Принцип работы двухконтурного газового котла отопления

Основные виды двухконтурных отопительных котлов

Системные особенности конструкции газовых двухконтурных установок разделяют на два вида:

  1. Настенное оборудование.
  2. Напольный агрегат.

Что же касается дальнейшего разделения котлов на подвиды, то существуют модели с:

  1. Закрытой камерой сгорания.
  2. Открытой камерой сгорания.

Настенный вариант изделия рассчитан на отопление комнат, площадь которых достигает максимально отметки в 200 м 2 . Они имеют компактные размеры и могут размещаться в любом помещении дома.

Настенные модели, оборудованные открытой камерой, встречается достаточно редко в домашнем использовании. Стоимость такого агрегата достаточно низкая, при этом оборудование остается энергонезависимым. Это является основными критериями выбора установок подобной конструкции.

Стильным дизайном и функциональностью обладают варианты с закрытой камерой.

Также установка остается очень чувствительной к качеству воды, ведь все процессы происходят в тонкостенных трубах, которые быстро выходят со строя при низком качестве водопроводной жидкости.

Напольные котлы применяются для отопления больших по площади помещений с размером более 200 м 2 . Конструкция установки с открытой камерой сгорания требует оборудования в отдельной комнате, так называемой котельной. Теплообменник в таких моделях изготовлен из чугуна. Этот материал отличается превосходными термическими свойствами, прочный, устойчив к воздействию коррозии, долговечен в эксплуатации.

Закрытая камера сгорания не нуждается в отдельном помещении, что позволяет устанавливать отопительное оборудование в удобном месте. НО данный вид котла имеет достаточно высокую стоимость.

Конструкционные характеристики

Отопительный прибор состоит из двух теплообменников (для отопления и горячей воды), регулировки температуры и горелки. Такое строение обеспечивает качественную и надежную работу оборудования и легкость в эксплуатации.

Благодаря двум контурам система обеспечивает весь дом отоплением и постоянной горячей водой. В целях безопасности отопительный котел перекрывает подачу газа, если пламя отсутствует.

Виды котлов

Настенные двухконтурные котлы отопления могут встречаться в двух видах:

  • битермические;
  • дуотермические.

Первый тип представляет собой конструкцию из двух стальных трубок, расположенных одна в другой. Внутренний контур обеспечивает горячее водоснабжение, внешний – отопление. Такая система очень эффективна. Дуотермические котлы состоят из двух контуров теплообмена. В каждом резервуаре есть прочная трубка из меди, которая, нагреваясь, отдает тепло в обе системы (ГВС и отопление). Тогда расход тепла минимизирован.

Мощность

Выбирая отопительный прибор, особое внимание нужно уделить показателям мощности. Традиционно норму можно рассчитать по формуле: 1 кВт х 10 м2

Двухконтурный котел должен иметь мощность не менее 24 кВт. Это обеспечит комфортные условия в любое время года.

Не стоит беспокоиться о чрезмерном расходе топлива, если площадь квартиры меньше 240 м2: устройство затрачивает ровно необходимое количество газа для обогрева помещения.

Объем бака и тип горелки

Средний объем бака для воды составляет от 30 до 60 л. Если расход воды гораздо больше (актуально для частного дома), нужно устанавливать дополнительный бойлер. Стандартный котел обеспечивает до 15 л горячей воды при температуре 35С°. Конструкция рассчитана таким образом, что даже в холодное время года температура будет настроена на максимальный комфорт.

В современном оборудовании для отопления применяют два типа горелок: открытая и принудительная. Наиболее экономичный первый вариант, поскольку на него затрачивается минимальное количество энергии.

Теплообменник и расход газа

Главным критерием при выборе теплообменника является материал. Самым распространенным металлом считается чугун. Ему свойственна долговечность (при правильной эксплуатации) и высокая теплопроводность. Большой вес металла и хрупкость – основные недостатки устройства отопления. Стальные теплообменники более легкие, надежные, а при хромировании еще и устойчивы к коррозии.

Расход газа связан с мощностью котла. Чем больше мощность, тем выше потребность в топливе, а значит, устройство будет затрачивать больше газа.

