Принцип работы котла часть 2
Но на этом все не заканчивается. После включения котел начинает работать по нарастающей. Сначала на минимальной мощности, а со временем доходит до своего максимума. Когда котел газовый настенный двухконтурный нагревает на каком-то этапе носитель до заданной температуры, то агрегат переходит в режим модуляции. Если же при первом включении мощность превышает допустимую, микропроцессор посылает сигнал отключить горелку. Повторное включение осуществляется через три минуты. Камера сгорания металлическая и имеет специальную термостойкую обмотку. Над ней находится теплообменник, под ней горелка. Последняя зажигается ровно в тот момент, когда падает температура носителя в системе и нужно нагреть воду. Вместе с ней включается в работу и циркуляционный насос, призванный гонять воду по замкнутой системе. При достижении заданной температуры котел газовый настенный двухконтурный переходит в режим ожидания. В некоторых моделях горелка горит, но на минимуме, в других же тухнет и загорается при подаче газа.
Устройство и принцип работы
Современный двухконтурный газовый теплогенератор представляет собой довольно сложную конструкцию, включающую в себя множество отдельных элементов, слаженную работу которых обеспечивает электронный блок управления.
Конструкция газового котла
Независимо от эксплуатационных характеристик, двухконтурная установка состоит из следующих основных модулей:
- Газовой горелки, которая может быть установлена как в открытой, так и в закрытой камере сгорания. Благодаря именно этому элементу, происходит нагрев теплоносителя в отопительном контуре и контуре ГВС. Автоматическая система управления (АСУ) регулирует интенсивность сгорания топлива, что позволяет поддерживать температуру теплоносителя в заданных пределах.
- Камеры сгорания, открытого или закрытого типа. При использовании закрытой камеры над ней располагается вентилятор, обеспечивающий подачу воздуха в зону горения и удаление продуктов сгорания.
- Циркуляционного насоса, с помощью которого осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя по отопительному контуру и трубопроводам ГВС.
- Трехходового клапана, предназначенного для переключения агрегата на контур ГВС.
- Основного теплообменника. Этот элемент располагается в камере сжигания над газовой горелкой. При прохождении теплоносителя по внутреннему сечению теплообменника происходит интенсивная передача тепловой энергии от стенок теплообменника теплоносителю. В современных газовых котлах этот модуль может быть изготовлен из нержавеющей или оцинкованной стали, в некоторых моделях премиум класса используются медные теплообменники.
- Вторичного теплообменника, обеспечивающего нагрев проточной воды.
- Автоматической системы управления, регулирующей интенсивность горения, температуру теплоносителя. Именно электронный блок управления обеспечивает своевременный розжиг горелки, включение и отключение элементов агрегата, обеспечивает возможность автономной работы котла.
Патрубки подачи холодной воды, газа, отвода горячей воды и теплоносителя отопительной системы расположены на нижней панели корпуса прибора.
Принцип работы двухконтурного газового теплогенератора
Отличительной особенностью двухконтурных котлов является то, что смешивание теплоносителя с проточной водой контура ГВС невозможно ни при каких обстоятельствах. Заполнение отопительной системы теплоносителем производится через специальную горловину, а подогрев проточной воды осуществляется за счет циркуляции части теплоносителя во вторичном теплообменнике.
Поскольку одновременное функционирование агрегата в двух режимах невозможно, рассмотрим работу системы в режиме отопления и в режиме горячего водоснабжения.
Режим отопления
Если котел подключен к отопительному контуру, суть его работы сводится к следующему: циркуляционный насос обеспечивает перемещение теплоносителя по трубопроводам отопительной системы. При включении газовой горелки происходит постепенный нагрев теплоносителя за счет интенсивного теплообмена со стенками теплообменника. По достижению заданных температурных параметров электронный блок управления перекрывает подачу газа. При снижении температуры в отопительной магистрали происходит повторный розжиг горелки.
При наличии в доме температурного датчика АСУ будет корректировать работу системы с учетом полученных от него данных. Все тепло выделяемое горелкой, в этом случае, расходуется на отопительный контур, а положение трехходового клапана исключает попадание теплоносителя во вторичный теплообменник. В зависимости от типа камеры сгорания отработанные газы могут выводиться как через естественный дымоход, так и принудительно.
