Принцип работы двухконтурного настенного газового котла отопления. Основные положения принципа работы двухконтурного газового котла

15.04.2019

Газовые котлы чаще всего свое применение находят в частных домах, которые не подключены к централизованным отопительным сетям. Поэтому собственникам приходится заботиться о температурном режиме внутри дома и об организации системы горячего водоснабжения самостоятельно. Отсюда и популярность автономного типа отопления, где двухконтурные газовые котлы нашли свое применение. Это уникальные агрегаты, с помощью которых работает и отопление, и система ГВС. Поэтому в этой статье нам хотелось бы разобраться с некоторыми вопросами: двухконтурный газовый котел – принцип работы, устройство и модельный ряд.

Классификация

Начнем именно с модельной линейки, в основу которой вкладывается способ установки отопительного агрегата. Здесь, как и во всех других видах, всего лишь две позиции:

Напольные.
Настенные.

Первый вариант – это газовые котлы, обладающие высокой мощностью. Их используют чаще всего в домах с большими размерами (многоэтажность также учитывается). Они сами по себе имеют большие габариты и достаточно высокий вес. Под них обязательно заливается надежный фундамент, но существует определенный ряд требований к их установке. Если есть необходимость отапливать дом площадью больше 200 м² и потребностью в горячей воде не меньше 14 л/мин, то напольный газовый котел — оптимальное решение. В остальных случаях используются настенные конструкции.

Настенный вариант

Настенные котлы – это компактные устройства с небольшой массой изделия. Соответственно у них небольшая мощность. Но именно эти приборы можно назвать мини котельными. Почему? Производители в их комплектацию сразу вносят и циркуляционный насос, и расширительный бачок. То есть все приспособления находятся внутри корпуса котла. С одной стороны, это удобно, потому что уже сам производитель квалифицированно и точно подсчитал необходимые параметры дополнительных приборов. А это очень важный момент. Но с другой стороны такие газовые котлы являются энергозависимыми, так что придется дополнительно оплачивать счета за электроэнергию. К тому же срок службы газового котла этой категории меньше.

Типы двухконтурных газовых котлов

В этой классификации учитывается чисто конструктивная особенность камеры сгорания. Поэтому двухконтурные котлы делятся и в данном случае на две группы:

С открытой камерой сгорания.
С закрытой.

Чем они отличаются друг от друга? В первом случае это полная энергонезависимость. Не самый плохой показатель, потому что, что греха таить, отечественные электрические сети в загородных поселках не могут похвастаться постоянством подачи электроэнергии, да и напряжение все время скачет, особенно зимой. Если говорить о настенных приборах, то это самое дешевое изделие на сегодняшний день. Но и в случае с настенным образцом, и с напольным вам придется выдерживать достаточно строгие требования, касающиеся правил и норм пожарной безопасности и организации системы вентиляции.

Напольный вариант

С газовыми котлами с закрытой камерой сгорания требования не такие уж и жесткие. Но у них один большой минус – они зависимы от электроэнергии, потому что котлы данной группы являются обладателями самой современной автоматики, которая без электричества не работает. Зато есть и достаточно большой плюс – нет необходимости организовывать под них отдельную котельную или топочную. Такие котлы можно установить, к примеру, на кухне, в ванной комнате, в кладовой. К тому же их презентабельный внешний вид прекрасно впишется в любой интерьер помещения.

Устройство

Если рассматривать устройство газового котла (двухконтурного), то его отличает от одноконтурного только дополнительный теплообменник, который используется для системы горячего водоснабжения. Все остальное в них одинаково, а это теплоизоляционный корпус, горелка и система автоматики, которая контролирует и регулирует происходящие внутри агрегата процессы.

Внутреннее устройство

Но именно второй теплообменник делает конструкцию прибора сложнее.

