Устройство и принцип работы паровых котлов

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.

Индивидуальный подход в выборе отопительной и водогрейной модели котла на газу

Современные котлы настолько совершенны, что могут управляться при помощи пульта или телефона, защищены на случай перепада напряжения в сети и не боятся ни перегрева, ни замерзания.

У каждой модели есть свои недостатки и достоинства, подбирать котел нужно с их учетом, а также ориентируясь на необходимую площадь обогрева.

Самыми дорогими считаются котлы с принудительной тягой и возможностью модулировать расход топлива. Это, как правило, двухконтурные модели, которые мгновенно нагревают воду для купания. У таких котлов удобная система электронного управления посредством пульта и электрический розжиг.

Устройство газового отопительного оборудования

Принцип устройства всех котлов, работающих от газа, одинаковый. Они могут отличаться в деталях, которые не сказываются на общей схеме работы.

Каждый газовый котел – это утепленный корпус, слой теплоизоляции в котором предотвращает потери тепловой энергии, образующейся при сгорании газа.

В корпус заключены функциональные элементы:

Схема подключения двухконтурного газового котла.

Особенности формы и устройства горелки связаны с используемым энергоносителем. В газовых котлах это камера, внутри нее выделяется тепловая энергия при сгорании газа и образуются различные оксиды (в этом случае – продукты горения). Горелка предназначена для вырабатывания энергии, которая уходит на обогрев теплоносителя отопительной системы.

Теплообменник – это элемент конструкции, расположенный над горелкой с теплоносителем внутри. В большинстве систем в качестве теплоносителя используется вода, но это может быть и антифриз. Продукты сгорания вместе с полученным теплом движутся от горелки к теплообменнику, его стенки нагреваются, а с ними и теплоноситель. Он начинает свое перемещение по системе, благодаря которому прогревается помещение, а охлажденные продукты горения отправляются в дымоход и выводятся на улицу.

Газовые котлы могут передавать тепло по-разному, в зависимости от особенностей их конструкции они бывают:

• битермические;
• пластинчатые (или сдвоенные).

Последний из типов теплообменников состоит из двух частей. Часть, предназначенная для отопительного контура, состоит из пластин и труб из меди, покрытых защитным слоем, предотвращающим образование коррозии. Основная функция этого элемента газового котла – это передача тепла. Вторая часть обеспечивает нагрев воды для бытовых нужд. Он состоит из пластин, которые передают тепло нагреваемой среде. Такие теплообменники называют пластинчатыми из-за их конструкции.

Битермический теплообменник – это две трубы, одна из которых расположена внутри другой. Внутренняя часть этой конструкции предназначена для обеспечения горячего водоснабжения, а внешняя – для отопления.

Газовый котел обладает некоторыми особенностями в работе в зависимости от типа розжига, которым он оснащен. Таковых различают два:

• пьезорозжиг;
• электрический розжиг.

Схема принципа работы газового котла.

Тип устройства розжига обеспечивает особенности горения топлива. Необходимо учитывать и различные варианты подачи воздуха к месту горения топлива. Может использоваться воздух как из помещения, так и из внешнего пространства. В первом случая камера сгорания открытая, а во втором – закрытая. В последнем случае может быть предусмотрена естественная или принудительная вентиляция.

Работа различных узлов вентилятора контролируется автоматикой. Современные газовые котлы оснащены автоматикой на микропроцессорной системе. Благодаря этому можно задать устройству определенную программу работы и все ее параметры будут настроены автоматически.

На чем можно экономить при использовании газового котла

Экономия и ее разумный просчет особенно актуальный вопрос, если речь идет об отоплении и выборе котла. В разрезе экономии, на газовые котлы напольные отзывы специалистов сходятся – напольные являются менее ресурсорасходными.