Режим ГВС
Для перехода в режим подачи горячей воды достаточно открыть кран смесителя, при этом трехходовой клапан перекрывает циркуляцию теплоносителя по отопительной магистрали, а АСУ разжигает газовую горелку.
Трехходовой клапан обеспечивает поступление нагретого теплоносителя в теплообменник ГВС, где и происходит передача тепловой энергии от стенок теплообменника проточной воде. При закрытии крана трехходовой клапан возвращается в исходное положение, и установка переходит в отопительный режим, рассмотренный выше.
Однако следует помнить, что в случае длительной работы в режиме ГВС возможно снижение эффективности отопительной системы.
Теплообменник
Обращайте внимание на материал теплообменника. Теплообменник располагается в камере сгорания
Продавцы могут выставлять ее как в открытом виде, так и закрытом. В любом случае тщательно разглядеть теплообменник вы не сможете. Вам удастся увидеть лишь его края, горелку и пространство, где горит газ. Вода циркулирует по контуру газового котла и проходит через теплообменник, где и происходит ключевой нагрев.
В настенных газовых котлах теплообменники бывают трех видов:
- медные;
- алюминиевые;
- теплообменники из нержавеющей стали.
Наибольшей популярностью и по сей день в лучших настенных газовых котлах пользуются медные теплообменники. В качественных моделях медь покрывается специальным защитным силуминовым составом, который, по заверению производителей, продлевает срок службы теплообменника, повышает корозийную стойкость и жаростойкость. На практике такие теплообменники должны служить дольше.
Медный теплообменник с защитным слоем газового котла Italtherm City Class
Таким образом, первое на что нужно обратить внимание — материал теплообменника, если он медный, обратите внимание, нанесен ли на него силуминовый состав или все же нет. Если состава нет, значит производитель решил немного сэкономить
Если же есть, значит производитель постарался и не пожалел средств на покрытие теплообменника.
Именно у медных теплообменников самая высокая эффективность, самый лучший показатель КПД достигается именно с медными теплообменниками в настенных газовых котлах. Плюс ко всему, эти теплообменники самые ресурсные. На практике они «живут» гораздо дольше алюминиевых и из нержавеющей стали. Но у медных есть один главный минус. Он заключается в том, что медь — это дорогая запчасть, если вы попрощаетесь со своим теплообменником спустя продолжительное время, то как запчасть он будет стоить максимально дорого.
Алюминиевые теплообменники
Применяются они довольно редко. В основном их применяет марка Ariston, Fondital. По словам производителей техники Ariston, теплообменники из алюминия ничуть не уступают теплообменникам из меди. А по КПД уступают лишь на 0,8. Поэтому, алюминиевые практически не хуже медных. Но по факту, использование алюминия — это удешевление производства, да, с алюминием можно достичь больших высот в плане производства теплообменников, но на практике такие теплообменики служат меньше. Но плюс в том, что как запчасть алюминиевые теплообменники идут дешевле. Поэтому в принципе имеют право на существование.
Теплообменники из нержавеющей стали
Первичный теплообменник из нержавеющей стали котла Navien
Их легко заметить, они обладают характерным блеском и заметно отличаются от остальных. Да и вообще производители не скрывают из чего у них сделаны теплообменники. «Живут» они недолго, как запчасть довольно дешевые. Таким образом, если в вашем списке несколько газовых котлов, победителем должен являться тот, в котором используется медный теплообменник, в идеале покрытый защитным составом из силумина. Если же хотите сэкономить, берите котел из алюминия или нержавейки, если же одна ценовая категория, разница в стоимости небольшая, медь — это ваш выбор. Настенные газовые котлы с алюминием и сталью и медью за одну цену, по нашему мнению, лучше не покупать.
Как работает двухконтурный котел с биотермическим теплообменником
Битермический теплообменник представляет собой змеевик, изготовленный из коаксиальной трубы. Несколько упрощая, это два трубопровода, вставленных один в другой.
По внешнему объему перемещается теплоноситель, а по внутреннему — вода для контура ГВС. Такой способ нагрева существенно меняет качество работы котла — эффективность возрастает, количество горячей воды увеличивается и позволяет удовлетворить потребности большой семьи.
Однако, битермический теплообменник обладает существенным недостатком — сложность организации внутреннего пространства трубки значительно затрудняет промывку.
