двухконтурных котлов настенного типа возможна практически в любом месте, для чего не требуются организации отдельного помещения.

Недостаток настенных двухконтурных котлов

• Невозможность выполнять одновременно две основные поставленные перед ним задачи. Двухконтурный котел не может одновременно готовить воду для хозяйственных целей и для системы отопления;
• Ограничение по приготовлению горячей воды. Вода для хозяйственных целей в двухконтурном котле готовиться в проточном режиме без возможности ее дальнейшей аккумуляции, как в одноконтурных котлах в связке с бойлером;
• Потеря воды при начальном нагреве. Для приготовления теплой воды требуется время от 30-60 секунд, на протяжении которых из крана будет идти холодная вода.

Устройство двухконтурного котла

• 2. запальный электрод
• 3. ионизационный контроль пламени
• 5. горелка
• 6. форсунка
• 7a. патрубок для измерения газа перед форсункой
• 7b. патрубок для измерения давления газа
• 14. фильтр для воды
• 19. регулировочный винт настройки на максимальную подачу газа
• 20. газ
• 21. газовый фильтр (присоединен к газовому вентилю)
• 31. ограничитель температуры
• 32. устройство контроля тяги
• 40. газовая арматура
• 42. цифровой дисплей
• 54. манометр
• 56. обратный контур отопления
• 57. ZW - холодная вода (ZS - обратная линия из змеевика бойлера)
• 58. ZW - горячая вода (ZS - подача теплоносителя в змеевик бойлера)
• 59. подающий трубопровод отопления
• 62. циркуляционный насос с воздухоотделителем
• 64. приводной электродвигатель 3-х ходового клапана
• 66. датчик температуры подачи в контуре отопления (NTC)
• 67. датчик температуры горячей воды (NTC)
• 68. датчик расхода воды
• 69. автоматический воздушный клапан
• 70. вентиль для наполнения азотом
• 71. расширительный бак
• 75. предохранительный клапан
• 76. байпас
• 77. 3-ходовой клапан
• 78. кран подпитки
• 79. пластинчатый теплообменник
• 80. регулятор расходуемой воды

Двухконтурные котлы по своему устройству не являются одинаковыми. Немаловажным фактором в устройстве двухконтурных котлов является устройство теплообменника.

Теплообменник котла - предназначен для передачи тепла, высвобождаемой при сгорании топлива. Теплообменник находится над газовой горелкой и при сгорании газа образуется тепло, которое передается на металлические стенки теплообменника. Внутри теплообменника находится жидкость, которая движется в замкнутом контуре системы отопления и передает тепло радиаторам, которые в свою очередь передают тепло помещению.

Двухконтурные котлы по устройству теплообменников можно разделить на два вида. Модели, которые комплектуются двумя теплообменниками, первичным и вторичным (пластинчатым). Второй вид двухконтурных котлов, которые комплектуются битермическим теплообменником.

Представляет собой теплообменник, сконструированный из медных труб и медных пластин. Для устойчивости к высокой температуре и защиты от коррозии поверхность первичного теплообменника покрыта защитным слоем. Основная функция первичного теплообменника передача тепла, образующегося от сгорания газа в горелке, к теплоносителю системы отопления.

– предназначен для передачи тепла от греющей среды теплоносителя к нагреваемой среде. Назначение вторичного теплообменника приготовление ГВС (горячего водоснабжения). Передача тепла осуществляется через тонкие пластины, за счет которых получил название пластинчатого теплообменника.

Конструктивно битермический теплообменник представляет собой трубу в трубе. Внутренняя труба теплообменника предназначена для приготовления ГВС, наружная для нагрева воды отопления.

Работа котла с различными теплообменниками

Для того чтобы разобраться в работе данных устройств, рассмотрим гидравлическую схему двухконтурного котла с первичным и вторичным теплообменником на примере котла Bosch GAZ 3000 ZW 24-2KE и гидравлическую схему двухконтурного котла с битермическим теплообменником на примере котла Bosch GAZ 4000 ZWA 24-2K .