Функции обвязки

Обвязка — это комплект приборов, устройств, и трубопроводов, используемых для передачи теплоносителя к батареям отопления. В структуру ее включена вся система теплоснабжения, исключая радиаторы.

Любое газовое оборудование потенциально опасно. Ошибки при установке приводят не только к проблемам с обогревом жилища, но и к взрывоопасной ситуации. При составлении проекта и монтаже необходимо неукоснительно соблюдать требования безопасности и нормы СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Подбор схемы зависит от типа устанавливаемого котла, конструкционных и функциональных особенностей здания, вида системы теплоснабжения. Схему нужно заранее спланировать, подобрать оптимальные точки для установки оборудования, определить нюансы обустройства трубопроводов.

Котел — основной элемент системы теплоснабжения

Обвязка выполняет такие важные функции:

  1. Контроль давления. При правильно устроенной обвязке нивелируется тепловое расширение, следовательно, давление не достигнет опасных значений.
  2. Недопущение завоздушивания. Пробки в трубопроводе образуются из-за пузырьков воздуха. Эффективность обогрева снижается, так как батареи полностью не нагреваются при неизменном расходе топлива.
  3. Предупреждение засоров. При неправильной обвязке котла в трубах и батареях велик риск образования ржавчины и окалины. Присутствие в жидкости даже мелких частиц мусора приводит к загрязнению всей системы. Это приводит к повышению расхода топлива и, соответственно, затрат на теплоснабжение при потере его качества.
  4. Подсоединение дополнительных контуров. Допускается установка «теплого пола», накопительного бойлера.

Качество обогрева дома зависит от способа подсоединения газового отопителя к трубам и прочим элементам, потому план обвязки должен подбираться и разрабатываться заранее.

Правила установки на стену или пол

Газовый агрегат нужно размещать внутри отдельного помещения. которое соответствует таким требованиям:

  1. Имеется окно, которое можно открыть в любой момент.
  2. Наличие действующей вентиляции.
  3. Наличие газовой и водопроводных труб.
  4. Наличие розетки для обеспечения работы циркуляционного насоса и электроники. Конечно, она должна быть концом отдельной ветви, которая отходит от электрического щитка. Этот кабель должен быть подключен к отдельному защитному автомату. Кроме этого обязательным является заземление.

Также есть требования относительно правильности размещения котла в доме. Они такие:

  1. Расстояние между главным элементом системы отопления и другими газовыми приборами должно превышать 20 см.
  2. Вблизи не должно быть окна.
  3. Дистанция между котлом и розеткой должна составлять как минимум 0,5 м (по крайней мере, такие рекомендации дают производители). Вообще, чем дальше розетка от котла, тем лучше. Стоит добавить, что некоторые модели имеют кабель питания без вилки. Это означает, что провод нужно подключать своими руками сразу к размещенному в электрощитке автоматическому выключателю.
  4. Пространство между боковыми стенками котла и прилегающими стенами или предметами должно быть больше 15 см.
  5. Стена, на которую или вблизи которой проводится монтаж котла, должна быть прочной и покрытой невоспламеняющимися веществами. Если стена такая, которая может загореться, ее следует покрыть как минимум 3-мм негорючим материалом. Об этом часто отмечают в различных видео.

Как устроен газовый котел

Принцип работы газового котла отопления в самых общих чертах можно описать следующим образом: тепло, образующееся за счет сгорания газа, передается жидкости, которая затем перемещается по системе отопления, нагревая помещение.

Схема любого газового отопительного устройства обычно предусматривает наличие нескольких основных узлов:

  • Горелка;
  • Теплообменник;
  • Расширительный бак;
  • Газовый клапан;
  • Система автоматики.

Специфика двухконтурного котла часто предполагает некоторые особенности его внутреннего устройства. Так, например, многие модели оснащаются двумя теплообменниками, каждый из которых отвечает за подогрев «своего» участка. Кроме того, двухконтурный агрегат всегда имеет специальный трехходовой клапан, который переключает его режимы работы (с отопления на горячее водоснабжение и наоборот).