Все известковые отложения, которые довольно быстро появляются на внутренней поверхности трубы, необходимо периодически удалять, иначе она перекроют сечение теплообменника полностью.
Кроме того, с увеличением толщины известкового слоя падает эффективность нагрева — отложения начинают работать как теплоизолятор. Пользователю приходится увеличивать подачу газа, чтобы скорректировать режим работы котла.
ОСТОРОЖНО!
В результате теплообменник быстро выходит из строя из-за чрезмерного нагрева снаружи и большого количества накипи внутри.
Промывку такого теплообменника выполняют далеко не все сервисные центры, а конструкция некоторых котлов такова, что проще поменять, чем демонтировать и установить обратно один и тот же узел.
Недостаток битермических теплообменников целиком относится к эксплуатационным вопросам. С точки зрения эффективности такая конструкция весьма удачна и позволяет увеличить объем горячей воды, доступный для единовременной выдачи без потери температуры в отопительном контуре или самого ГВС.
Способ отведения продуктов сгорания
Котлы делятся на устройства с естественной или принудительной тягой. Во-первых обязателен монтаж дымоходной трубы. Во-вторых отведение продуктов сгорания происходит принудительным способом — благодаря встроенному в дымоходную трубу вентилятору.
Газовые котлы, работающие на естественной тяге, называют еще устройствами с открытой камерой сгорания. Необходимый для горения газа кислород забирается из помещения — в этом их недостаток. Необходим доступ наружного воздуха в помещение с котлом. Из-за чего получается небольшой сковзняк. Недостаток кислорода отрицательно влияет на здоровье.
Некоторые котлы оборудованы коаксиальным дымоходм. Их называют газовыми котлами с закрытой камерой сгорания.
Продукты сгорания отводятся через коаксиальный дымоход, называемое «труба в трубе». Это две трубы разных диаметров, вставленных одна в другую. Через трубу меньшего диаметра удаляются продукты сгорания газа. А в пространство между труб поступает свежий воздух с улицы, который нагревается внутренней трубой. В итоге увеличивается КПД котла.
Преимущества такого дымохода очевидны:
- Кислород забирается с улицы.
- Небольшой размер дымохода, так как коаксиальный дымоход можно устраивать в наружной стене, расположенной рядом с газовым оборудованием.
- Такой дымоход может устанавлен в любом месте помещения и быть горизонтальным, наклонным или вертикальным, что позволяет .
- Котлы с коаксиальным дымоходом более экономичными, хотя их стоимость выше.
Виды
Настенные одноконтурные котлы выпускают в различных конструкционных вариантах, которые можно разделить по следующим признакам:
По типу и материалу теплообменника:
- стальной. Используется нержавеющая сталь, обладающая средними возможностями и эффективностью. Такие узлы обычно устанавливаются на агрегатах среднего и низкого ценового диапазона.
- медный. Этот узел демонстрирует повышенную теплоотдачу, долговечность и эффективность. Устанавливается на дорогие модели от наиболее известных производителей.
На одноконтурных котлах, как правило, используется один конструкционный тип теплообменника — трубчатый. Он представляет собой спираль из стальной или медной трубки, которую нагревает пламя горелки.
Проходящий внутри теплоноситель успевает получить высокую температуру и выходит в следующие узлы уже полностью готовым к дальнейшей работе.
По типу горелок и камер сгорания:
- атмосферные. Это горелки открытого типа, использующие воздух прямо из помещения. Для вывода дымовых газов они нуждаются в подключении к дымоходу традиционного типа с естественной тягой;
- турбированные. Эти узлы закрытого типа, поэтому подачу свежего воздуха и вытеснение дыма обеспечивает турбовентилятор. Процесс горения у них более стабильный, проблем с дымоотведением никогда не бывает. Единственной проблемой может стать выход из строя вентилятора или отключение электроэнергии.
По способу передачи энергии:
- конвекционные. Это котлы, работающие на обычном принципе нагрева теплоносителя с помощью горелки.