Во-первых, чаще всего принцип работы двухконтурного газового котла основан на нагреве первого теплообменника в камере сгорания топлива, а второго в дополнительной камере, где нагрев прибора осуществляется топочными газами, которые переходят в дымоход.
Во-вторых, именно это физическое действие, когда газы покидают первую топку, является основополагающим в конструкции агрегата. То есть первая камера сгорания находится снизу, вторая сверху. Существуют модели, где обе камеры находятся на одном уровне, но в этом случае производитель использует сложную конструкцию отводящих каналов. А это снижает мощность газового котла в плане выработки горячей воды для системы ГВС.

Кстати, хотелось бы сделать небольшое отступление, которое касается материалов, из которых изготавливаются теплообменники. Обычно те устройства, которые работают на отопление, изготавливаются из более прочных материалов. Это чугун или сталь. А вот вторые должны обладать более высоким показателем теплопроводности, потому что во второй камере температура отводящих газов меньше по номиналу. Поэтому здесь используют медные или алюминиевые теплообменники. Редко из нержавейки.

Хотя в напольных двухконтурных газовых котлах не редко можно встретить оба теплообменника или из чугуна, или из стали. Скорее всего это продиктовано характеристиками газовых котлов этого типа, где учитывается не только температурный режим внутри камер сгорания, но и потребляемой мощностью газового котла. Чем она выше, тем больше температура должна быть на теплообменниках. Хотя объем этого узла также будет играть немаловажную роль.

Внимание! Хотелось бы отметить, что теплообменники для системы ГВС настенных моделей чаще всего – это змеевики из меди или алюминия. Таким образом, уменьшается себестоимость изделия, но в тоже время увеличивается плоскость нагрева воды.

Котел с коаксиальным дымоходом

Дополнительные требования

Итак, принцип работы двухконтурного газового котла для отопления и ГВС нам понятен. И мы думаем, что на вопрос, который волнует многих потребителей, как работает двухконтурный газовый котел, мы ответили полностью. Но существует еще несколько дополнительных параметров, обойти стороной которые мы не можем.

Начнем с одного очень важного узла – это дымоход. Так как в нашей модельной линейке присутствуют два вида: с открытой и закрытой камерой сгорания, то можно для каждого из них использовать разные дымоходы. Для закрытой камеры хорошо подойдут коаксиальные трубы, для открытой — обычные. Важный момент – это размеры дымохода для газового котла. В первую очередь вас должен интересовать его диаметр или сечение. Здесь очень важно точно соотнести мощность агрегата – диаметр и длину отводящей трубы. Обычно производитель это соотношение показывает в паспорте изделия, где указаны размерные параметры самого газового котла.

Внимание! Диаметр выходящего патрубка должен быть меньше внутреннего диаметра дымохода. Это основа основ правильно подобранной конструкции. Если вы ее будете придерживаться, то ошибиться с подбором трубы будет сложно.

Технические характеристики с учетом расхода топлива

Расход топлива

Как правильно определить расход газа в газовом котле? Многие могут сказать, что это очень странный вопрос.

Во-первых, такие показатели обычно указываются производителем в сопроводительных технических документах.
Во-вторых, это можно определить чисто практическим способом, установив на котле счетчик газа.

Но нас интересует совершенно другой вопрос. Ведь не редко в настоящее время газовое оборудование приобретают владельцы частных домов, где магистрального газа и нет в помине. Они пользуются баллонным газом. И вот тут наш вопрос будет очень даже актуальным. Скажем так, что расход пропана в газовом котле обычно меньше, чем магистрального. Почему?

Баллонный сжиженный газ всегда подается на горелку с одинаковым давлением. Никаких скачков и перепадов.
Он очищается на заводе по максимуму, так что при его сжигании количество несгораемых частиц минимально. А это высокий коэффициент полезного действия самого отопительного оборудования.

Пожалуй, достаточно, чтобы дать высокую оценку данному виду топлива. Кстати, тот, кто решил установить газовое оборудование в своем доме, которое будет работать на сжиженном газе, должен обязательно понять, как работает газовый котел отопления именно на этом топливе. Принцип работы тот же, а вот обслуживание усложняется. Все дело в баллонах, которые придется вручную менять. И это самое сложное, все остальное делает автоматика.