Грамотный монтаж

Эксперты также сходятся во мнении, что эффективная, надежная и экономная работа котла возможна только при правильной организации не только монтажа самого котла, но и всей отопительной системы

Кроме того, важно учесть все меры, предупреждающие выход оборудования из строя, поскольку ремонт, сервисное обслуживание газовых котлов – это тоже значительные материальные расходы, которые в свою очередь тоже можно сократить, своевременно обращаясь в сервисный центр газовых котлов, а также оформив договор на обслуживание газового котла

Чистка котла своими руками

Самостоятельная мойка теплообменников тоже может сократить расходы, если выбрать соответствующий вид устройства, позволяющий самому проделывать такую процедуру. Важным, в том числе и с точки зрения экономии, является обязательное заземление газового котла в частном доме. Ознакомиться с основными видами газовых котлов для отопления частного дома можно здесь. Даже если котел уже давно в эксплуатации, но это требование не выполнено, им не следует пренебрегать: стоит узнать, как заземлить газовый котел в частном доме и провести данную процедуру.

Выбор газового котла

Средством экономии является и сам выбор котла

Дешевый, подороже, с автоматикой или без, на чем можно выиграть в самом начале и в последующей эксплуатации – все это важно учесть и просчитать. Ярким примером неоднозначности расчета экономии на отоплении может стать приобретение котла типа АГВ (аппарат газовый водонагревательный), под которым подразумевается самый дешевый вид котла старого, советского, образца с примитивной автоматикой

Стандартно газовый котел АГВ имеет очень низкую цену, но и низкий КПД, зато не нуждаются в электричестве. Только точный просчет поможет определить степень экономии при использовании данного прибора. Про отечественные газовые котлы можно прочитать в нашей статье «Газовые котлы российского производства: разновидности и свойства» .

Важно также определиться с потенциальными проблемами тех или иных котлов при выборе оптимальной модели. Например, газовый котел МОРА неисправности будет терпеть постоянно вплоть до выхода из строя в условиях нестабильности электрического напряжения, при малейших ошибках настройки и недостатке воды в системе

А на газовый котел Мастер Газ Сеул отзывы на первый взгляд, противоречивые, однако они дают информацию об уязвимых местах данной модели – накапливание отходов горения в котле, что приводит к шумной работе вентилятора, течи и нестабильной температуре воды при подаче, при этом со своей основной функцией, обогревом, данная модель справляется исправно.

Вероятно, у каждой бюджетной модели, есть такого рода особенности, которые при определенных условиях могут не проявляться, оправдывая таким образом экономию на покупке, а при знаниях устройства котла, а также сильных и слабых сторон каждой модели, можно не оставаться безучастным и не пускать ситуацию на самотек, а управлять уровнем комфорта и размером затрат при эксплуатации отопительной техники.

Централизованное или автономное газоснабжение?

Без сжигаемого горючего толку от любого варианта внутридомовой отопительной системы в автономном исполнении будет ноль. Газ – это первое о чем необходимо подумать при планировании в загородном доме газового отопления.

Далеко не все населенные пункты в России газифицированы. Однако “голубое топливо” можно получать не только из трубы или баллона со сжиженным топливом, но и из газгольдера.

Природный газ, состоящий в основном из метана, в частные дома подается по трубам. Сжиженный его аналог – это пропан-бутановая смесь, которую для транспортировки и хранения закачивают в емкости. Давление в таких баллонах и газгольдерах около 15–18 атмосфер.

При организации отопления в частном доме с помощью баллонных емкостей в 50 литров последние зимой придется менять каждые 2-3 дня. Если для загородного коттеджа выбрано автономное газоснабжение, то лучше всего предпочесть газгольдер, который объемом может быть до 20 кубометров.

Выбор емкости по кубатуре зависит от уровня потребления сжиженных углеводородных газов (СУГ). Здесь необходимо учесть не только водогрейный котел, но и камин и газовую плиту, если они используются в доме.

Для коттеджа в 150 кв.м. рекомендуется газгольдер устанавливать объемом в 2000–3000 литров. А для загородного жилища в 300 кв.м. потребуется вариант на 8000–9000 литров.

При отсутствии в поселке газовой магистрали можно воспользоваться вариантом с автономным снабжением топливом из газгольдера, предназначенного для хранения газа в сжиженном состоянии

По стоимости подключения газопровод в большинстве случаев более выигрышен, нежели резервуар в земле. Но только, когда населенный пункт уже газифицирован.

Возможны и ситуации, при которых установка газгольдер обойдется дешевле, нежели подсоединение к магистральному трубопроводу. Все зависит от конкретных условий подключения в регионе и удаленности поселка от большой газовой магистрали.