- конденсационные. Относительно новая конструкция, в которой применен двухступенчатый способ нагрева теплоносителя. Сначала он нагревается от тепла, полученного при конденсации дымовых газов, и только после этого поступает в теплообменник, где окончательно получает заданную температуру. Такая методика позволяет существенно снизить расход газа, так как теплоноситель уже подогрет и не нуждается в слишком интенсивной подготовке. Однако, для работы конденсационных котлов необходимы специфические условия — температура конденсации должна превышать температуру обратного потока. Это возможно только на системах теплого пола, или при разнице температур внутри и снаружи не более 20°. В России такое невозможно.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При покупке конденсационного котла не следует доверять заявленному КПД, который составляет 107-109%. Это обычный маркетинговый ход. Надо сначала разобраться в том, как этот агрегат работает
Надо сначала разобраться в том, как этот агрегат работает.
Сходство с другими конструкциями
Хотя конструкция двухконтурного настенного газового котла далека от простоты, но при более пристальном изучении работы входящих в ее состав узлов все оказывается не так страшно. Оборудование этого типа напоминает газовый проточный водонагреватель (особенно это касается наличия горелки и теплообменника). Все другие детали позаимствованы у одноконтурного котла настенного типа. Значительную позитивную роль играет встроенная обвязка, состоящая из расширительной емкости, циркуляционного насоса и группы безопасности.
Изучая принцип работы газового двухконтурного котла, важно иметь в виду, что смешивание воды из системы ГВС с теплоносителем не должно допускаться ни в коем случае. Для заливания жидкости внутрь отопительной системы имеется отдельная труба, являющаяся частью контура
Чтобы подготовить горячую воду, используется определенный объем теплоносителя, который двигается внутри вторичного теплообменника.
Твердотопливные котлы
Несмотря на все недостатки, твердотопливные котлы для отопления частного дома используются в большинстве случаев. Наверно, во многом это благодаря привычке и традициям, но факт остается фактом — котлов на твердом топливе в нашей стане установлено больше чем всех других.
Твердотопливные котлы работают в основном на дровах и на угле
В основном для отопления используют два вида твердого топлива — дрова и уголь. Что проще достать и дешевле купить, тем в основном и топят. А котлы — под уголь и дрова надо использовать разные: в дровяных твердотопливных котлах загрузочную камеру делают большего объема — чтобы можно было заложить больше дров. В угольных ТТ котлах топку делают меньше по размеру, но с более толстыми стенками: температура горения очень высокая.
Плюсы и минусы
К достоинствам данных агрегатов можно отнести:
- Недорогое (относительно) отопление.
- Простая и надежная конструкция котлов.
- Есть энергонезависимые модели, которые работают без электричества.
Недостатки серьезные:
- Циклический режим работы. В доме то жарко, то холодно. Для нивелирования этого недостатка в системе устанавливают теплоаккумулятор — большую емкость с водой. В ней на фазе активного горения запасается тепло, а потом, когда закладка топлива прогорит, запасенное тепло расходуется на поддержание нормальной температуры.
- Необходимость регулярного обслуживания. Дрова и уголь надо закладывать, разжигать, затем регулировать интенсивность горения. После прогорания топку надо вычистить и запустить процесс по-новой. Очень хлопотно.
Принцип работы обычного твердотопливного котла - Невозможность оставить дом на длительное время. Из-за цикличности работы необходимо присутствие человека: надо топливо подкидывать, иначе система при длительном простое может замерзнуть.
- Процесс закладки топлива и чистки котла довольно грязное занятие. При выборе места установки это стоит учитывать: ставить котел надо максимально близко к входной двери, чтобы не носить грязь через все помещение.
Если говорить в общем, то использование твердотопливного котла для отопления частного дома — неудобное решение. Хоть закупка топлива, как правило, обходится относительно недорого, но если посчитать еще затраты времени, то не так уж и дешево выходит.
Котлы длительного горения
Чтобы увеличить промежуток между закладками топлива были разработаны котлы длительного горения. В них используются две технологии:
- Пиролиз. Пиролизные твердотопливные котлы имеют две или три камеры сгорания. Закладка топлива в них горит при недостатке кислорода. При таком режиме образуется большое количество дымовых газов, большая часть которых горючи. Причем при горении они выделяют тепла намного больше, чем дрова или тот же уголь. Эти газы попадают во вторую камеру, куда через специальные отверстия подается воздух. Смешиваясь с ним, горючие газы воспламеняются, выделяя дополнительную порцию тепла.
