Двухконтурные газовые котлы - устройство и принцип действия

Наибольшее применение отопительная техника находит в частных коттеджах, которые не подключены к системе горячего водоснабжения и имеют автономное отопление. Жителям таких домовладений приходится приобретать либо отопительные электрические котлы с электрическим водонагревателем, либо твердотопливные котлы, либо двухконтурные газовые котлы.

В данном случае преимущество на стороне последних, что обусловлено их конструктивными особенностями и как следствие возможностью приготовления необходимых объемов горячей воды в кратчайшие сроки. Постараемся объяснить принцип работы двухконтурного газового котла с тем, чтобы можно было сделать правильный выбор.

Виды котельного оборудования

Современная котельная техника представлена в большом ассортименте. Она не только имеет различных производителей, но и существенные конструктивные и функциональные отличия. Если рассматривать газовые аппараты, то они бывают

настенные
напольные

Причем каждый из видов содержит различные модели. В зависимости от конструктивных особенностей они могут быть:

одноконтурные
двухконтурные

Если первые применяются исключительно для отопления помещений, то функционал у вторых позволяет осуществлять приготовление горячей воды в необходимом количестве. Причем данная способность ни в коей мере не отражается на обогреве помещения.

Устройство газовых аппаратов

Все отопительные котлы имеют одинаковые основные узлы и различаются, как правило, в деталях. Если рассматривать их чертежи, то все они состоят из теплоизолированного корпуса, внутри которого находятся:

теплообменник
горелка
автоматика

Что касается горелки, то ее форма и конструкция различаются у аппаратов работающих на разных видах топлива. Например, в газовых моделях она представляет собой камеру, в которой происходит сгорание топлива с выделением тепла и продуктов окисления.

Ее основная функция – это выработка энергии, необходимой для обогрева теплоносителя.Над горелкой располагается теплообменник – это емкость с теплоносителем.

Поднимающиеся вдоль его стенок продукты сгорания передают тепло воде, которая затем распределяется по трубам системы отопления. При этом охлажденные продукты сгорания поступают в дымоход и выводятся наружу.

В зависимости от конструктивных особенностей устройства для передачи тепла различают аппараты:

сдвумя теплообменниками (основной теплообменник на отопление + вторичный пластинчатый теплообменник на ГВС )
с битермическим теплообменником ( в одном теплообменнике расположены два контура - на отопление и на ГВС )

Рассмотрим особенности каждого из них. Сдвоенный теплообменник состоит из двух. Один – для контура отопления, он состоит из медных труб и пластин, поверхность которых покрывается специальным защитным слоем, предохраняющим от коррозии. Его основная функция – это передача тепла.

Второй – осуществляет приготовление ГВС. Он состоит из пластин, они передают тепло в нагреваемую среду. За свою конструкцию он получил название – пластинчатый.

Битермическое устройство передачи тепла – это труба в трубе. Причем внутренняя ее часть используется для приготовления горячей воды, а наружная – для обогрева помещения.

Не малое значение для газовых аппаратов играет и вариант розжига. Это устройство отвечает за горение топлива. Розжиг может быть двух видов:

электрический
пьезо

При этом необходимо учитывать и поступление воздуха в камеру сгорания. Существует несколько вариантов. Для открытых – воздух подается из помещения. В закрытых камерах могут использоваться как естественная, так и принудительная вентиляция.

Из устройств, обязательно используемых в большинстве газовых аппаратов, осталось рассмотреть автоматику. Она контролирует работу всех узлов аппарата и в последних моделях выполнена на микропроцессорных системах. Это позволяет управлять работой устройства, задав необходимую программу, все остальное выполняется автоматически.

Принцип действия

Устройство двухконтурного газового котла позволяет ему работать в двух режимах:

отопления
приготовления ГВС

В первом случае осуществляется нагрев теплоносителя, находящегося внутри теплообменника. В его качестве выступает обычная вода. В зависимости от того, насколько горячей она должна быть на выходе и производится подогрев – от 35 до 80º С.

Режим отопления запускается термостатом, реагирующим на изменение температуры в помещении. При ее снижении он передает сигнал на запуск насоса, который создает разрежение в обратном трубопроводе. Данный процесс приводит к тому, что нагретая в теплообменнике вода поступает в систему отопления, при этом учитывается давление, если оно более 0,45 бар, то происходит замыкание контактов реле и розжиг горелки, которым управляет микропроцессор.

Далее котел начинает работать на минимальной мощности, постепенно увеличивая ее до максимальной. Если на каком-то этапе произойдет нагрев теплоносителя до заданной температуры, аппарат переходит в режим модуляции. В случае, когда на начальном этапе мощность оказывается высокой, электроника отключает горелку и допускает ее очередной розжиг только через 3 минуты.

Камера сгорания – это металлическая емкость, покрытая слоем теплоизоляционного материала, над которой располагается медный теплообменник. При этом горелка располагается в нижней ее части. Она зажигается автоматически в момент. Когда нужен подогрев воды. Вместе с ней включается и насос, используемый для принудительной циркуляции теплоносителя по трубопроводу системы.

При достижении заданных параметров происходит автоматическое уменьшение подачи газа и переход аппарата в режим ожидания. При последующем понижении температуры с термодатчика поступает сигнал на клапан, который открывается и пропускает топливо в большем объеме, что приводит к розжигу горелки.

Для предотвращения попадания воды во второй контур используется трехходовой клапан. Подогретый теплоноситель подается в систему отопления из котла через подающую линию, а возвращается через обратную.

Так как вода в первом теплообменнике движется по замкнутому контуру, то она практически не образует налета. Во втором – происходит подача жидкости из трубопровода которая имеет большое количество примесей, что может привести к поломке устройства. При выходе из строя контура ГВС устройство может эксплуатироваться в режиме отопления, что актуально в холодное время года.

Работа устройства в режиме ГВС

В теплое время года, когда отсутствует необходимость обогрева помещения, котел может быть включен на летний режим. В этом случае будет функционировать только контур ГВС.

Принцип работы газового двухконтурного котла в этом режиме следующий: трехходовой клапан перекрывает линию отопления, и теплоноситель из первичного теплообменника подается во вторичный.

Проходя через него, холодная вода нагревается и попадает в контур ГВС. Данный процесс запускается при помощи реле давления, которое замыкается при расходе воды, превышающем 2,5 литра.

Сначала автоматически подается команда на розжиг горелки, а затем открывается газовый клапан и постепенно мощность увеличивается до максимальной. Аппарат работает в заданном режиме, пока не произойдет нагрев воды, а потом переходит на этап плавного регулирования.

Причем горелка настраивается автоматически на расходуемое количество жидкости. Ее выключение происходит при превышении температуры на 5º С, а включение – при понижении на 1º С.

При эксплуатации в данном режиме контур отопления отключается и тепло от горелки передается неподвижному теплоносителю, а через него в контур ГВС.

Выгодно и удобно

Рассмотрев принцип работы и устройство двухконтурных газовых котлов можно сделать вывод относительно их применения:

во-первых, они позволяют сэкономить средства и избежать приобретения водонагревательного оборудования
во-вторых, даже при выходе из строя вторичного контура могут работать в режиме отопления, что позволяет использовать их в холодное время года
в-третьих, замена этого контура будет стоить дешевле, чем ремонт аналогичного битермического узла.

Следовательно, использование двухконтурного газового котла не только удобно с точки зрения его функциональности, но и выгодно.