• A. Подающая линия отопления
• B. Горячая вода ГВС
• C. Холодная вода ГВС
• D. Обратная линия отопления
• 1. Газовая горелка
• 2. Циркуляционный насос
• 3. Трехходовой клапан

Во время работы двухконтурного котла в режиме Отопления, газовая горелка (1) передает тепло первичному теплообменнику (5). Циркуляция жидкости обеспечивается за счет насоса (2). Трехходовой клапан (3) перекрывает попадание жидкости во вторичный теплообменник. Приготовленная теплая вода для системы отопления уходит через подающую линию отопления (A). Возвращается вода в котел для дальнейшего подогрева через обратную линию отопления (D).

В режиме работы котла на приготовление горячей воды, трехходовой клапан (3) перекрывает линию отопления (A). Теплая вода из первичного теплообменника движется во вторичный теплообменник (4). Холодная вода из водопровода (С) проходит через вторичный теплообменник, прогревается и попадает в линию горячего водоснабжения (B).

Преимущество использования двух раздельных теплообменников очевидны. В системе отопления, как правило, используется жидкость в виде обычной воды, которая в своем составе содержит соли кальция и магния. При повышении температуры воды, соли выпадают в осадок, образуя прочные отложения. Данные отложения засоряют стенки теплообменника, затрудняя движение воды, что в свою очередь уменьшает продолжительность срока службы всех гидроузлов.

Вода, проходящая через первичный теплообменник, движется по замкнутому кругу и не меняет своих химических свойств, тем самым менее подвергая теплообменник к коррозии и загрязнению. Вода, проходящая через вторичный теплообменник, имеет в своем составе соли, которые со временем образуют в теплообменнике накипь. С течением времени вторичный теплообменник может выйти из строя и потребует замены.

В случае внезапного выхода из строя второго теплообменника, котел свободно может работать в режиме отопления, а это не маловажный фактор, особенно в холодный период года. Так же замена вторичного теплообменника дешевле , в случае, если же менять полностью весь битермический теплообменник.

Единственных небольшим недостатком котлов с двумя раздельными теплообменниками является, то, что они дороже котлов с битермическим теплообменником.

Недостатком битермического теплообменника является двойная на него нагрузка, приготовление теплой воды для системы отопления, и для системы ГВС.

Преимуществом котлов с битермическим теплообменником является их относительно недорогая цена и удобство в приготовление теплой воды.

• A. Подающая линия отопления
• B. Горячая вода ГВС
• C. Холодная вода ГВС
• D. Обратная линия отопления
• 1. Газовая горелка
• 3. Циркуляционный насос

Когда котел работает в режиме ГВС, тепло сгораемых газов от газовой горелки передается теплоносителю, а затем контуру ГВС, при этом циркуляция в контуре отопления должна быть остановлена. Во время работы котла в режиме отопления тепло от продуктов сгорания передается теплоносителю. При работе котла в режиме ГВС тепло от продуктов сгорания передается неподвижному теплоносителю, а затем - контуру ГВС. Циркуляция жидкости не должна происходить одновременно в обоих контурах.

Профилактика двухконтурных котлов

При использовании двухконтурных настенных котлов для приготовления горячей воды рекомендуется следующее:

На входе холодной воды системы водоснабжения в котел установить механический фильтр (для уменьшения риска загрязнения теплообменника). Данный фильтр необходимо регулярно чистить или заменять, в зависимости от типа фильтра.

Для значительного уменьшения скорости образования накипи в теплообменнике преимущественно пользоваться водой при установленной температуре ГВС не выше 40-45С.

В зависимости от жесткости воды, от установленной температуры ГВС на котле и от количества используемой воды производить регулярную чистку теплообменника один раз в 2-7 лет. При достаточно жесткой воде целесообразно проводить чистку теплообменников 1 раз в 3 года.

Содержание

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.