У наш час двоконтурні газові котли досить часто використовуються для опалення житлових приміщень. Уявімо таку ситуацію: ви купуєте опалювальний агрегат, вивчаєте інструкцію по його експлуатації, після чого починаєте ним користуватися. При цьому ви не знаєте, з чого складається котел і як він діє. Здається, не варто пояснювати, що в роботі будь-якого пристрою завжди можуть бути непередбачені збої, і щоб хоча б самостійно визначити їх причини не завадить вивчити принцип роботи двоконтурного газового котла, призначеного для опалення та подачі в будинок гарячого водопостачання.
Як працює двоконтурний газовий котел
Підставою будь-якого котла є корпус, він може бути круглої або прямокутної форми. Всередині розташована камера згоряння, зовні її стінки покриті теплоізоляційним матеріалом. У нижній частині знаходиться газогорелочное пристрій з запальником.
У верхній частині встановлено головний теплообмінник з чавуну або жароміцної сталі, через який протікає теплоносій. Вторинний теплообмінник для забезпечення ГВП знаходиться поза камерою згоряння. Перед пальником ставиться автоматичний елемент, що включає в себе газовий клапан і термостатичний регулятор з датчиком нагріву (термопарою).
Для розподілу потоків теплоносія і підмішування в схемі застосовується триходовий клапан. Загальний пристрій двоконтурного газового котла можна розглянути на прикладі настінного газового агрегату з відкритою камерою бренду VAILLANT німецького виробництва.
Крім основного обладнання, високотехнологічні газові котли забезпечуються циркуляційним насосом, вентилятором для примусової подачі повітря і розширювальним баком. У найдорожчих комплектаціях є другий розширювальний бак для ГВС або вбудований бойлер.
Полум'я газового пальника нагріває основний теплообмінник, в ньому за допомогою насоса циркулює теплоносій, це і є принцип роботи газового котла. Температура теплоносія вимірюється датчиком і підтримується на певному рівні електронним блоком управління. Це відбувається так:
- Теплоносій циркулює по малому колу через головний теплообмінник, триходовий клапан і насос.
- Датчик температури фіксує нагрів води до певного значення і передає імпульс блоку управління, який подає команду електроприводу триходового клапана.
- Триходовий клапан починає відкривати потік теплоносія ззовні, з системи, підмішуючи до нагрітої воді. Чим більше вона нагрівається, тим сильніше клапан відкриває зовнішній потік. Таким чином, температура на виході завжди постійна.
- Коли температура всієї води в системі досягає заданого значення, електронний блок управління впливає на газовий клапан і той перекриває подачу палива, пальник відключається. Полум'я залишається тільки на запальнику.
- Як тільки теплоносій остигає, контролер подає команду і відкриває газовий клапан, після чого пальник автоматично підпалюється від запальника.
Автоматика газового котла
У бюджетних комплектаціях котлів функції управління пальником виконує автоматичний газовий клапан, поєднаний в один блок з термостатом. Використовується більш простий принцип дії терморегулятора газового котла, при якому привід газового клапана пов'язаний зі штоком термостата. Шток переміщається під впливом термопари, з'єднаної з ним капілярної трубкою. Рух штока обмежується рукояткою, якої на котлі встановлюють бажану температуру.
Термопари бувають двох видів. Перша використовує принцип розширюється рідини, вміщеній в замкнутий простір корпусу. При нагріванні термопари рідина починає розширюватися і через капілярну трубку впливати на шток терморегулятора. Інший принцип дії термопари газових котлів заснований на наступному явищі: якщо нагрівати стик двох різних металів, то на проводах, припаяних до цих металів, виникає невелика напруга, до 50 мВ. В цьому випадку привід газового клапана обладнаний електромагнітом, який відключається при охолодженні термопари і перекриває газ. Схема автоматичного клапана показана на малюнку.
Схема автоматичного клапана
При розпаленні за допомогою п'єзоелектричного елемента принцип роботи автоматики газового котла такий:
- Регулювальне колесо натискається рукою, при цьому на запальник подається газ.
- Іншою рукою натискається кнопка пьезорозжига, на запальнику проскакує іскра і він запалюється.
- Колесо утримується протягом 10-30 сек. Це потрібно щоб термопара нагрілася і зафіксувала газовий клапан у відкритому положенні.
- Колесо відпускають і повертають у потрібному напрямку. На головну пальник подається газ і вона підпалюється від запальника.
- При раптовому відключенні газу газогорелочное пристрій і запальник загасають. Потрібно декілька секунд, щоб охолола термопара і відпустила привід газового клапана, який тут же перекриє газ.
Це найпростіша автоматика безпеки, яка не потребує підключення до електромережі. Однак вона инерционна, тобто, для її спрацьовування потрібен час для нагріву або охолодження термопари. Проте, відповідно до нормативних документів, ця автоматика повинна стояти на кожному котлі, оскільки вона надійна і не вимагає електрики. Позбавлені інерції електронні елементи і датчики, керовані контролером, але все одно вони можуть використовуватися тільки спільно з базовою автоматикою.
Опис роботи контуру для ГВП
В опалювальних установках з контуром для ГВП є вторинний водо-водяний теплообмінник. Холодна водопровідна вода проходить через його трубки і нагрівається від теплоносія, який зовні омиває ці трубки, при цьому потоки рухаються назустріч один одному. Для перемикання потоків застосовується наступна схема роботи двоконтурного газового котла:
- У режимі опалення теплоносій рухається від входу до виходу за маршрутом: циркуляційний насос - головний теплообмінник - перемикаючий клапан - вихід.
- При відкриванні крана гарячої води в будинку датчик витрати фіксує проток води через вторинний теплообмінник і подає сигнал контролеру.
- Електронний блок управління перемикає клапан і потік гарячого теплоносія направляється у вторинний теплообмінник, нагріваючи собою холодну водопровідну воду.
- Після виходу з вторинного водонагрівача теплоносій потрапляє в прямого трубопроводу опалення. Після закриття крана клапан перемикає потоки назад і прямий рух теплоносія відновлюється.
Інша схема роботи котла з приготуванням ГВП представлена на малюнку.
висновок
Вивчивши принцип роботи двоконтурного котла, можна зробити висновок, що його придбання має сенс для обслуговування не більше ніж 2 споживачів. Ступінь автоматизації установок залежить від конкретного виробника і вартості виробу, але мінімальний комплект автоматики безпеки повинен бути присутнім обов'язково.
Рекомендуємо:
