Устройство и принцип работы газовых котлов

Последние несколько лет набирают популярность конденсационные газовые котлы.

Как работает конденсационный котел

Конденсационные котлы

  • PROTHERM Lynx Condens 25 MKO 31 200 грн Купить
  • VAILLANT ecoTEC pure VUW 246/7-2 29 600 грн Купить
  • CHAFFOTEAUX MIRA ADVANCE LINK 30 38 400 грн Купить

Обогрев с помощью газа кажется вам темой исчерпанной? Как бы не так. Конденсационный котёл — пример того, как способна удивить наука там, где этого ждёшь меньше всего.

Его работу можно разделить на два этапа:Этап 1: котёл сжигает газВыделившееся тепло нагревает воду. У котлов стандартной конструкции этот этап является единственным, а значительную часть тепла они теряют с дымовыми 2: котёл извлекает скрытую теплоту конденсацииДымовые газы проходят через теплообменник сложной конструкции, остывают и из них конденсируются водяные пары. При этом выделяется дополнительное тепло, которое также нагревает воду.

Откуда в дымовых газах вода?Природный газ преимущественно состоит из метана. При полном сгорании (окислении) одной молекулы метана образуются две молекулы воды и одна молекула углекислого газа.

Как работает конденсационный котел
Как работает конденсационный котел

Устройство и принцип работы конденсационных газовых котлов

Конструктивно конденсационный котёл на газу не слишком-то отличается от обычного (конвекционного) котлоагрегата, но некоторые изменения всё же есть.

Особенности внутреннего устройства (узлов) конденсационного котла:

  • закрытая камера сгорания – оснащается вентилятором для принудительной подачи воздуха и модулируемой горелкой с диапазоном мощности 20–100 %, что в сумме даёт возможность точно контролировать температуру отработанных газов;
  • регулируемый циркуляционный насос – позволяет гибко подстраивать силу напора теплоносителя под заданные гидравлические и температурные параметры, т. к. это очень важно, когда система отопления работает в режиме неполной нагрузки;
  • дополнительный теплообменник – служит для охлаждения парогазовой смеси до точки росы, из которой на стенках образуется конденсат и аккумулируется тепло, повторно направляемое на прогрев теплоносителя в первичном теплообменнике.
Устройство и принцип работы конденсационных газовых котлов

Дополнительный теплообменник неизбежно подвергается действию конденсата, который вопреки распространённому мнению представляет собой не воду, а едкую кислотную жидкость (pH=2,5–5,0). Поэтому для него используются только химически стойкие металлы – нержавеющая сталь и сплав алюминия с кремнием (силумин).

При этом лучше выбрать литые изделия, ведь любой шов, будь в нём хоть самый мелкий сварочный изъян, уже считается потенциальным очагом коррозии.

Читайте также:  Причины затухания газового котла и способы их устранения.

Принцип работы обычного конвекционного (КПД 88-92%) и конденсационного (КПД 104-109%) газовых котлов.

Поэтапныйпроцессфункционированияконденсационногокотла:

  • продукты сгорания, пройдя через основной теплообменник, поступают для охлаждения на вторичный теплообменник, по которому движется остывшая вода;
  • пройдя через него, дым тоже остывает до температуры ниже росообразования (56–57 °C), вследствие чего его водяные пары начинают оседать в виде конденсата;
  • выделившееся тепло используется для предварительного разогрева линии «обратки», а температура газов, поступающих в дымоход, снижается (40–60 °C).
Устройство и принцип работы конденсационных газовых котлов

Таким образом, главное отличие «конденсационников» от конвекционных котлов заключается в том, что они используют скрытую теплоту для разогрева воды ещё до подачи в основной теплообменник. В результате для достижения комфортной температуры им нужно тратить на 15–25 % меньше топлива – экономия очевидна.

Конструкция конденсирующего котла

Конструкция любого конденсирующего котла состоит из следующих частей: перед горелкой обязательно устанавливается вентилятор, вытягивающий из газопроводной трубы метан и направляющий его в специальную камеру для дальнейшего смешения с воздухом. Далее такой горючий состав проходит через горелку.

Конструкция конденсирующего агрегата

Выделяемые под ее воздействием газообразные продукты движутся к первичному, затем к вторичному теплообменнику, выполненному в форме спиралевидной трубы прямоугольного сечения с расположенными между витками зазорами. Образующийся конденсат стекает в специальный отдел (нейтрализатор), где щелочные металлы (калий и магний) понижает его кислотность, затем вода через трубку стекает на улицу.

Конструкция конденсирующего котла

Образующийся низкотемпературный углекислый газ выходит в атмосферу через герметичный коаксиальный дымоход, изготовленный из алюминия и термостойкого пластика. Употребление в изготовлении дымохода подобных составляющих существенно сокращает затраты на материал, потому как их стоимость невелика.

Высочайшая производительность конденсационного котла зависит от параметров обогревательной системы. В связи с тем, что сгущение паров происходит только в случае, когда температура поверхности конденсатора ниже точки росы и не переходит за 60 градусов по Цельсию, выгоднее применять подобный котел в низкотемпературном панельном отоплении либо при монтаже «теплых полов», где вода подается из магистрали с t 40оС, а возвращается в систему со значением примерно 30оС.

В таких условиях конденсационный котел будет работать в сжижающем режиме весь зимний период – даже если на улице мороз, температурный показатель во вторичном теплоносителе будет около +42-44оС.

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.
Читайте также:  Газовые котлы для отопления частного дома как выбрать

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.

Читайте также:  Правила монтажа газового отопления в частном доме

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.

В чем отличие от конвекционного газового котла?

Нередко в момент выбора у покупателей возникает вопрос, чем же отличаются конвекционные и конденсационные газовые котлы.

У конденсационных котлов имеется дополнительный теплообменник, благодаря чему продукты сгорания имеют длительный путь отвода. Такой котел аккумулирует тепло выходящих газов.

Выхлоп таких моделей безопасней для экологии, они имеют исключительно закрытую камеру сгорания.

Стоимость подобных приборов выше, требуется покупка нейтрализатора конденсата. Установка конденсационного газового котла не всегда приводит к окупаемости, если речь идет о небольшом помещении.

Кроме того, такой котел нуждается в бережном использовании, постоянном сервисном обслуживании, а в случае поломки не по гарантии — покупки дорогих запчастей.

Dartshouse - точечный ремонт вашего дома