Путеводитель по отоплению

Конструкция и принцип работы газового напольного двухконтурного котла

Сегодня технологические разработки в сфере автономного отопления очень развиты. Есть множество моделей напольных котлов, которые подойдут под все индивидуальные критерии потребителя. Следует отметить, что газовый напольный двухконтурный котел – это самый популярный выбор владельцев частных домов. Такое оборудование является эффективным и экономичным. Также следует отметить, что можно приобрести как энергонезависимое устройство, так как работающее от электричества, оснащенное автоматикой, которая будет регулировать работу.

Напольный газовый котел, как правило, устанавливают в домах с большой площадью, так как он мощнее настенных. По размерам такой агрегат намного больше и по весу тоже. Особенно если газовый прибор чугунный. Таким образом, можно сделать вывод, что он сможет нагреть большое количество воды.

Двухконтурный напольный котел

Двухконтурный котел отопления – это устройство, которое обеспечивает отопление дома и горячее водоснабжение. Когда открывается водопроводный кран то вода, которая нагревалась в теплообменнике, поступает в контур горячего водоснабжения.

При этом процессе теплоноситель не нагревается для отопительного контура и не поступает туда. Теплоноситель в системе отопления остывает достаточно медленно, и даже если на протяжении длительного времени водопроводный кран открыт, то температура в доме может снизиться на 1-20С.

Принцип работы и конструкция

Основной задачей напольного газового котла является нагрев теплоносителя, который проходит через теплообменник (чугунный или стальной). Как правило, в качестве теплоносителя выступает вода.

Когда в систему попадает вода, то горелка в приборе зажигается. Вместе с горелкой начинает функционировать и циркуляционный насос, благодаря которому теплоноситель принудительно циркулирует по системе отопления. Но также комплектация котла может быть и без насоса, тогда циркуляция будет происходить естественным путем по принципу конвекции.

Современные напольные котлы оснащены автоматикой, которая после того как теплоноситель нужной температуры поступил в радиаторы отключает агрегат. И далее он находится в режиме ожидания. Расход газа в этом случае в разы уменьшается. Но автоматика такого типа работает от электричества.

Двухконтурный напольный котел работает и в летнее время, так как он обеспечивает дом горячей водой. Современные котлы отопления ставятся в режим функционирования по принципу газовой колонки. Принцип работы газового котла в данном случае заключается в перекрытии контура отопления трехходовым клапаном. И после этого теплоноситель поступает уже во вторичный теплообменник. После этого вода при открытии водопроводного крана поступает в контур горячего водоснабжения. Всеми этими действиями управляет автоматика.

Газовые двухконтурные напольные котлы отопления имеют такую комплектацию (рис. 1):

  • Газовая горелка;
  • Два теплообменника (могут быть чугунными, стальными и т.д.);
  • Циркуляционный насос;
  • Система для отвода продуктов сгорания;
  • Расширительный бак;
  • Автоматика.
Конструкция газового напольного прибора
Рис. 1 Конструкция газового напольного прибора

Горелка, работающая на газу, выглядит как конструкция с перфорацией, внутри которой находятся форсунки. Эти форсунки подают газ в камеру сгорания и при этом равномерно его распределяют. Это помогает максимально экономить расход газа и равномерно нагревать теплоноситель в теплообменнике.

Теплообменник выглядит как короб с трубчатым радиатором. Внутри этого радиатора циркулирует и нагревается вода. При сгорании газ выделяет тепловую энергию, и так как теплообменник находится над камерой сгорания, то происходит нагревание. В двухконтурном котле отопления есть первичный (чугунный или стальной) и вторичный теплообменники.

Как чугунный, так и стальной теплообменник имеют свои преимущества и недостатки. Не все модели напольных газовых устройств имеют циркуляционный насос. Следует отметить что котлы, которые имеют эту деталь в комплектации, являются энергозависимыми, так как циркуляционный насос в системе отопления работает только от электричества.

В напольных конструкциях система для отвода продуктов сгорания состоит их специальных патрубков, которые подключены к дымоходной трубе. Такая система работает по принципу естественной тяги (энергонезависимый). Но может быть и система с принудительным отводом продуктов горения, она является энергозависимой. Для этого нужен коаксиальный дымоход.