Принцип работы пиролизного котла - Режим верхнего горения. В традиционных твердотопливных котлах огонь распространяется снизу-вверх. Из-за этого горит большая часть закладки, топливо прогорает быстро. Во время активного горения часто происходит перегрев системы и дома, что очень некомфортно. При использовании верхнего горения огонь разжигается только в верхней части закладки. Одновременно горит только небольшая часть дров, что выравнивает тепловой режим и увеличивает срок горения закладки.
Котел с верхним горением
Насколько эффективны эти технологии? Довольно эффективны. В зависимости от конструкции одна закладка дров может гореть от 6-8 до 24 часов, а угля — от 10-12 часов до нескольких суток. Но для получения такого результата необходимо использование топлива высокого качества. И дрова и уголь должны быть сухими. Это — основное требование. При использовании влажного топлива котел даже может не выйти на режим тления, то есть, греть он не начнет. Если у вас есть дровник с двух-трех годичным запасом дров или обширный сарай, в котором храниться уголь, котел длительного горения для отопления частного дома — хороший выбор. Лучше, чем обычный.
Виды газовых котлов
Для классификации газового квартирного отопления используются разные факторы – расположение котла в помещении, материала изготовления теплообменника.
Напольные
Напольный котёл необязательно должен находиться именно на полу. Иногда пользуются специально предназначенными для этого платформами.
Одной из разновидностей напольных устройств являются стальные жаротрубные котлы. Они отличаются высокой мощностью и имеют неплохой КПД. Составляющие теплообменника – трубы из стали, обеспечивающие нормальную циркуляцию теплового носителя.
Наряду с жаротрубными, существуют чугунные напольные газовые котлы. Тепловые обменники у них сделаны из чугуна. Мощность – средняя (объясняется внушительным весом теплообменника). У данного типа котлов большой срок службы.
Настенные
Что касается настенных котлов, они располагаются прямо на стеновых поверхностях или особой раме. Отличаются компактностью и невысокой мощностью, которой вполне достаточно для нормального прогрева комнат и воды. Горелки обычно делаются трубчатыми, тепловые обменники изготавливаются из стали или меди.
Автономное настенное газовое отопление экономит немало полезной площади в квартире. Некоторые модели имеют пульты дистанционного управления, что значительно увеличивает удобство их использования.
Двухконтурные
Газовые двухконтурные котлы также обеспечат ваше жилье подачей горячей воды, что делает их более функциональными. Если вы желаете обеспечить свой дом горячим водоснабжением, то установите напольные или настенные котлы с двумя контурами.
Двухконтурные приборы производят поочередный нагрев теплоносителя или воды для водоснабжения. Если нагревается одно, то другое остывает. Если вы будете долго пользоваться горячей водой, например, принимать душ или мыть большой объем посуды, то теплоноситель для системы отопления будет остывать. Чтобы его температура не упала меньше минимальных допустимых значений, двухконтурные газовые котлы оснащают автоматикой. Она включает нагрев воды, если температура теплоносителя опустилась слишком низко. Это требования безопасности.
Положительные стороны
Если вы выбираете оборудование для отопления своего дома, то стоит обратить внимание именно на напольные двухконтурные газовые котлы. Используя такие устройства, вы получаете:
- независимый источник горячего водоснабжения;
- более совершенную систему автоматики;
- высокий КПД, особенно если применяются системы коаксиального дымохода.
Не стоит забывать и о стоимости. Использование газа в системе отопления существенно удешевляет весь процесс. Сегодня газопроводы есть практически во всех поселках, а поставляемый газ стоит недорого. Если вы отапливали свой дом с помощью электричества, а затем установили напольный газовый котел, то приходящие счета вас приятно обрадуют.
К тому же двухконтурные напольные котлы имеют большую мощность. Если вы купите настенное оборудование, то с его помощью можно отопить помещения площадью менее 500 квадратных метров. Если ваш дом существенно больше, то без системы напольного типа вам не обойтись.
Как работает
Напольный газовый котел с двумя контурами может работать в двух режимах:
- нагрев теплоносителя для системы отопления;
- нагрев воды для системы горячего водоснабжения.
