Устройство и принцип работы газовых котлов

Двухконтурный газовый котел – это устройство, которое обеспечивает теплоносителем 2 контура, а именно отопительный контур и горячее водоснабжение (рис. 1). Принцип работы двухконтурного газового котла должен знать каждый, кто имеет в доме такое оборудование. Следует отметить основные функции этого устройства:

Конструкция прибора

Двухконтурный котел — это устройство, которое отапливает помещение и греет воду. Чтобы понять, как работает отопительное устройство, следует разобраться с тем, из чего оно состоит. В конструкции котла есть компоненты, отвечающие за нагрев теплоносителя и выполняющие переключение на контур горячего водоснабжения. При обеспечении стабильной работы всех деталей будет осуществлена бесперебойная эксплуатация устройства.

В схеме прибора вне зависимости от его разновидности есть следующие детали:

  • Горелка. Она устанавливается в камере сгорания. Является основной рабочей частью отопительной конструкции. Основная задача – нагрев теплоносителя и генерация тепла для работы водонагревательного контура. Чтобы поддерживались точная температура, оснащается системой электронной модуляции пламени.
  • Камера сгорания. Бывает открытой и закрытой. Представляет собой корпус для горелки. В закрытой камере имеется вентилятор, который разгоняет воздух и удаляет продукты сгорания. При работе дает небольшой шум.
  • Циркулярный насос. Обеспечивает циркуляцию носителя тепла по отопительной системе и контуру водонагревателя. Работает бесшумно.
  • Трехходовой клапан. Отвечает за переключение отопительного контура на водоснабжение и наоборот. Напрямую зависит от водопроводного крана.
  • Основной теплообменник. В этой части осуществляется нагрев теплоносителя. Устанавливается над горелкой в камере хранения.
  • Вторичный теплообменник. Отвечает за подготовку горячей воды.
  • Система автоматизации прибора. Датчики, установленные в нагревателе, контролируют параметры оборудования, отвечают за безопасность, активируют разные узлы, обнаруживают и исправляют ошибки и выполняют ряд других полезных функций.
Конструкция прибора

Вода подводится через специальную трубку в нижней части корпуса. Выводится также через патрубок, который соединяется с краном. Важно отметить, что во время работы теплообменник с водой не смешиваются.

В некоторых установках есть сдвоенный теплообменник. Принцип его работы остается неизменным, хотя конструкция немного отличается.

Устройство котлов Вайлант

Электрическая схема

Устройство котлов Вайлант

Рассмотрим устройство котла Вайлант, используя картинки и схемы из руководства по монтажу. Для правильной настройки при установке и устранению неисправностей, необходима принципиальная электрическая схема. На ней показано, куда именно подключаются все узлы устройства к электрической плате управления.

Электросхема для конкретной модели газового нагревательного аппарата может немного отличаться от стандартной. Чтобы сделать ремонт и отрегулировать конкретную модель, нужно использовать инструкцию по эксплуатации, которая идет в комплекте к каждому аппарату.

Устройство котлов Вайлант

Гидравлическая схема

На гидравлической схеме работы котла обозначены все узлы, которые проходит жидкость в процессе нагревания. Снизу расположены пять труб, по две на ГВС и отопление и одна, подающая газ.

Устройство котлов Вайлант

В правый крайний патрубок поступает охлажденный теплоноситель из отопительной системы. Жидкость проходит через трехходовой клапан, циркуляционный насос и поступает в первичный теплообменник. Там она нагревается и выходит через фильтр из левого крайнего патрубка в систему отопления. Если выставлен приоритет горячего водоснабжения, то она проходит через вторичный теплообменник, нагревая при этом воду для бытового пользования. Управляет направлением потока теплоносителя трехходовой клапан.

Во второй с правой стороны патрубок поступает холодая чистая вода, идет во вторичный теплообменник и оттуда уже нагретая выходит во вторую слева трубу.

Читайте также:  Выбор и монтаж электрического котла для отопления частного дома

Принцип работы котла и его составляющие

Такой агрегат оборудован несколькими типами горелок, с помощью которых поджигается топливо:

Принцип работы котла и его составляющие
  • Горелка. первый тип – здесь поджиг происходит от спичек либо от пьезозажигалки. Таким образом, поджигается запальная, то есть первая горелка. Эта горелка уже поджигает основную и та горит до тех пор, пока не срабатывает клапан, перекрывающий подачу топлива, который реагирует на сигнал термодатчика;
  • второй тип – здесь горелка зажигается от запального устройства, которым управляет определённый предохранитель, регулирующийся тем же тепловым датчиком.
  • Вентиляционная система. Так как котел изначально позиционируется, как энергонезависимый, то, безусловно, внутри него нет вентилятора, который бы работал за счет электричества и удалял продукты горения. Поэтому если монтировать такой котел, необходимо продумать, как будет осуществляться вентилирование за счет естественной воздушной циркуляции, для того чтобы угарный газ выходил наружу без остатка.
  • Принцип работы котла и его составляющие

    Еще к особенностям в работе таких устройств относится и тот факт, что они оснащены клапанами, которые срабатывают, как предохранительные. На них возложена функция отслеживания давления в самой системе. В тот момент, когда давление внутри контура достигает критической отметки, клапан устанавливается механически в открытое положение и излишки сбрасываются.

    Вам будет интересно >> Экономичный газовый котел

    Принцип работы котла и его составляющие

    Контроль пламени осуществляется мультитермапарой или просто термапарой. Это устройство расположено таким образом, что оно, в любом случае, оказывается внутри пламени и может осуществлять свою прямую функцию.

    Такая система, как автоматически срабатывающий клапан и термометр, предотвращают перегревание жидкого теплоносителя внутри контура. На выходе из агрегата термометр измеряет температуру жидкости и, как только показывается критическая температура, то сразу же передается сигнал, и клапан перекрывает доступ топлива. Но если температура падает, то снова подается сигнал, но уже на открытие, и горелка вновь зажигается.

    Принцип работы котла и его составляющие

    Двухконтурный газовый котел принцип работы

    Такой котел, как показано на рисунке, имеет в своем составе:

    • горелку (1);
    • насос (2);
    • клапан (3);
    • теплообменник вторичный (4);
    • теплообменник первичный (5);
    • магистраль отопления подающая (А);
    • горячий теплоноситель (В);
    • холодный теплоноситель ©;
    • магистраль отопления обратная (D).
    Двухконтурный газовый котел принцип работы

    Чтобы понять принцип работы газового котла отопления, рассмотрим его работу в разных режимах. Когда котел работает только на отопление, горелка (1) нагревает теплообменник (5). Движение теплоносителя обеспечивает насос (2). Клапан (3) предотвращает попадание теплоносителя во вторичный теплообменник, поэтому он уходит в магистраль отопления (A). Чтобы обеспечить дальнейший подогрев, теплоноситель через обратную магистраль отопления (D) подается обратно в котел .

    При подаче горячей воды работа двухконтурного газового котла выглядит так: клапан (3) перекрывает магистраль отопления (A). Теплоноситель из теплообменника (5) подается в теплообменник (4). Холодный теплоноситель из магистрали ©, проходя теплообменник вторичный, нагревается и поступает в магистраль горячего снабжения (B).

    Целесообразность использования сразу двух теплообменников очевидна. В случае порчи второго теплообменника, газовый котел всеравно может работать на отопление, что очень важно в холодное время года. Кроме того, замена вышедшего из строя теплообменника вторичного намного дешевле, нежели менять целый теплообменник.

    Двухконтурный газовый котел принцип работы

    Достоинства и недостатки газовых отопительных систем

    Специалисты выделяют широкий список преимуществ отопления природным газом:

    1. Экономичность и выгода. Топливо стоит относительно недорого, система обладает высоким КПД.
    2. Возможность отопления больших домов. При подборе агрегата правильной мощности, не будет проблем с отоплением значительных площадей, объектов любой этажности.
    3. Автоматическая система контроля. Участие человека в обслуживании устройств сведено к нулю. Комплект автоматики отключит горелку при прерывании подачи газа, при возобновлении питания, пламя снова зажжется. В продаже предложены модели систем автоматики и контроля с возможностью установки разных режимов прогрева, дистанционным управлением и другими функциями.
    Читайте также:  Варианты установки отопления деревянного дома

    Совет! Для обслуживания сети отопления и раздачи ГВС рекомендуется покупать двухконтурные агрегаты.

    Достоинства и недостатки газовых отопительных систем

    Недостатки сетей:

    • Монтаж газового отопления потребует значительных вложений. Для получения разрешения составляется проект с учетом формы, площади строения и других нюансов, выбирается определенный тип котла и многое другое. Все этапы работ, вплоть до запуска сети в эксплуатацию, выполняются специалистами.
    • Обязательно обустройство системы слежения за утечкой газа. Контролирующий блок подключается к сети питания, система является энергозависимой.
    • Формирование котельной. Настенные устройства допустимо монтировать в жилых помещениях, напольные – только в отдельной комнате с проведенной вентиляцией, трубопроводом подачи воды и отвода стоков, отдельным выходом, окном.
    • Регулярный осмотр и профилактика. Изменения в работе горелки снижают КПД, появляется копоть.
    • Устройства с открытой горелкой не считаются пожаробезопасными, потому рекомендуются для установки в домах площадью от 100 м2.