Горелка

Это прямоугольная конструкция с расположенными в определенном порядке отверстиями, через которые подается газ от расположенных снизу форсунок. В зависимости от типа и производительности, газовый котел может оснащаться двумя видами горелок:

  • Атмосферные
    . Газ подается в камеру сгорания исключительно за счет давления в магистрали. Такая горелка работает практически бесшумно и стоит дешевле, поэтому применяется чаще, но ее КПД обычно не превышает 90%;
  • Наддувные
    . Принцип ее работы иной — воздух подается в камеру сгорания при помощи вентилятора. Обычно такие горелки не встраиваются внутрь газового тракта, а устанавливаются при помощи специального внешнего подключения. Их основные преимущества — более высокий КПД и устойчивая работа при нестабильной подаче газа.

По возможности регулировки мощности горелки делятся на три класса:

  • Одноступенчатые
    — пламя всегда горит одинаково. Понятно, что это негативно сказывается как на сроке службы, так и на экономичности приборва;
  • Двухступенчатые
    . Такие горелки немного лучше. Они позволяют использовать агрегат в двух режимах: 50 и 100% мощности;
  • Модулируемые
    . Здесь встроена плавная схема регулировки мощности в широких пределах. Газовый котел с такой горелкой будет максимально экономичным и прослужит дольше других.

Теплообменник

Как мы уже отмечали, двухконтурный котел может использовать один или два теплообменника.

Схема с двумя теплообменниками предполагает монтаж первичного устройства в виде медных труб с пластинчатым оребрением непосредственно над горелкой. Такой конструктивный принцип позволяет передавать тепло газового пламени непосредственно теплоносителю с максимальной эффективностью. Вторичный теплообменник обычно выполняется в виде набора тонких металлических пластин, проходя через которые проточная вода нагревается от горячего теплоносителя.

Если же в котле отопления используется единый теплообменник, то он называется битермическим и представляет собой конструкцию из двух соосных труб. По внутренней трубе проходит сантехническая вода, а внешняя поверхность нагревает теплоноситель.

Преимущества подключения двух теплообменников для двухконтурного котла достаточно очевидны:

  • При выходе из строя вторичного теплообменника газовый котел продолжает работать в режиме отопления;
  • Первичный теплообменник не подвергается избыточной коррозии из-за постоянно меняющегося состава циркулирующей жидкости;
  • Монтаж вторичного теплообменника при выходе его из строя значительно проще и дешевле, чем замена битермического целиком.

Расширительный бак

При нагревании теплоносителя происходит его расширение и увеличение объема. Ввиду этого схема отопления должна предусматривать специальную емкость, в которую будут отводиться излишки жидкости. Обычно требуемый размер бачка можно оценить как 10% от всего объема теплоносителя в системе. Иногда может возникнуть ситуация, когда встроенного бачка не хватит, и потребуется монтаж внешнего.

Газовый клапан

Наличие газового клапана – обязательное условие для подключения системы к магистральному газу. Он регулирует степень подачи топлива, а управляет им схема автоматики. В случае каких-либо поломок подача газа в двухконтурный котел сразу же отключается.

Система автоматики

Схема автоматического регулирования режимов работы двухконтурного теплового агрегата представляет собой набор датчиков, которые анализируют состояние узлов и мест подключения к входным и выходным трассам, и исполнительного устройства, вырабатывающего необходимые сигналы управления:

  • Датчики температуры (по их показаниям регулируется модулируемая горелка);
  • Датчики газового блока — контролируют давление в топливной магистрали;
  • Датчики электроснабжения — включают и выключают котел при перебоях с электричеством.
  • Средства самодиагностики.

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

Что должно быть в обвязке

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

  • Манометр. Для контроля давления в системе.
  • Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
  • Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается  некоторое количество теплоносителя).
  • Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.
  • Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Так выглядит группа безопасности

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котла

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

Специфика обвязки полипропиленом

Весомым плюсом полипропиленовых трубопроводов признают возможность создать контур любой сложности, что в принципе не очень интересует тех, кем обвязка котла отопления своими руками осуществляется впервые. Чем проще схема будущей системы, тем легче будет воплотить задумку. Да и производительность отопления обратно пропорционально степени сложности: чем проще, тем эффективней. Для выполнения соединений домашний мастер может пользоваться, как технологией сварки, так и подобранными строго по размеру труб фитингами. Правда, при малейших «подвижках» в местах установки фитингов, система может начать слегка протекать.