Расширительный бак нужен для излишков теплоносителя, который при нагревании расширяется. В каждом напольном котле отопления оборудована емкость, объем которой рассчитан под его мощность. Приблизительный объем становит 10% от количества всего теплоносителя в системе отопления.

Разные комплектации автоматики для газовых котлов
Рис. 2 Разные комплектации автоматики для
газовых котлов

Автоматика (рис. 2) это электронная комплектующая котла. Она регулирует работу котла и устанавливает нужные параметры. Это происходит благодаря различным датчикам, которые установлены в схеме. Также автоматика обеспечивает безопасность при функционировании агрегата. Автоматика укомплектована датчиками пламени, дыма и тяги. А также в автоматике газового агрегата есть термостат и программаторы. Благодаря им современные котлы с модернизированной автоматикой можно программировать на 5-7 дней вперед. То есть режим температур.

Установлено энергозависимое газовое устройство
Рис. 3 Установлено энергозависимое газовое
устройство

Теплообменники

В двухконтурном газовом котле есть два теплообменника (рис. 4):

  • Первичный;
  • Вторичный.

Принцип работы такой конструкции заключается в том, что первый теплообменник нагревается в камере сгорания, а вторичный теплообменник в дополнительной камере. Нагрев теплоносителя в дополнительной камере происходит из-за влияния топочных газов, которые выходят в дымоходную систему. Вторичная камера находится над первичной.

Первичный и вторичный теплообменники
Рис. 4 Первичный и вторичный
теплообменники

Теплообменник в газовом приборе отопления напольного типа может быть:

  • Стальным;
  • Чугунным.

Вторичный (верхний) теплообменник может быть из меди или алюминия. Как правило, изготовление обоих теплообменников происходит из одного материала. Но бывают и модели, в которых первичный теплообменник сделан из более прочных материалов (стальной или чугунный), а вторичный теплообменник изготовлен из меди, алюминия или нержавейки. Это можно объяснить тем, что нижний радиатор подвергается высоким температурам, а на верхний радиатор влияют температуры намного ниже.

Двухконтурный чугунный напольный газовый котел отличается своей высокой прочностью, а значит и служит долго. Но следует сказать, что чугунный прибор отопления нужно транспортировать со всей осторожностью, так как есть риск повредить целостность чугунной детали или корпуса. Это объясняется тем, что чугунный котел устойчив к высоким температурам, а к механическим повреждениям наоборот чувствителен. И как результат неаккуратной транспортировки на чугунном приборе могут образовываться сколы и трещины.

Чугунные теплообменники могут прослужить до 50 лет, а стальным пророчат намного меньше до 20 лет. Срок эксплуатации зависит от условий, в которых работает агрегат. При выявлении неполадок с теплообменником стальную деталь можно отремонтировать, чего нельзя сказать о чугунной. Чугунный теплообменник ремонтировать нельзя, его придется менять полностью.

Чугунный теплообменник от промышленного агрегата
Рис. 5 Чугунный теплообменник от
промышленного агрегата

Стальной теплообменник обладает также своими положительными качествами, например, стойкость к коррозийным процессам, а также имеет большую теплоотдачу. В этом чугунный теплообменник уступает стальному.

Стальная камера сгорания и теплообменник обычно имеет конструкцию сложнее, чем в чугунном, именно по этому они эффективнее.

Камеры сгорания

В двухконтурных котлах напольного типа может быть камера сгорания двух типов:

  • Открытая камера;
  • Закрытая камера.

Энергонезависимый газовый двухконтурный напольный котел с открытой камерой сгорания использует для горения воздух из помещения, в котором он установлен. А значит устанавливать такой агрегат нужно в отдельно отведенном для этого помещении – котельной. И обязательно в нем должна быть хорошая вентиляция и наличие окна. Это нужно как для газового котла отопления, который при недостаточном поступлении воздуха плохо будет функционировать, так и для того чтобы не подвергать людей дискомфорту.

Газовое устройство отопления с открытой камерой горения опасен тем, что если кислород не будет поступать в нужном количестве, то будет поступать в помещение угарный газ. А такая ситуация уже несет опасность для жизни человека.

Газовые устройства отопления с камерой сгорания открытого типа могут быть и энергонезависимыми.

