Двухконтурный котел принцип работы

В каких режимах он может работать?

Существует два основных режима работы двухконтурного газового котла:

Зимний режим. Это полноценная работа всех систем агрегата — нагрев теплоносителя, подготовка горячей воды с заданными параметрами.
Летний режим. В теплое время года отопительный контур отключается, активным остается только нагрев ГВС.

Перевод из одного режима в другой производит сам пользователь, это стандартная процедура, не требующая вмешательства специалистов. Владелец сам решает, когда можно отключить отопление и кода его надо запускать.

При этом, подача горячей воды нужна круглый год, поэтому контур ГВС работает всегда, хотя, если в нем отпала необходимость, нагрев воды также можно отключить.

Существует еще один, защитный режим работы газового котла. Он предназначен для исключения замерзания теплоносителя в системе при понижении температуры до установленного предела.

В подобных ситуациях происходит запуск усиленной циркуляции, когда циркуляционный насос начинает гонять ОВ по системе с повышенной скоростью и не дает ей замерзнуть.

В российских условиях подобная функция весьма полезна и позволяет избежать серьезных проблем.

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.

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.

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.

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

Устройство двухконтурных котлов

Устройство газового котла состоит из нескольких деталей. Так, разные котлы с одинаковой скоростью могут отопить маленькое или большое помещение. Различаются еще по энергопотреблению. Из чего состоит котел и для чего нужны его составляющие будет подробно описано ниже.

Летом с ним не будет проблем. Один из контуров можно отключить в любой момент, чтобы он не работал в тот период времени, когда это не нужно. Подключение не особо отличается от одноконтурного. Различие в том, что нужно подключить трехходовой клапан вместо двух- и одноходового.

Автоматика

Автоматика, помимо энергосберегающих функций имеет ряд положительных характеристик:

отсутствие перегрева;
увеличение срока службы;
уменьшение шанса взрыва газа;
экономия электричества;
автоматизация работы агрегата;
краткий цикл работы;
отключение в случае непредвиденных ситуаций.

Горелка

Горелка является основой для нагревания воды. Она сжигает топливо и тем самым генерирует тепло

При выборе горелки для двухконтурного газового котла обращают внимание на следующие характеристики:

КПД — насколько эффективно сжигается газ;
низкая токсичность;
работоспособность датчика тепла;
бесшумность работы.

Коаксиальный дымоход

Дымоход необходим для выведения продуктов горения, в основном углекислого газа из котла. Плохая работа дымохода может привести к накоплению отходов в доме и к отравлению угарным газом.

Коаксиальный дымоход — это две трубы разного диаметра, находящиеся одна в другой. Пока одна труба с помощью специальных вентилятором вытягивает продукты горения, другая с помощью того же вентилятора втягивает воздух в необходимом количестве, чтобы происходило горение. Вывод такого дымохода может быть прямо в стене и занимать мало места. Такой дымоход исключает попадание продуктов горения в помещение, а также использует кислород исключительно за пределами здания.

Теплообменник

Теплообменник — это тот самый механизм, с помощью которого идет нагревание водяной отопительной системы. Несмотря на то, что тепло излучается именно горелкой, принцип действия направлен на сохранение и отдачу тепла во внешний ресурс. Грубо говоря, это механизма нагревания и сохранения тепла, высвобождаемого горением.

Циркулярный насос

Предназначен для равномерной передачи тепла. Чтобы было более понятно, в обычных системах отопления у источника тепла температура в комнате больше выше. Т. е в дальней комнате от котла должно быть холоднее, чем в прилегающих к нему. Этот насос гонит тепло в самые дальние участки, чтобы при его возвращении ушло меньше времени для нагрева и нового запуска по трубам.

Расширительный бак

Это дополнительное устройство для котла было выявлено и сконструировано с учетом физических свойств нагретых тел. Бак предусмотрен как увеличенная емкость для воды, а точнее ее нагрева. Каждое физическое тело при нагревании увеличивается, и, чтобы трубы не взорвались при большем объеме поступаемой энергии, был придуман отдельный резервуар для воды.

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.

Схемы отопления

Двухконтурные котлы работают только с закрытыми системами отопления с принудительной циркуляцией воды.

Фото 2. Схема подключения двухконтурного котла к системе отопления. Указаны основные элементы.

Такие системы состоят из:

Котла.
Расширительного бака мембранного типа. Он держит всю систему под определённым давлением — 1.2—2 атмосферы.
Группы безопасности. Она состоит из клапана и штуцера сброса пара. При закипании теплоносителя или слишком большом давлении излишки теплоносителя сбрасываются в систему канализации. Устанавливается в самом высоком месте системы, и служит для развоздушивания при заполнении теплоносителем.

Внимание! Отсутствие клапана сброса может привести к разрыву системы отопления, выходу из строя дорогостоящего котла

Системы труб и батарей для распределения тепла по всему дому.

Принципы работы разных видов систем

Выделяют три популярных вида компоновки:

Однотрубная. Батареи подключаются к одной трубе последовательно. Один конец трубы — подача, второй — приходит к котлу в виде обратки. Однотрубная система позволяет без труда отопить небольшой одноэтажный дом.
Двухтрубная. Нагретый в котле теплоноситель поступает в батареи отопления через трубу подачи, а остывшим возвращается по трубе обратки. Такая система уместна, если дом состоит из нескольких этажей или логически разделяется на секции по комнатам.
Тёплый пол. Эта система набирает популярность. Длинные трубки из тонкого пластика равномерными спиралями уложены в толщине стяжки пола. По трубкам циркулирует теплоноситель с невысокой температурой, и вся площадь пола постепенно греет помещение. Подключение разных комнат происходит через коллектор-гребёнку с терморегулирующими кранами. Если есть необходимость подключения тёплых полов и батарей, в систему ставится трехходовой клапан подмеса горячей воды.

Параметры

Планируя отопление частного дома, стоит обратить внимание на следующие характеристики систем отопления:

Мощность. Она рассчитывается с учётом теплопотерь здания и объёма воздуха.
Возможность регулировки температуры. Газовые двухконтурные котлы способны держать температуру теплоносителя в точно заданных пределах.
Энергонезависимость. Минус двухконтурных котлов — их зависимость от электричества. Работа блока управления, датчиков и насоса требует подключения тока с определёнными параметрами. Нивелировать этот минус способны автономные системы электроснабжения: блоки бесперебойного питания, солнечные панели, автономные генераторы с двигателями внутреннего сгорания.

Принцип действия

Работа в режиме обогрева

В данном режиме котел выполняет роль обогревателя. Одновременная работа по нагреву помещения и воды невозможна.

В качестве обогревающего устройства котел работает по такому же принципу, что и обычный проточный нагреватель. Сначала устройство включается и прогревается до заявленной температуры. Когда предел достигнут, прекращается подача газа. Если котел оснащен датчиком температуры, автоматика будет учитывать эти показания.

На работу горелки влияет и автоматика, измеряющая температуру уличного воздуха. Датчики позволяют использовать котел только в холодное время. Это существенно экономит электроэнергию.

Работающая газовая горелка генерирует тепло. Оно нагревает теплоноситель, который затем циркулирует по отопительной системе, обогревая помещение. Во время работы образуются продукты сгорания, которые удаляются двумя способами – с помощью вентилятора или самостоятельно. Нагрев воды отключен. За это отвечает трехходовой кран.

Работа в режиме нагрева воды

Контур водоснабжения активируется, когда пользователь поворачивает водопроводный кран. При подаче потока воды срабатывает трехходовой переключатель и включается нагревающая система. Одновременно зажигается газовая горелка, после чего из крана начинает течь теплая вода. Когда котел переводится в режим подачи горячей воды, отопительный контур выключается.

После выключения крана трехходовой клапан переводится в исходное состояние и отрезается вторичный теплообменник. Вся энергия направлена на отопительную систему.