При использовании газгольдера не придется беспокоиться о наличии давления в трубе. Он предельно прост в эксплуатации. Надо лишь регулярно вызывать специалистов для его проверки на безопасность, а также не забывать производить заправку. Для монтажа всей системы потребуется не более трех дней.

Если выбран автономный вариант газификации, то газовый котел следует приобретать тот, который предназначен для работы на СУГ. В продаже есть модели, рассчитанные на функционирование исключительно на магистральном природном газе.

Но большинство газовых генераторов тепла приспособлены для сжигания обоих разновидностей этого топлива. Придется только поменять жиклеры, а также перенастроить на иной режим клапана и электронику.

Основной недостаток газгольдера – устанавливать его можно только на большом по площади участке, емкость по требованиям СНиПов должна быть удалена от дома минимум на 10 м

Параллельная работа котлов на дровах и газе

Этот вариант теплоснабжения дома от двух котлов предусматривает их раздельное подключение к циркуляционной системе. На входе обратной линии каждого источника тепла должен быть установлен собственный циркуляционный насос. Для настенного газового котла этого делать не нужно, в нем насос уже установлен изготовителем. В случае прогорания твердого топлива температура теплоносителя снизится и газовый котел автоматически включится.

Важным конструктивным моментом является обвязка твердотопливного котла металлическими трубами и наличие аварийного сбросного устройства с одновременной подачи холодной воды в линию обратки.

1 схема (отрытая и закрытая системы)

Данный способ удобен тем что жидкости двух систем не смешиваются. Это позволяет использовать разные теплоносители.

Преимущества и недостатки

2 схема, две закрытые системы

Здесь используется закрытая система, что позволяет обойтись без тепло аккумулятора. Контроль производится термостатами и трехходовыми датчиками. Безопасность эксплуатации обеспечивает автоматика.

Здесь мы используем аккумулятор для излишком тепла. Тем самым мы увеличиваем эффективность системы и устраняем необходимость в термодатчиках и автоматике.

Подача тепла через 3х ходовой клапан

Каждый котел должен быть оснащен собственным циркуляционным насосом, а еще один насос потребуется для обеспечения циркуляции через приборы системы отопления. В верхней точке гидравлического разделителя должен быть установлен автоматический воздухоотводчик, а в нижней кран для аварийного слива воды.

Система с теплоаккумулятором, зачем он

Тепло, выработанное котлом на дровах, поступает в эту емкость. Из не, через змеевик, теплообменник или без них, в газовый котел. Автоматика второго понимает что вода имеет необходимую температуру и отключает газ. Так будет пока в теплоаккумуляторе достаточно температуры.

Аккумулятор тепла или это теплоизолированная емкость с встроенным змеевиком, предназначенная для накопления нагретого теплоносителя и подачи его в систему отопления. В этой схеме газовый котел, отопительные приборы и аккумулятор соединены трубопроводами в одну систему закрытого типа. Твердотопливный котел подключен к встроенному змеевику аккумулятора и таким образом нагревает теплоноситель в закрытой системе. Организация работы отопления в этой схеме происходит в следующем порядке:

• в твердотопливном котле горят дрова, и происходит нагрев теплоносителя от змеевика в емкости;
• твердое топливо прогорело, теплоноситель остыл;
• газовый котел включается автоматически;
• снова закладываются дрова, и разжигается твердотопливный котел;
• температура воды в аккумуляторе поднимается вы той, которая задана на газовом котле, который останавливается автоматически.

Эта схема требует наибольших затрат на приобретение материалов и оборудования, однако имеет целый ряд преимуществ:

• твердотопливный котел может работать в схеме открытого типа;
• самый высокий уровень безопасности;
• отсутствие необходимости постоянного пополнения топки дровами или углем;
• циркуляция теплоносителя по системе закрытого типа;
• возможность одновременной работы двух котлов одновременно и каждого в отдельности.

В числе дополнительных затрат необходимо учесть покупку бака аккумулятора со змеевиком, двух расширительных баков и дополнительного циркуляционного насоса.

рассчитать необходимый объем емкости

Виды газовых горелок

Двухконтурные котлы настенного типа выпускают с открытым типом газовой горелки и с закрытым. Открытая газовая горелка в котле требует подачу необходимого количества воздуха для сгорания газа из помещения, где установлен газовый котел. Например, привычная схема типовой газовой колонки для нагрева воды.

Устройство с закрытой горелкой имеет изолированное пространство для сгорания газа от помещения. Забор воздуха для процесса горения производится снаружи здания. Чаще всего такие устройства подключены с помощью коаксиального дымохода, выходящего на наружную стену здания. Состоит он из двух труб, расположенных одна в одной. Через внешнюю трубу забирается воздух для горения, а через внутреннюю трубу удаляются продукты сгорания.

Возможно подключение с выбросом продуктов сгорания в предусмотренный дымоход здания и забор воздуха с боковым подводом трубопровода. Котлы с закрытой горелкой называют турбированными, так как они имеют встроенный электрический нагнетатель воздуха турбинного типа. Преимущество таких газовых приборов заключается в безопасности эксплуатации. Их работа не требует постоянного контроля подачи воздуха, проветривания помещения, исключено попадание продуктов сгорания в квартиру или дом. За счет избыточной тяги происходит более эффективное сгорание и более быстрый прогрев воды.

Устройство настенного газового котла.

Двухконтурные газовые приборы могут подключаться в бойлерном режиме. Такой режим работы подразумевает нагрев воды и последующее ее накопление в бойлере, а из него вода уже поступает в точки водозабора.

Конденсационные газовые нагревательные приборы отличаются тем, что их конструкция позволяет конденсироваться водяному пару, содержащемуся в продуктах сгорания газа. При процессе конденсации происходит выделение дополнительного тепла, которое используется или для контура отопления, или для контура ГВС. Схема может включать образование конденсата на первичном теплообменнике специальной формы или на дополнительным устройстве, которое расположено над первичным теплообменником.

Все газовые котлы двухконтурного типа обязательно включают в себя блок автоматики и контрольных датчиков для правильной и безопасной работы. Автоматика отслеживает заданные параметры нагрева воды в контурах, может совместно использоваться с выносными датчиками температуры воздуха в помещении. Датчики тяги, контроль аварийного отключения газоснабжения позволяют эксплуатировать котел наиболее безопасным способом.

Для долговременного использования газового прибора следует произвести грамотную установку, включающую в себя расчет мощности, монтаж в соответствии с нормами безопасности, качественно выполненные пусконаладочные операции.

Работа по монтажу газового оборудования должна производиться только специальными газовыми службами, имеющими сертификат на ее выполнение.

Насос

Насос в газовом котле

Служит для предания движения теплоносителю. Это устройство заставляет циркулировать отопительную жидкость от нагретого первичного теплообменника в радиаторы, нагревать их и двигаться обратно для нагрева. Насос, как правило, имеет несколько скоростей и настраивается сервисным инженером, исходя из размеров вашей системы отопления.

Слишком высокая скорость насоса может создать дополнительный шум и снизить КПД котла. А слишком малая – приведет к неравномерному нагреву радиаторов

Поэтому для правильной настройки очень важно обращаться к квалифицированным инженерам сервисных служб

Одноконтурные и двухконтурные котлы

Несмотря на то, что отопительный котел – сложное устройство, основная его схема понятна каждому желающему разобраться. К примеру, ответ на вопрос что такое двухконтурный газовый котел довольно прост. Котел предназначен для отопления жилища, обеспечивая контур (система труб по всему помещению) теплом. Если к котлу присоединена еще и система обогрева воды, которая осуществляется примерно по такому же принципу, то котел обслуживает два контура и снабжен двумя теплообменниками. В зависимости от этого котлы делят на одно- и двухконтурные.

Таким образом котлы газовые для отопления и горячего водоснабжения – это двухконтурные котлы. Если контур один (только отопление), то прогреваются только отопительные трубы, если два (отопление и водонагрев), то система попеременно отправляет нагретую воду то в систему труб, предназначенных для отопления, то в трубы для водоснабжения.

Принцип работы

Такие приборы являются важной составляющей отопительной системы, ведь именно они отвечают за выработку тепла. Устройства, функционирующие на газе, считаются очень удобными, так как технологичны и понятны в использовании

Аппараты подобного типа состоят из трех основных частей:

• механизма, регулирующего подачу топлива;
• газовой горелки;
• теплообменника.

Кроме того, напольные устройства оснащены модулями защиты, диагностики, электронным управлением, а также предохранительными клапанами и насосами, обеспечивающими циркуляцию воды. Эти обогреватели часто называют мини-котельными из-за схожего принципа работы и многоэлементной конструкции.

Автоматическая система агрегата ориентируется на показание датчиков и терморегуляторов, после чего фиксируется уровень тепла, в котором нуждается система. Затем запускается работа газовой арматуры, а жидкость, играющая роль теплоносителя, нагревается до необходимой температуры и благодаря циркуляционному насосу перемещается в отопительный контур.

Цены на напольные газовые котлы

напольные газовые котлы

Особенности эксплуатации и обслуживания

После того, как монтаж настенных котлов или их напольных аналогов завершен, начинается период эксплуатационного обслуживания. Чтобы избежать поломок и аварийных ситуаций, оборудование должно осматриваться с определенной периодичностью. Помимо самого газового агрегата не в меньшем внимании нуждаются трубопроводы отопительной системы.

Нередко причиной аварии является закупорка магистрали накопившимся на внутренней поверхности труб налетом солей. Эта проблема особенно актуальна при использовании жесткой воды в системе. Решить ее можно периодическим проведением профилактической чистки – путем закачки в трубопровод специальных реагентов.

В этом видео показано, как обслуживать газовый котел:

Коротко о главном

Устройство котла на природном газе основано на входящих в его конструкцию следующих рабочих узлов:

• Пламеобразователь.
• Теплообменный контур.
• Насос.
• Расширительный бак.
• Дымоход.
• Модуль управления.
• Автоматика.

Газовый котел работает по принципу сжигания природного газа в горелке и передаче выделенной энергии на теплоноситель через теплообменник. Агрегаты различаются по способу монтажа, дымоотводу и камере сгорания, числу теплообменных контуров, типу розжига и схеме теплоотведения. Монтаж оборудования осуществляется специалистами строго по технологии. В ходе эксплуатации обязательно требуется регулярный осмотр.

Виды настенных газовых котлов отопления

Все модели «настенников» делятся по количеству контуров на вида:

1. Одноконтурный настенный газовый котел — единственной их функцией является нагрев теплоносителя в системе отопления. Чаще всего, их мощность составляет более 24 кВт и предназначены они для обогрева домов среднего размера.
2. Двухконтурный настенный газовый котел — кроме контура отопления такие котлы имеют контур горячего водоснабжения. Внутри у них имеется дополнительный пластинчатый теплообменник, работающий как проточный водонагреватель. Большинство моделей двухконтурных котлов способно выдать не более 10-12 литров горячей воды в минуту. Этого количества воды будет с натяжкой хватать для приема душа, или для одновременного мытья посуды на кухне и мытья рук в ванной комнате. Давайте подробнее рассмотрим внутреннее строение:

Двухконтурный настенный газовый котел: устройство

Распишу картинку по пунктам:

• Вентилятор — принудительно удаляет продукты горения из камеры сгорания. Наличие вентилятора позволяет отказаться дымохода с естественной тягой.
• Теплообменник — внутри него происходит нагревание теплоносителя. Чаще всего это вода, но есть модели где можно использовать антифриз.
• Камера сгорания — в ней собственно и происходит горение газа. Внизу камеры расположена горелка, а сверху находится теплообменник. Камера может быть открытой (забор воздуха происходит из помещения) или закрытой (воздух для поддержания горения берется снаружи).
• Гидроблок — его еще называют гидравлической группой. В нем расположен предохранительный клапан и воздухоотводчик. По сути своей это группа безопасности. Кроме того, на гидроблоке еще может располагаться клапан подпитки отопительного контура.
• Газовый клапан —  открывает и перекрывает газ. Соединен клапан со специальным датчиком внутри горелки, который следит за обрывом пламени.
• Электроблок — это «мозг» котла. Там расположена плата управления, координирующая его работу.
• Выход продуктов сгорания — место, куда присоединяется дымоход.
• Датчик давления — отслеживает штатную работу дымохода.
• Горелка — устройство сжигающее газ.
• Пластинчатый теплообменник — нужен для приготовления санитарной горячей воды.
• Насос — поддерживает циркуляцию теплоносителя в системе.

Такое устройство характерно для большинства двухконтурных котлов, исключая конденсационные.

Эти отопительные аппараты имеют другой принцип работы.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.