    Важно! Перебои с давлением в магистрали подачи топлива быстро выводят из строя зарубежные котлы.

    Вариант обвязки с буферной емкостью

    Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).

    Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.

    Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

    Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.

    Для справки. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.

    Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, потребуется мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.

    Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:

    Инструкция по эксплуатации

    Тут сложно дать конкретные рекомендации, обусловлено это тем, что рекомендации у каждого производителя свои. Но есть несколько общих правил, которые необходимо выполнять для нормальной работы вашего котла. Во-первых, между трубопроводом и теплообменником имеется специальный фильтр. Так вот, периодически его нужно чистить или менять. Как часто это делать, узнайте в паспорте. Еще одно требование – следить за давлением в системе. В большинстве случаев оно не должно падать ниже 0,5-0,75 Бар. Если показатель ниже, необходимо добавить воды в систему, если выше, то наоборот, спустить определенное количество носителя. Зачастую имеется два клапана, а также манометр, показывающий давление. Если стрелка находится в зеленой зоне, то все нормально. Есть одна хитрость, которая заключается в уменьшении количества накипи в системе. Заключается в том, чтобы не повышать температуру носителя выше 45 градусов по Цельсия. При повышении происходит распад солей и других элементов, которые образуют плотный налет.

    Инструкция по эксплуатации

    Конденсационные и конвекционные приборы

    Двухконтурные газовые котлы могут работать по двум принципам:

    • Конвекция;
    • конденсация.

    Принцип работы газового конвекционного агрегата заключается в выделении пара от сгорания газа, который в дальнейшем выводится через систему отвода продуктов сгорания. А вот конденсационные модели работают иначе. Они имеют дополнительную камеру сгорания, в которую поступают отработанные пары от горения топлива. Там они еще подогреваются до определенной температуры, а далее нагревают вторичный теплообменник. Вторичный теплообменник предназначен для контура горячего водоснабжения.

    Что касается, конвекционного принципа работы котла то он проще и легче в управлении. Так как пар выходит в дымоход, то конденсат не образуется внутри, а значит и минимальные шансы образования коррозии. Конденсационные котлы имеют показатель КПД выше, так как есть в комплектации дополнительная камера сгорания.

    Конденсационные и конвекционные приборы

    Двухконтурные газовые котлы могут работать по двум принципам:

    • Конвекция;
    • конденсация.

    Принцип работы газового конвекционного агрегата заключается в выделении пара от сгорания газа, который в дальнейшем выводится через систему отвода продуктов сгорания. А вот конденсационные модели работают иначе. Они имеют дополнительную камеру сгорания, в которую поступают отработанные пары от горения топлива. Там они еще подогреваются до определенной температуры, а далее нагревают вторичный теплообменник. Вторичный теплообменник предназначен для контура горячего водоснабжения.

    Что касается, конвекционного принципа работы котла то он проще и легче в управлении. Так как пар выходит в дымоход, то конденсат не образуется внутри, а значит и минимальные шансы образования коррозии. Конденсационные котлы имеют показатель КПД выше, так как есть в комплектации дополнительная камера сгорания.

    Слабые места двухконтурного котла

    Конечно, иметь многофункциональный аппарат, способный нагревать воду и отапливать помещение одновременно – очень выгодно. Такие устройства не занимают много места, и нагрев теплоносителя в целом выходит дешевле. Но при всех имеющихся плюсах данные приспособления не лишены минусов.

    Насколько бы двухконтурные газовые котлы отопления не были хороши, недостатки существуют, и они заключены в следующем:

    Невзирая на перечисленные недостатки, этот вид котлов пользуется популярностью среди потребителей. Благо, даже на качественные двухконтурные газовые котлы цены вполне приемлемы. Покупать их стоит тем, у кого в доме отсутствует горячая вода и нет места для установки бойлера. Если в доме предусмотрено снабжение горячей водой, решить вопрос с отоплением можно с помощью одноконтурного котла.

    Кстати, котел должен периодически прочищаться от сажи, а теплообменник нужно очищать от накипи.

    Хорошими показателями отличаются газовые чешские котлы отопления, надежность в роботе которых проверили на себе тысячи пользователей. Неплохой популярностью у наших соотечественников пользуется котел белорусско-итальянской фирмы «Альфа-Колор». Доступный экземпляр в соотношении цена-качество газовый котел Альфа Колор имеет достаточно много положительных отзывов, что свидетельствует о его надежности и эффективности.

    В частных загородных домах, которые обычно невозможно подключить к централизованным каналам коммунальных услуг, чаще всего применяются автономные системы отопления. Использование в качестве теплового агрегата двухконтурного газового котла позволяет решить сразу две задачи: обеспечить обогрев необходимых помещений и снабдить потребителей горячей водой.