Схема трубного подсоединения

Расход электроэнергии

В устройстве энергозависимых газовых котлов отопления двухконтурного типа используется система автоматики. Об этом уже выше упоминалось. Так вот многих интересует вопрос: а сколько газовый котел потребляет электроэнергии, будет ли это сильно влиять на финансовое положение семьи?

Многие из нас знают, что все газовые котлы бывают двух типов: одноконтурные и двухконтурные. Если функция первых ограничивается лишь отоплением, то вторые могут не только обогревать помещения, но и обеспечить их горячей санитарно-технической водой. Большинству известно, как работает одноконтурный котел: после нагрева в теплообменнике вода направляется в систему отопления и уже там выделяет тепло, которое и идет на обогрев помещения. Двухконтурный котел несколько отличается от него.

Устройство двухконтурного газового котла

Основу конструкции подобного газового котла, устройство которого является стандартным, образуют два контура и теплообменник. Первый из них выступает элементом отопительной системы, формируя замкнутый контур. Когда происходит запуск отопительной системы, вода не идет во второй контур, что достигается за счет применения особого клапана.

В момент поворачивания ручки крана ГВС задействуется клапан, который перекрывает доступ воды в отопительную систему. В результате этого она начинает течь в контур ГВС. Нагрев воды, содержащейся во втором теплообменнике, осуществляется за счет воды в первом теплообменнике, откуда она и начинает поступать в кран. В момент возвращения ручки крана ГВС в начальное положение, клапан также прекращает свою работу.

Для большинства потребителей довольно сложно понять, газовый котел какого типа для них станет оптимальным выбором. Чтобы упростить эту задачу, следует вначале выяснить, какими особенностями они обладают. Это можно понять, уделив внимание следующим моментам:

принцип работы;
тип камеры горения;
исполнение.

Все газовые котлы могут быть классифицированы на два типа исходя из принципа их работы:

конвекционные;
конденсационные.

Первые характеризуются тем, что удаление водяного пара, который возникает во время сжигания топлива, происходит одновременно с продуктами сгорания.

Конденсационные газовые котлы немного отличаются от конвекционных в этом плане. Прежде чем покинуть котел, продукты сгорания и пар поступают в теплообменник, в котором пар превращается в конденсат. Все это сопровождается образованием определенного количества тепловой энергии.

Среди достоинств, которыми обладают конвекционные газовые котлы, главными следует назвать более простую конструкцию и отсутствие ограничений в отношении применения дешевых материалов. Это связано с тем, что здесь не возникает конденсата , а также коррозии, которую он может вызвать. Все это позволяет уменьшить его стоимость. Важным плюсом можно назвать и то, что естественной тяги в дымоходе оказывается достаточно для того, чтобы эффективно удалять продукты сгорания.

Говоря о достоинствах конденсационных котлов, следует отметить, что они способны повысить свой КПД практически в два раза за счет тепла, которое выделяет пар. Среди недостатков следует отметить то, что их использование вынуждает доводить до определенных требований всю систему отопления. Для образования конденсата необходимо обеспечить низкую температуру в теплообменнике, где и происходит конденсация.

По этой причине следует позаботиться, чтобы перед попаданием в него вода основательно остыла. В связи с этим, чтобы поддерживать в помещении необходимый тепловой режим, в нем должны быть установлены крупногабаритные и дорогие радиаторы. Если конденсационный двухконтурный газовый котел, устройство которого не содержит сложных элементов, подключить к системе, состоящей из традиционных радиаторов, то ему не удастся демонстрировать КПД больше того, который указан в паспорте.

Газовые котлы отличаются друг от друга и типом используемых камер, которые могут быть открытыми и закрытыми. Причем конвекционные котлы могут предусматривать любую из них. Что касается конденсационных котлов, то в них используются лишь закрытые.

