Автор: В современных реалиях газовые двухконтурные котлы более часто используются для обогрева жилищных помещений. Представим следующую ситуацию: вы приобретаете агрегат для отопления, изучаете инструкцию по его эксплуатации, после этого начинаете им пользоваться. При этом вы не знаете, из чего складывается котел и как он действует. Думается, не необходимо объяснять, что в работе любого устройства всегда могут быть непридусмотренные перебои, и чтобы хотя бы своими силами определить их причины не будет мешать выучить рабочий принцип двухконтурного газового водогрея, предназначенного для обогрева и подачи в дом горячего водообеспечения.
Как работает двухконтурный газовый котел
Основанием любого котла считается корпус, он может быть круглой или четырехугольной формы. В середине расположена топка, с наружной стороны ее стенки покрыты материалом для теплоизоляции. Снизу находится устройство газовых горелок с запальным фитилём.
Сверху поставлен главный чугунный теплообменный аппарат или стали выдерживающей жару, через который течет тепловой носитель. Вторичный теплообменный аппарат для обеспечения ГВС находится вне топки. Перед горелкой вставляется автоматизированный компонент, который в себя включает газовый клапан и термостатический регулятор с датчиком нагрева (термопарой).
Для распределения потоков теплового носителя и подмешивания в схеме применяется трехходовой клапан. Общее приспособление двухконтурного газового котла можно рассмотреть на примере стенового агрегата работающего на газе с открытой камерой бренда VAILLANT производства Германии.
Помимо ключевого оборудования, очень технологичные котлы на газу снабжены циркулярным насосом, вентилятором для принудительной воздушной подачи и расширительным бачком. В очень дорогих комплектациях есть второй расширительный бачок для ГВС или встроенный водонагреватель косвенного нагрева.
Пламя атмосферной горелки нагревает ключевой теплообменный аппарат, в нем с применением насоса двигается тепловой носитель, это и есть рабочий принцип газового водогрея. Температура теплового носителя меряется датчиком и поддерживается на определенном уровне электронным блоком управления. Это происходит так:
- Тепловой носитель двигается по малому кругу через главный теплообменный аппарат, трехходовой клапан и насос.
- Температурный датчик фиксирует водонагрев до конкретного значения и передает импульс блоку управления, который подает команду электрическому приводу трехходового клапана.
- Трехходовой клапан начинает открывать поток теплового носителя снаружи, из системы, подмешивая к нагретой воде. Чем больше она нагревается, тем крепче клапан открывает наружный поток. Подобным образом, температура на выходе всегда постоянна.
- Когда температура всей воды в системе может достигать заданного значения, блок электронного управления действует на газовый клапан и тот закрывает топливоподачу, горелка выключается. Пламя остается лишь на запальнике.
- Как только тепловой носитель стынет, контроллер подает команду и открывает газовый клапан, после этого горелка автоматично поджигается от запального фитиля.
Автоматика газового водогрея
В недорогих комплектациях котлов функции управления горелкой исполняет автоматизированный газовый клапан, соединенный в один блок с терморегулятором. Используется весьма простой рабочий принцип внешнего водяного термостата газового водогрея, при котором привод газового клапана связан со штоком терморегулятора. Шток передвигается под влиянием термопары, объединенной с ним капиллярной трубкой. Движение штока исчерпывается ручкой, которой на котле устанавливают необходимую температуру.
Термопары бывают двух вариантов. Первая применяет принцип расширяющейся жидкости, помещенной в закрытое пространство корпуса. При нагревании термопары жидкость начинает увеличиваться и через капиллярную трубку влиять на шток внешнего водяного термостата. Другой рабочий принцип термопары котлов работающих на газу построен на другом явлении: если обогревать стык 2-ух различных металлов, то на проводах, припаянных к этим металлам, появляется небольшое напряжение, до 50 мВ. В данном случае привод газового клапана оснащен электромагнитом, который выключается при остывании термопары и закрывает газ. Схема автоматизированного клапана показана на рисунке.
Схема автоматизированного клапана
При розжиге при помощи пьезоэлемента рабочий принцип автоматики газового водогрея такой:
- Регулировочное колесо нажимается рукой, при этом на запальной фитиль подается газ.
- Второй рукой нажимается кнопка пьезового розжига, на запальнике проскакивает искра и он загорается.
- Колесо держится на протяжении 10—30 сек. Это необходимо чтоб термопара нагрелась и зафиксировала газовый клапан в положении открыто.
- Колесо отпускают и поворачивают в нужное положение. На главную горелку подается газ и она поджигается от запального фитиля.
- При резком отключении газа устройство газовых горелок и запальной фитиль затухают. Требуется пару секунд, чтобы остыла термопара и отпустила привод газового клапана, который здесь же перекроет газ.
Это незамысловатая автоматика безопасности, не требующая подсоединения к электрической сети. Но она инерционна, другими словами, для ее срабатывания необходимо время для нагревания или остывания термопары. Все таки, в согласии с нормами, эта автоматика должна стоять на каждом котле, так как она надежна и не просит электричества. Лишены инерции электронные детали и датчики, управляемые контроллером, но все равно они могут применяться только одновременно с базисной автоматикой.
Описание работы контура для ГВС
В отопительных установках с контуром для ГВС есть вторичный водо-водяной теплообменный аппарат. Прохладная вода из под крана идет через его трубки и нагревается от теплового носителя, который с наружной стороны омывает эти трубки, при этом потоки двигаются навстречу друг дружке. Для переключения потоков применяется следующая рабочая схема двухконтурного газового водогрея:
- В режиме теплоснабжения тепловой носитель двигается от входа к выходу по маршруту: насос циркуляционный — главный теплообменный аппарат – переключающий клапан – выход.
- При открытии крана горячей домашней воды датчик расхода фиксирует проток воды через вторичный теплообменный аппарат и подает сигнал контроллеру.
- Блок электронного управления переключает клапан и поток горячего теплового носителя направляется во вторичный теплообменный аппарат, нагревая собой холодную проточную воду.
- После выхода из вторичного водогрея тепловой носитель проникает в подающую магистраль теплоснабжения. После закрытия крана клапан переключает потоки обратно и прямое движение теплового носителя востанавливается.
Иная рабочая схема котла с приготовлением ГВС предоставлена на рисунке.
Тут не присутствует вторичный нагреватель воды, взамен него функцию нагрева воды из крана исполняет главный теплообменный аппарат трудной конструкции. Для эффектной передачи тепла в нем созданы трубки криволинейной формы, помещенные в текущий тепловой носитель. В середине трубок проходит вода из магистрали, которая нагревается от теплового носителя, а его температура увеличивается благодаря работе горелки.
Заключение
Изучив рабочий принцип двухконтурного котла, делаем вывод, что его приобретение есть смысл для обслуживания не больше чем 2 потребителей. Степень автоматизации установок зависит от определенного изготовителя и стоимости изделия, но самый маленький набор автоматики безопасности должен находиться в первую очередь.