С помощью полипропиленовых труб можно создавать контуры отопления любой сложности, однако следует помнить, что сложность затрудняет монтаж и сокращает КПД системы отопления

Желательно, чтобы у создаваемой системы отопления было наименьшее количество соединений. Если есть возможность сделать плавный переход, ею нужно воспользоваться.

Полипропиленовый трубопровод без проблем будет работать 40 лет, гарантированных производителем, прекрасно выдержит давление, значения которого превышают 25 бар. Без нанесения вреда структуре материала по трубам может циркулировать теплоноситель с температурой 95º. Однако есть ограничение, учесть которое необходимо, если осуществляется обвязка газового котла.

Подключение газа к котлу обязательно должно быть жестким, строительные требования диктуют применение металлических элементов для соединения и использование паронитовой прокладки

У подводки газа к котлу должно быть жесткое соединение. Строительными требованиями рекомендована металлическая труба и состыковка с генератором тепла через металлический сгон или «американку». Использовать можно только прокладку из паронита. Резиновые материалы, фум-ленты, пакля запрещены. Паронит, полученный путем вулканизации смеси асбестовых волокон, минеральных наполнителей и каучука, отлично держит форму, обеспечивает герметичность и не горит. Другие прокладочные материалы склонны к возгоранию, а зажатая между элементами резина может сократить размер газового прохода. При уменьшении диаметра прохода будет сокращена подача газа, и котел не будет поставлять требующееся количество тепла.

Что представляет собой двухконтурный газовый котел?

Двухконтурное газовое устройство является эффективным универсальным агрегатом, который обеспечивает горячим водоснабжением и отоплением дома.

Большая часть современных конструкций функционирует по приоритету нагрева воды. Мощность системы, в момент открытия водопроводного крана, направляется в контур для обогрева воды. Что же касается теплоносителя, то он в этот момент уже перестает нагреваться. При этом, даже при использовании горячей воды на протяжении длительного периода времени, температурный режим в комнатах практически не изменяется.

Если котел работает с помощью природного газа, то установка является энергоэффективной и функциональной. Стоимость оборудования достаточно низкая, при этом отличается превосходными эксплуатационными свойствами, что обеспечивает высокий спрос на приборы данного типа.

Как сделать газовое отопление частного дома своими руками

Монтаж автономного отопления своими руками вполне по силам человеку, имеющему навыки подобных работ

Подробно рассмотрены различные схемы монтажа, уделено внимание отдельным деталям

Самостоятельно можно выполнить все работы по монтажу системы отопления дома, кроме:

  1. врезки системы отопления дома в газовую сеть;
  2. проектирования газового отопления дома.

Врезку и проектирование выполняют только специализированные организации, имеющие лицензии. 

Порядок работ

Принцип работы водяного отопления следующий: вода, нагретая газовым котлом, естественным или принудительным образом циркулирует по трубопроводам, отдавая помещениям тепло. Оптимальная схема отопления двухэтажного частного дома включает устройство системы с теплыми полами на первом этаже и радиаторного отопления на втором этаже. Циркуляция теплоносителя может быть естественной (самотечной) или принудительной (циркуляционным насосом).

Рассмотрим порядок монтажа автономного газового отопления на примере 2-ух этажного дома:

  1. монтаж котла в котельной на первом этаже;
  2. монтаж группы безопасности, расширительного бака, циркуляционного насоса
  3. установка насосно-смесительного узла для теплых полов для циркуляции теплоносителя нужной температуры;
  4. установка коллектора для теплого пола;
  5. укладка теплого пола (спецификацию материалов и порядок работы можно найти в интернете);
  6. установка радиаторов и подключение их к коллектору во всех помещениях второго этажа;
  7. по окончании полного монтажа отопления делается заливка бетоном теплого пола.