Если газовый котел оснащен открытой камерой, то воздух в нее будет поступать из помещения , где установлен котел. Для удаления продуктов сгорания предусмотрен дымоход. Причем они выводятся за счет естественной тяги. Не лучшим решением является размещение котла с подобной камерой в помещении, где уже имеется отопительный прибор. Если оно будет плохо проветриваться, то это приведет к дефициту кислорода. Также нужно помнить о том, что существует опасность попадания в комнату продуктов сгорания.

При использовании газовых котлов с открытой камерой следует выделить для них специальное помещение. Причем желательно, чтобы в них был установлен вертикальный дымоход. Этот вариант привлекателен меньшими затратами на покупку оборудования.

Если рассматривать газовые котлы с закрытой камерой, то здесь для удаления продуктов сгорания из камеры используется электровентилятор. Причем они выводятся через коаксиальный дымоход , выполненный в виде конструкции, в которой одна труба помещена в другую. Внешняя труба служит для нагнетания воздуха в камеру сгорания, а внутренняя - для удаления. Этот дымоход может иметь не только горизонтальное, но и вообще любое размещение, которое соответствует конкретному помещению.

Важным достоинством подобных котлов является отсутствие необходимости в выделении специального помещения для установки. К тому же они имеют более высокий КПД. Из серьезных минусов стоит отметить то, что для работы подобного оборудования требуется электросеть , а также они имеют более высокую стоимость.

Продолжая рассматривать двухконтурные газовые котлы и устройство, перейдем к наиболее распространенной категории этого оборудования. В зависимости от исполнения выделяют такие типы, как:

напольные;
настенные.

Достоинством последних являются небольшие размеры, а также то, что они могут быть установлены даже на кухне. Что касается напольных моделей, то они нуждаются в отдельном помещении , да и стоимость их выше. Использование в их конструкции теплообменников из чугуна обуславливает тот факт, почему они уступают по мощности и надежности настенным котлам.

Использование двухконтурных систем отопления

Чтобы котельное оборудование демонстрировало эффективность в работе, важно правильно рассчитать мощность для отопления и производительность по ГВС. Лучше всего, если эту работу выполнят опытные специалисты. Однако, существует схема, ориентируясь на которую и сам владелец может получить приблизительное представление о подходящем параметре. Главное, о чем нужно помнить - чтобы котел эффективно отапливал помещение, на каждый квадратный метр площади должно приходиться около 100 Вт мощности.

Это правило действует тогда, когда рядом с выбранным помещением не располагаются по соседству неотапливаемые помещения, его высота ограничена 3 м, а количество окон небольшое. При несоответствии любого из этих параметров оптимальной будет считаться мощность порядка 150 Вт на 1 кв. м. Чтобы узнать мощность, которую должен иметь котел, нужно перемножить это значение с площадью помещения.

Также у владельца есть возможность самостоятельно рассчитать производительность по ГВС, которую должно иметь выбираемое оборудование. Нужно исходить из того, что в течение часа из обычного водопроводного крана вытекает около 400 л горячей воды. Чаще всего техпаспорт на котел содержит сведения о производительности, обозначаемой в л/мин. Значение 400 литров в час означает, что за одну минуту из крана вытекает 6,6 л.

При наличии в доме лишь одной точки ГВС котел с подобной производительностью сможет удовлетворить все ваши потребности. Когда таких точек не менее двух, то для расчета необходимой производительности значение для одной точки ГВС следует перемножить с общим их количеством в доме.

Типы котлов

Многие модели двухконтурных котлов настенного типа позволяют отапливать помещения, чья общая площадь не превышает 200 кв. м. При этом их производительность ГВС обычно не превышает 14 л/мин. Если владелец потребляет воды больше указанного значения, то ему сможет помочь лишь напольный вариант.

Если с поставленной задачей смогут справиться и напольный, и настенный котлы, то выбор можно остановить на следующих вариантах:

Настенный котел с открытой камерой сгорания

Этим моделям крайне редко отдают предпочтение потребители. Те, кто их покупает, ориентируются не на принцип работы двухконтурного газового котла, а на их низкую стоимость. Как мы помним, котлы с открытой камерой сгорания не зависят от источника энергии. Поэтому этот вариант станет отличным выбором для потребителей , если в месте их проживания отключения электроэнергии - частое явление.

Напольный котел с открытой камерой сгорания

Помня о том, что для котла с открытой камерой сгорания необходимо отдельное помещение , лучше всего, если это будет напольный вариант. Обладая несложным принципом работы, двухконтурный котел этого типа оснащается чугунными теплообменниками, которые обладают повышенной прочностью и лучше противостоят коррозии. По этой причине они демонстрируют повышенную надёжность, что позволяет им служить дольше обычного.

Настенный котел с закрытой камерой сгорания

Именно подобное котельное оборудование и получило наибольшее распространение. Это связано с их небольшими размерами, а также красивым внешним видом, который имеет газовый котел. Принцип работы полностью аналогичен большинству моделей с двумя контурами. Подобные модели стали доступны отечественному потребителю не так давно. Таким образом, каждый из них создан с использованием самых современных технологий.

Однако, этот фактор создает немало проблем. Сложной электронной начинке не под силу справиться со скачками напряжения. Также у них нет защиты и от перепадов давления газа. Вдобавок к этому на их работе сильно сказывается использование некачественной воды.

Напольный котел с закрытой камерой сгорания

Подобная модель обладает тем же плюсом, что и напольный котел с открытой камерой. Однако, следует помнить, что для них не нужно выделять отдельное помещение. При этом затраты по установке такой модели самые высокие из всех названных.

Прочие параметры

Бывает так, что цена, которую имеет газовая котельная, принцип работы этого оборудования не играют определяющей роли для потребителя. Если он уделяет больше внимания удобству пользования горячей водой или потребляет ее в большом количестве, то следует подумать о приобретении котельного оборудования, в конструкции которого предусмотрен встроенный либо внешний накопительный бойлер. Подобные модели обладают многими достоинствами котлов, которые используют для нагрева горячей воды проточный метод.

Даже если в бойлере не останется воды, он будет и дальше работать в прежнем режиме. Также двухконтурный котел с бойлером является привлекательным вариантом и потому, что он может стабильно работать, невзирая на то, какой напор создается в водопроводе.

Как выбрать двухконтурный котел отопления

Помочь в правильном выборе котла отопления поможет знание их основных отличительных особенностей, а также общепринятая их классификация.

Начнем с определения

Газовым котлом отопления называется устройство, предназначенное для выработки тепловой энергии, используемой в дальнейшем для обогрева помещения и получения некоторого количества горячей воды для бытового использования. Здесь важно понять, что получение максимального количества горячей воды без ущерба качеству нагрева теплоносителя (что равносильно качеству отопления) для каждого котла индивидуально.

В качестве топлива для газового котла отопления используется природный или сжиженный газ. Его применение позволяет получать доступную по цене тепловую энергию, легко управлять работой котла и использовать систему автоматического контроля его безопасности.

Современные газовые котлы отопления могут иметь различные конструктивные особенности, но принцип действия у всех одинаковый: вначале производится розжиг запальника (в котлах старых моделей для этого используют простую спичку, а в новых котлах устанавливают систему электронного розжига). Запальник горит постоянно. От него происходит розжиг основной горелки, нагревающей температуру теплоносителя в котле до определенного значения, при достижении которого термостат дает команду на отключение основной горелки.

При снижении температуры теплоносителя до минимального значения вновь поступает сигнал от термостата на включение подачи газа, происходит его розжиг и процесс повторяется.

Классификация котлов по месту установки

В зависимости от места установки газовые котлы могут быть настенными и напольными.

Настенные котлы отопления

Настенные котлы компактны, и, как правило, представляют собой мини-котельную, в комплект которой входит все необходимое для устройства автономной системы отопления оборудование. Разумеется, за исключением самих приборов отопления и необходимого для их подключения трубопровода.

Настенные котлы могут иметь закрытую или открытую камеру горения, но преимущественно этот вид оборудования выпускается с закрытой камерой горения. Мощность настенных котлов отопления обычно ограничивается 30 кВт, (реже 100кВт) но однозначно вести речь о пределе мощности настенного котла нельзя: этот вид оборудования постоянно совершенствуется и не исключено, что пока писалась эта статья, производители не предложили покупателям более мощные и эффективные настенные котлы отопления.

При необходимости увеличить выработку тепловой энергии многие модели настенных котлов отопления могут подключаться каскадно.

Напольные котлы отопления

Напольные котлы отопления устанавливаются на предварительно подготовленный фундамент или платформу. Обвязка котла в комплект не входит и приобретается отдельно.

Установка котла на прочное основание это не прихоть дизайнера или недоработка производителя, а конструктивная особенность устройства, а точнее его теплообменника, а зависимости от вида которого различают

Стальные жаротрубные котлы , имеющие мощность до нескольких МВт, оснащенные теплообменником в виде стальных вертикальных труб, расположенных по периметру камеры горения. Для повышения эффективности котел комплектуется специальной дутьевой горелкой, в которой производится предварительная подготовка смеси из газа и воздуха в оптимальном для сжигания топлива соотношении.
Чугунные газовые котлы , мощность которых составляет несколько сотен кВт. Корпус и основные элементы такого котла делаются из стали, а из чугуна изготавливается только теплообменник. Горелки чугунных котлов могут быть дутьевыми (для более производительных моделей) или атмосферными. Чугунные котлы являются наиболее долговечными. Они менее подвержены коррозии, но при этом являются довольно хрупким оборудованием.

Напольные газовые котлы отопления это всегда оборудование высокой мощности, рассчитанное на отопление больших площадей, в состав которых могут входить жилые помещения, производственные мастерские, хозяйственные постройки и т.д.

Установка напольного котла требует наличия отдельного помещения для устройства котельной, а также отдельного дымохода (коаксиальным дымоходом здесь не ограничиться).

Исключение составляют котлы отечественного производства старых моделей, хорошо зарекомендовавших себя и поэтому выпускаемых (и покупаемых) до сегодняшнего дня. Речь идет о напольных котлах АОГВ сравнительно небольшой мощности, но монтируемых исключительно на пол. Главным достоинством этих котлов является низкая стоимость и энергонезависимость.

Одноконтурные и двухконтурные котлы отопления - принцип работы

В зависимости от функциональных возможностей котлы отопления могут быть одноконтурными, рассчитанными только на нагрев теплоносителя, или двухконтурными, рассчитанными на нагрев и теплоносителя, и воды для горячего водоснабжения.

В двухконтурных котлах отопления возможен поочередный нагрев воды и теплоносителя, но при этом преимущественным является именно нагрев воды для ГВС (горячего водоснабжения), при котором прекращается нагрев теплоносителя. Понятно, что при большом заборе горячей воды, например, при принятии душа, теплоноситель может остыть и падение его температуры может быть не только ощутимым, но и опасным для целостности системы: при низких температурах воздуха система отопления может просто перемерзнуть.

Для предотвращения возможных аварийных ситуаций котлы, предназначенные для продажи в нашей стране, комплектуются системами безопасности, блокирующими нагрев воды для ГВС при падении температуры теплоносителя ниже критической отметки.

Это значит, что в мороз вряд ли можно рассчитывать на комфортное горячее водоснабжение имея для этого только двухконтурный котел отопления. Намного проще и надежнее использовать в комплекте с котлом бойлер косвенного нагрева. При этом подключать его можно к любому котлу, как к одноконтурному, так и к двухконтурному.

Заключение

Подводя итог, следует отметить, что напольные котлы отопления более производительны, но при этом громоздки. Для их установки необходимо отдельное помещение. С их помощью можно получать не только тепло, но и горячую воду: нужно только установить емкостной водонагреватель косвенного нагрева.

Настенные котлы отопления компактны и могут использоваться для ГВС и отопления, однако надежнее и удобнее в комплекте с ними также использовать бойлер косвенного нагрева, позволяющий всегда иметь запас горячей воды.