При работе в первом режиме вода нагревается в теплообменнике. Температура теплоносителя на выходе регулируется настройками. Как правило, она может лежать в пределах от +35 до + 80 градусов. Как только термостат регулирует понижение температуры воды ниже заданного уровня, аппаратура включается. К горелке подается газ, который, сгорая, нагревает теплоноситель. Вода подается в систему отопления под определенным давлением. Когда теплоноситель нагрелся выше верхней установленной планки, то котел переходит в режим ожидания.
Также происходит нагрев воды во втором контуре, который служит для обеспечения горячего водоснабжения. Чтобы вода из одного контура не попала во второй, используется сложный трехходовый клапан. При наступлении лета, когда в отоплении нет необходимости, напольный газовый двухконтурный котел можно перевести в летний режим. В этом случае трехходовый клапан перекрывает систему отопления. В результате теплоноситель будет обращаться только в одном контуре.
Нагрев включается от сигнала датчика давления. Как только реле замыкается от расхода воды более 2,5 л, происходит розжиг горелки, а затем автоматика подает команду на подачу газа. Аппаратура начинает нагревать теплоноситель до определенной температуры, а затем переходит в этап плавного регулирования.
Автоматика настраивается так, что горелка выключается, если температура воды на 5 градусов выше от заданной. А если вода остынет на 1 градус от минимального значения, то горелка вновь включится. При этом напольный газовый двухконтурный котел, настроенный на летний режим, не тратит мощность на нагрев контура отопления. Это позволяет существенно экономить топливо, а значит и средства пользователя.
Заключение
В этом обзоре мы разобрали основные различия газовых установок, представленных на рынке, рассмотрели типовые схемы применяемости. Выбор газового котла может стать не простой задачей, какой именно выбрать – Ariston, BAXI, Vaillant или Protherm? Дадим несколько советов.
Выбирайте котлы популярных марок, широко распространенные на рынке конкретного региона
Покупка изделий малоизвестных производителей может привести к ограничению срока эксплуатации котла до первой поломки.
Обратите внимание на материалы и изготовителей основных узлов котла (гидравлической группы, циркуляционного насоса, теплообменника). Предпочтение стоит отдавать известным мировым брендам и долговечным материалам изготовления.
Расширительный бак
Стоит посмотреть, достаточно ли будет для Ваших условий объема встроенного расширительного бака, потому что в разных котлах одной и той же мощности он может отличаться в диапазоне от 6 до 10 литров. Если система отопления предусматривает свой расширительный бак, то рекомендацией можно пренебречь.
Обязательно оцените стоимость владения котлом и доступность сервисной службы и запасных частей. Можно сравнить цены на основные узлы: теплообменник, электронную плату, вентилятор и другие. В разных регионах доступность запасных частей может быть разная, поэтому стоит отдавать предпочтение наиболее распространенным брендам, с которыми в случае поломки, например, в отопительный период не возникнет проблем.
При выборе сравнивайте техническое оснащение разных моделей: наличие функций самодиагностики, антизамерзания, постциркуляции, диапазоны регулировки мощности, наличие режима теплого пола (при необходимости) и возможности подключения опций программирования и погодозависимой автоматики.
В случае выбора одноконтурного котла под антифриз качестве теплоносителя уточняйте возможность его применения. Некоторые производители запрещают использование антифриза в своих котлах.
Обязательно изучайте условия гарантии на изделие. В некоторых случаях гарантия может исчисляться с даты изготовления изделия и если Вам продадут котел, который два года лежал на складе, Вы потеряете львиную долю гарантийного периода.
Что касается отзывов – не рекомендуем использовать их в качестве истины последней инстанции. Истории эксплуатации оборудования могут быть разные и зависеть от конкретных условий, региона, жесткость воды, качества электропитания, грамотности проектировщика и монтажника. Одни люди относятся бережно к вещам, соблюдают интервалы технического обслуживания и правила эксплуатации, другие считают, что к котлу можно 10 лет не подходить и все должно работать. В интернете часто можно встретить откровенно заказные отзывы или отзывы, написанные для поисковых машин, поэтому они зачастую необъективны и не несут абсолютно никакой ценности. Газовый котел уже давно не является роскошью и применяется повсеместно, поэтому, лучше воспользоваться отзывами владельцев, которые наверняка найдутся в непосредственной близости.
Надеемся, что этот материал поможет Вам в выборе газового котла для отопления частного дома, также рекомендуем посмотреть видео с рекомендациями профессионалов.