Напольные котлы с закрытыми камерами горения оснащены коаксиальным дымоходом (конструкция по типу «труба в трубе»). То есть системой принудительной тяги. Продукты сгорания в таком котле отопления выводятся с помощью вентилятора. Кислород для горения в газовом устройстве поступает также через коаксиальный дымоход. Так как его конструкция предусматривает трубу большего диаметра, в которой размещена труба меньшего диаметра. Через меньшую трубу выводятся продукты горения, а через большую поступает воздух в камеру сгорания. Этот дымоход можно устанавливать в любом положении, как вертикально, так и горизонтально.

Газовый котел с камерой горения закрытого типа является энергозависимым так как, вентилятор работает только от электричества. Одним из главных преимуществ является то, что этот агрегат можно установить в любом помещении, то есть для этого не нужно выделять специальное помещение – котельную.

Горелка

Двухконтурные напольные котлы могут иметь 2 вида горелки:

  • Атмосферная горелка (энергонезависимая);
  • Наддувная горелка (с встроенным вентилятором).

Когда в газовом котле отопления установлена атмосферная горелка (рис. 6), то принцип функционирования устройства достаточно прост. Газ из магистрали в нее подается под давлением, а воздух для горения поступает при естественной тяге. Котлы отопления с такой горелкой дешевле остальных и просты в эксплуатации, что делает их достаточно популярными. Это можно объяснить тем, что часто они энергонезависимые газовые конструкции. Но следует отметить, что КПД такого газового агрегата ниже, этот показатель составляет около 90%.

Атмосферная горелка
Рис. 6 Атмосферная горелка

Атмосферные горелки кроме своей простоты имеют и другие преимущества, например бесшумная работа и нет потребности в ее дополнительном обслуживании. Наддувной тип горелки (рис. 7) устанавливают на мощные газовые напольные приборы отопления (100 кВт и более этого). Следует сказать, что такие газовые агрегаты энергозависимые, так как эта горелка оснащена вентилятором. Именно благодаря этому вентилятору происходит поступление воздуха. Положительными сторонами этих котлов является их неприхотливость к давлению в магистрали и высоте дымохода.

Наддувная горелка в газовом устройстве отопления
Рис. 7 Наддувная горелка в газовом
устройстве отопления

Недостатком такой горелки является шум при функционировании и дороговизна.

Бойлер с газовым агрегатом

Бойлер, установленный в системе с чугунным газовым котлом, является накопительным баком. К одноконтурному котлу подключается бойлер для обеспечения горячего водоснабжения дома. А к двухконтурным газовым агрегатам подключают бойлер для того чтобы обеспечить в контуре ГВС большое количество воды. Например, если в доме проживает много людей и расход воды большой.

Конструкция бойлера косвенного нагрева
Рис. 8 Конструкция бойлера косвенного
нагрева

Возможны модели двухконтурных котлов отопления, которые изначально покупаются уже с бойлером косвенного нагрева, и он встроенный. Часто к одноконтурным газовым агрегатам, которые функционируют достаточно давно, устанавливают еще бойлер послойного нагрева. Такой бойлер укомплектован проточным нагревателем. Такой выбор зависит от индивидуальных потребностей. А именно, нужно выбрать, что подходит лучше легкая транспортировка и монтаж или же компактность прибора. То есть бойлер с котлом отопления могут иметь раздельную комплектацию или смежную.

Преимущества газового напольного устройства отопления с бойлером косвенного нагрева:

  • Компактность установки, это объясняется тем, что бойлер находится внутри корпуса и не нужно для него отводить отдельное место;
  • Газовый котел с бойлером косвенного нагрева удобен в домах, где нет централизованной подачи воды;
  • Подача воды из бойлера происходит одновременно с отоплением дома;
  • Такая конструкция достаточно экономна, так как вода для отопления греется одновременно с водой для ГВС. А значит с бойлером косвенного нагрева можно сэкономить газ.

К недостаткам бойлера косвенного нагрева можно отнести:

  • Небольшой объем емкости бойлера;
  • Нужно получить дополнительное разрешение на установку прибора отопления с бойлером косвенного нагрева от газовой службы.
  • Значительным недостатком является то, что при поломке напольного устройства отопления и бойлер перестает функционировать.

Двухконтурный чугунный газовый прибор напольного типа с бойлером послойного нагрева (рис. 9) эффективно функционируют, так как в бойлер вода поступает уже немного нагретой. Можно отметить такие преимущества такой системы:

  • Бойлер послойного нагрева вмещает больше воды для использования, их производительность намного больше, чем у бойлеров косвенного нагрева;
  • Горячая вода быстро нагревается и поступает в верхние слои.
Отопительный чугунный прибор с установленным бойлером послойного нагрева
Рис. 9 Отопительный чугунный прибор с
установленным бойлером послойного
нагрева

Мощность

Напольные модели газовых котлов могут иметь разную мощность, то есть работают в разных режимах:

  • Одноступенчатые – с одним уровнем мощности;
  • Двухступенчатые – с двумя уровнями мощности;
  • Котлы с модуляцией – есть возможность плавно регулировать мощность прибора.

Наиболее практичным выбором является агрегат с модуляцией, так как не всегда нужно, чтобы прибор работал на полную мощность. Также подойдет и двухуровневый котел. Работу таких приборов можно регулировать под нужную температуру. Такие газовые приборы, как правило, оснащены автоматикой.

Напольные котлы отопления, мощность которых можно регулировать являются экономнее, так как расход газа при регулировании снижается. Также они экологичные, так как соответственно при сжигании меньшего количества газа происходит и меньше выбросов в атмосферу. Современные агрегаты оснащены модернизированной автоматикой, которая может регулировать нужный температурный режим, согласно температуре на улице.

Следует отметить, что к одноступенчатым агрегатам нельзя подключать бойлер, чего нельзя сказать об двухступенчатых и котлах с модуляцией напольного типа.

Правила монтажа газового устройства

Важно знать правила, согласно которым должно быть обустроено помещение – котельная. А именно, площадь такого помещения должна становить не менее 4 м2, но при расчете площади котельной нужно учитывать мощность оборудования. Также есть требования к окнам и дверям этого помещения: эти проемы должны иметь ширину не менее 80 см.

Важно провести теплоизоляцию из негорючих материалов в месте, где будет установлена напольная модель газового котла отопления. То есть пол и стены. На полу можно сделать бетонную заливку или застелить лист металла. Стены в этом месте, как правило, тоже обшиваются листом металла. По близости с газовым напольным прибором не нужно размещать никаких предметов. Минимальное расстояние от других предметов должно составлять 30-40 см.

Дымоход должен быть оборудован по всем правилам безопасности. Над крышей он должен возвышаться не менее чем на 1 метр (в энергонезависимых моделях), а диаметр патрубка должен соответствовать диаметру выхода из газового котла. Труба для отвода продуктов горения должна быть изготовленной из нержавеющей стали. Так как этот материал не подвержен процессам коррозии и является термостойким.

Обязательно нужно устанавливать возле напольного газового котла фильтр, а именно на трубу, которая подает воду. Это нужно для того чтобы засорения которые есть в центральной магистрали не попадали в прибор. Такие засорения значительно ухудшают его работу, и выводят из строя теплообменник (как чугунный, так и стальной).

Устанавливать газовый котел отопления нужно таким образом, чтобы можно было легко его отключить для ремонта или обслуживания. Газ нужно подводить только с помощью металлических труб, так как патрубки в виде шлангов не предназначены для такого оборудования, они очень скоро теряют свою герметичность, а это может привести к опасной ситуации. В современных моделях автоматика выполняет функцию такой защиты.

Энергонезависимые котлы нужно устанавливать в доме, где могут быть перебои с подачей электроэнергии. Например, в дачных поселках, селах и т.д. А также следует отметить что, система отопления для энергонезависимого котла монтируется на определенной высоте, так как выше высчитанной точки вода не будет подниматься.

Что касается труб системы с энергонезависимым агрегатом, то их диаметр должен быть больше, чтобы циркуляция была эффективной. А также должны соблюдаться все уклоны труб. В энергонезависимых котлах дымоход должен быть выше и диаметр трубы, которая отводит продукты горения, больше.

Статьи по теме:
Газовый котел ДонГазовый котел Дон
Одноконтурный газовый котел с закрытой камерой сгоранияОдноконтурный газовый котел с закрытой камерой сгорания
Какой газовый двухконтурный котел выбратьКакой газовый двухконтурный котел выбрать