Достоинства и недостатки двухконтурных котлов

Недостатки двухконтурного котла заключаются в следующем:

Двухконтурные газовые котлы обеспечивают жилое помещение горячей водой только в одной точке водоразборазбора.
Чтобы получить горячую воду в точке водоразбора, требуется после открытия крана ждать некоторое время. Сначала котлу необходимо время на подогрев воды (прибор переключается в режим ГВС, запускается горелка и выводится на необходимую мощность). Но чтобы получить горячую воду, необходимо слить холодную остывшую воду, которая находится в трубах, транспортирующих горячую воду от котла до крана.
Жесткость воды влияет на срок эксплуатации проточного теплообменника.

Но, несмотря на все свои недостатки, двухконтурные котлы пользуются большим покупательским спросом. Потребители ценят эти приборы за компактность, доступную стоимость, безопасность и несложный монтаж.

Двухконтурные котлы могут использоваться с дымоходом (атмо), а также работать без дымохода. При бездымоходном варианте (турбо) устанавливается коаксиальная труба, по которой для горения поступает воздух с улицы, также через коаксиальную трубу выводятся и продукты сгорания.

Приготовление горячей воды происходит в двухконтурных котлах по-разному. Большинство производителей данную функцию реализуют с помощью отдельного проточного теплообменника, при этом на время нагрева воды отключается отопление.

В некоторых двухконтурных котлах приготовление ГВС осуществляется с помощью совмещенного битермического теплообменика. Такая схема приготовления горячей воды более эффективна. Теплообменник в таких котлах имеет толстые стенки и сам по себе более мощный, чем в котлах с раздельным методом подогрева воды. Но если совмещенный теплообменник выйдет из строя, придется его полностью заменять.

На что обратить внимание при выборе устройства

Перед тем как выбрать котел газовый двухконтурный следует знать о недостатке установок, оснащенных трехпереходным клапаном: пока открыт кран ГВС, теплоноситель в систему отопления не поступает. В некоторых моделях этот недостаток компенсируется небольшой емкостью, предусмотренной в конструкции котлоагрегата.

Не следует забывать, что у котлов с битермическим теплообменником есть серьезный недостаток: при работе устройства с жесткой водой происходит быстрое образование накипи во внутренней трубке змеевика. При таком развитии событий можно остаться без горячего водоснабжения при работающей системе обогрева.

Перед тем как выбрать газовый настенный двухконтурный котел, необходимо определить, есть ли в помещении, предназначенном для установки устройства, дымоход и хорошая вентиляция. От этого зависит с какой камерой сгорания выбирать установку. Камера сгорания на котлоагрегатах может быть как открытого, так и закрытого типа.

В первом случае, воздух берется непосредственно из помещения, где установлен котел; для удаления угарного газа используется дымоход с естественной тягой. Во втором – подача воздуха и удаление угарного газа происходит по коаксиальному дымоходу при помощи встроенной турбины.

На что еще следует обращать внимание при выборе газовой отопительной установки настенного расположения? При покупке устройства всегда обращайте внимание на горелку, которая может быть атмосферной или модулируемой. Атмосферная – представляет собой трубу с отверстиями, через который выходит голубое топливо. Благодаря простоте конструкции устройство с такой горелкой сравнительно недорого

Модулируемая горелка делает котел значительно дороже, но она в автоматическом режиме поддерживает заданную владельцем температуру, обеспечивает экономию газа и снижает тепловую нагрузку на теплообменник

Благодаря простоте конструкции устройство с такой горелкой сравнительно недорого. Модулируемая горелка делает котел значительно дороже, но она в автоматическом режиме поддерживает заданную владельцем температуру, обеспечивает экономию газа и снижает тепловую нагрузку на теплообменник.

Совет: при выборе лучшего двухконтурного котла следует учесть не только конструктивные и эксплуатационные особенности устройства, но такие моменты, как расход топлива, эффективность и безопасность. Если вы не разбираетесь в системах отопления, то лучше перед покупкой той или иной модели, проконсультируйтесь с профессионалами.