Схемы отопления частного дома с газовым котлом могут быть двух типов:

1. Одноконтурная схема отопления частного дома с газовым котлом (замкнутая, рассчитанная только на обогрев помещений)

2. Двухконтурная схема с использованием специального котла (одновременно отопление и нагрев водопроводной воды)

Схемы разводки автономного отопления

Разводка отопления от газового котла основана на нескольких типовых схемах отопления, которые отличаются по типу циркуляции теплоносителя (обычно воды) и по методам разводки трубопроводов. Различают следующие виды монтажа отопления:

  • Однотрубная разводка отопления, в которой трубы закольцованы, а радиаторы расположены последовательно. Теплоноситель, выходя из котла, проходит каждый радиатор по очереди. Температура теплоносителя по мере движения снижается. Примитивна и несовершенна, поскольку температура теплоносителя к концу цикла падает.
  • Система «ленинградка» с выделенными байпасами радиаторами является промежуточной и позволяет устранить часть проблем однотрубной схемы;
  • Усовершенствованная система «ленинградка» с запорными и балансировочными вентилями;
  • Двухтрубная разводка представляет параллельно друг другу идущие трубы подачи и обратки. Позволяет отработавший в радиаторе теплоноситель возвращать для подогрева в котел. Подача теплоносителя к радиатора по такой схеме происходит без потерь тепла.
  • Лучевая (коллекторная) разводка распределяет собранный теплоноситель по отдельным радиаторам. Схема сложная, используется нечасто.

Схемы отопления 2-х этажного частного дома могут быть следующие:

1. Система отопления открытого типа

Расширительный бачок — открытая емкость с входным патрубком, подключенным к стояку подачи. Он устанавливается в самой высокой точке системы отопления — теплоноситель не переливается наружу, а расширительный бачок дополнительно выполняет роль воздухоотводчика.

Схема автономного газового отопления открытого типа 

2. Система отопления закрытого типа

В системе устанавливается герметичный расширительный бачок, разделенный эластичной мембраной на водяную и воздушную камеры. При температурном расширении излишки теплоносителя попадают в водную камеру бачка. Давление в воздушной камере возрастает, и при снижении температуры давлением теплоноситель возвращается в трубопроводы. Бачок может быть установлен в любой точке, но обычно его монтируют рядом с котлом на трубе обратки. Устанавливается предохранительный клапан сброса давления.

Схема с естественной и принудительной рециркуляцией, которые используются при отоплении двухэтажного частного дома

Предохранительные клапаны

открытой системе отопленияуберечь котел от повреждений

Во время реагирования клапана часть воды вытекает из системы, что обеспечивает сброс давления и защиту. Вставлять трубку для отвода в канализацию не следует, поскольку причина снижения давления не будет ясна. Можно обойтись воронкой. Кстати, нет нужды забрасывать септик в теплоноситель.

Воздухоотводчик . Деталь необходимо ставить сразу после монтирования котла, чтобы избежать «завоздушивания». Зачастую его забывают просто открыть. Это свойственно и для настенных вариантов с заводской функцией. К слову, циркуляционный насос тоже проветривается.

Воздушник должен стоять строго вертикально вверх. В случае, когда он начинает протекать, перед ним стоит отсечной клапан, поэтому замена на новый займет пару минут.

Циркуляционный насос. Насос исправно будет работать только при горизонтальном положении оси, и такое положение заметно продлит «жизнь» подшипникам.

Механизм желательно защитить от грязи и мусора извне. Отдельно продаются сетчатые фильтры

Радиаторы. Недочеты при подключении панельного радиатора к теплоносителю. Проект радиаторов подразумевает подсоединение подающей трубы к внутреннему парубку, находящемуся почти в центре, и к крайнему — в обратной трубе. Обратный порядок соединения снизит в два раза теплоотдачу радиатора. Кстати, декоративные экраны нарушают теплообмен на 10- 20%.

Грамотный монтаж и верность расчетов мощности помогут создать максимальный комфорт для проживания в загородном доме в любое время года.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий