Jak funguje 2-okruhový plynový kotel?

Vytápění domu „modrým palivem“ je populární po celém světě. Bylo vyvinuto velké množství modifikací plynových kotlů.

V prodeji jsou podlahové, nástěnné, jednookruhové, dvouokruhové, s otevřenou nebo uzavřenou spalovací komorou, s bimetalovým výměníkem tepla nebo nepřímotopným kotlem, kondenzačním nebo atmosférickým.

Vyberte si správné funkce a design Návrh kotle lze provést pouze přesným formulováním úkolů, kterým čelí topné zařízení.

Jeden nebo dva okruhy pro nástěnné a stojací kotle?

Hlavní rozdíl mezi jednookruhovým kotlem a dvouokruhovým kotlem je možnost ohřevu tekoucí vody z vodovodu.

Jednookruhový sestává ze tří dílů:

1. Hořáky.
2. Výměník tepla.
3. Kontrolní a řídící systémy.

dvojitý okruh mnohem obtížnější jednookruhový. Obsahuje komponenty zodpovědné za ohřev teplé vody. Jedná se o přídavný výměník tepla, třícestný ventil, oběhové čerpadlo, senzorový systém a elektronickou automatiku.

Dvouokruhový kotel pracuje ve dvou režimech:

1. režim ohřívání chladicí kapaliny topení. Hořák spaluje plyn a ohřívá chladicí kapalinu. Zahrnutí a intenzita plamene je regulována jednoduchou mechanickou nebo elektrickou automatizací; chladicí kapalina je čerpána čerpadlem.
2. režim TUV. Uživatel otevře například sprchový kohout. Voda začne cirkulovat kotlem, zapne se tlakové čidlo. Součástí automatiky je třícestný ventil. Horká chladicí kapalina začne cirkulovat sekundárním výměníkem tepla, který ohřívá vodu pro sprchu. Jakmile uživatel zavře kohoutek, cirkulace chladiva přes sekundární výměník tepla se zastaví.

Foto 1. Schéma znázorňující provoz dvouokruhového kotle. Pohyb studené vody je znázorněn modře a pohyb horké vody červeně.

Pokud má dům již vytápěcí systém s jednookruhovým kotlem, je zajištěna dodávka teplé vody přídavný kotel nepřímé vytápění. Takové schéma má obojí ctnosti, Tak a nevýhody. Použití dvouokruhového kotle je levnější, moderní kotle jsou technologicky vyspělé a umožňují ohřát tolik vody, kolik je potřeba, při přesném dodržení nastavené teploty.

Návrh topných zařízení

Různé prvky plynové kotle jsou vyrobeny z materiálů, které splňují zadané úkoly materiály.

Při výběru byste měli věnovat pozornost několika užitečným drobnostem, které ovlivňují cenu a životnost zařízení.

• Bydlení a díly jsou vyrobeny třícestný ventil nebo čidla s pohyblivou částí mosaz, bronz nebo plast. Použití korozivních kovů je nežádoucí.
• Potrubí potrubí kotle se provádějí častěji vyrobeno ze stejného materiálu jako výměník tepla.
• Tělo a rám – z listu ocel.
• Jednookruhové výměníky tepla kotle jsou vyrobeny z ocel nebo litina, méně často od hliník nebo měď. Pro dvouokruhový aplikováno mědi nebo nerezové oceli. Nejlepší je zvolit kotle s měděnými výměníky tepla, protože měď je méně náchylná ke korozi a má vynikající vlastnosti přenosu tepla.

Důležité! Při výběru a instalaci kotle je vhodné dbát na to nevznikl žádný elektrochemický pár. Pokud je v systému k dispozici mědi a hliníku prvky, tyto nevyhnutelně korodují. Proto byste neměli instalovat hliníkové baterie a měděný výměník tepla.

Charakteristika dvouokruhového plynového kotle

Při výběru dvouokruhového kotle byste měli věnovat pozornost nejen materiálům, ale také uvedeným vlastnostem:

1. Napájení. Čím větší je plocha vytápěného domu a čím větší jsou jeho tepelné ztráty, tím výkonnější bude kotel. Pro domov 100 metrů čtverečních v mírných zeměpisných šířkách budete potřebovat kotel s kapacitou 12 kW.
2. Účinnost. Vylepšené výměníky tepla a hořáky dvouokruhových kotlů, přítomnost „inteligentních“ automatizačních a řídicích programů umožňují přiblížit účinnost fantastické 98%.
3. Pohled na spalovací komoru. Existují kotle s otevřenými a uzavřenými spalovacími komorami.

Když je zavřeno Spalovací komora je zásobována vzduchem a spaliny jsou odváděny speciálním koaxiálním komínem. otevřeno spalovací komora využívá vzduch v místnosti a výfuk jde do stacionárního komína s přirozeným tahem. U kotlů s otevřenou spalovací komorou je nutný komín a samostatná kotelna. S uzavřenou spalovací komorou mohou být instalovány v blízkosti jakékoli vnější stěny, ale jsou dražší.

1. dostupnost přídavný kondenzační systém. Teplota výfukových plynů obvyklý kotel asi Stupňů 150a kondenzace – Celkem 40. Teplotní rozdíl slouží k vytápění domu.

Při výběru plynového topného kotle je třeba se v první řadě rozhodnout, zda chcete kotel jednookruhový nebo dvouokruhový. Jaké jsou jejich rozdíly, struktura a jak funguje dvouokruhový kotel v různých režimech – tato témata jsou diskutována níže.

Jaký je rozdíl mezi dvouokruhovým kotlem a jednokruhovým kotlem, princip fungování

Jednookruhové topné kotle mohou ohřívat pouze chladicí kapalinu, která jde do topného systému. Dvouokruhový kromě vytápění dokáže ohřívat i vodu pro domácí potřeby. Další funkčnost zajišťují přídavná zařízení, takže konstrukce dvouokruhového kotle je složitější než u jednookruhového kotle.

Ještě jeden bod: dvouokruhové kotle jsou nutně automatické, protože provoz celé „náplně“ je monitorován automatizací (existují senzory, jejichž signály jsou zpracovávány mikroprocesory).

Pro plynové kotle je typický vysoký stupeň automatizace. Topná zařízení pracující na jiné druhy paliva mohou mít také automatiku, ale příprava teplé vody v nich není realizována (alespoň zatím). Takže když říkají „dvouokruhové kotle“, mají obvykle na mysli plynové kotle. Dále, s ohledem na to, jak funguje dvouokruhový kotel, budeme hovořit konkrétně o plynových jednotkách.

V závislosti na způsobu instalace mohou být namontovány na stěnu nebo na podlahu. Ale podlahové dvouokruhové jsou spíše výjimkou. Nástěnné modely se však dodávají se schopností připravit vodu pro dodávku teplé vody.

Výměníky tepla pro dvouokruhové kotle jsou dvou typů: bitermální a dvoudeskové. Pojďme si říci o struktuře, výhodách a nevýhodách obou typů podrobněji.

Konstrukce a princip činnosti 2-okruhových kotlů s deskovým výměníkem

Kotle s deskovým výměníkem mají v podstatě dva výměníky umístěné na různých místech. Jeden – hlavní – je v provozu jak při zapnutí zařízení pro „topení“, tak při ohřevu teplé vody. Druhý začne topit až když se někde pustí teplá voda.

Jak funguje dvouokruhový topný kotel?

Při provozu na vytápění je algoritmus provozu kotle s dvojitým deskovým výměníkem následující (řízení podle teploty chladicí kapaliny):

1. Zapne se čerpadlo, které pohání chladicí kapalinu skrz topné trubky. Obíhá kolem všech radiátorů obsažených v systému.
2. Teplota chladicí kapaliny je řízena snímačem, jehož signál je posílán do mikroprocesoru. Pokud je teplota nastavena na vyšší teplotu, je vyslán signál k otevření plynového kohoutu k hořáku a dojde k zapálení jiskry.
3. Hořák se zapálí a výměník tepla se začne ohřívat, kterým prochází chladicí kapalina. Po celou tu dobu běží čerpadlo.
4. Po dosažení nastavené teploty se přívod plynu zastaví. Čerpadlo ještě nějakou dobu běží (od 20-30 sekund do minuty nebo o něco déle). To je nezbytné pro ochlazení vyhřívaného výměníku tepla, jinak může chladicí kapalina zbývající v této části vřít.
5. Čerpadlo se vypne a kotel zůstane nějakou dobu v pohotovostním režimu.
6. Dále proces začíná znovu spuštěním oběhového čerpadla.

Jednookruhové kotle vybavené automatizací pracují stejným způsobem. Rozdíl se objeví ve druhém režimu – při přípravě teplé vody.

Při ohřevu vody na TUV

Když se někde v domě otevře kohoutek teplé vody, uvede se do provozu druhý výměník tepla v dvouokruhovém kotli. Podívejme se, jak funguje dvouokruhový kotel při ohřevu vody:

• Po otevření kohoutku teplé vody se aktivuje průtokové čidlo. Řídicí deska na základě jeho signálu přepne třícestný ventil, který nasměruje tok ohřátého chladiva do sekundárního výměníku tepla. Zatímco je kohout teplé vody otevřený, třícestný ventil je v této poloze, oběhové čerpadlo pohání malý objem chladicí kapaliny kolem vytvořeného kruhu. Přenáší teplo a předává ho sekundárnímu výměníku tepla.
• Postupně se sekundární výměník tepla ohřívá a voda, která jím prochází, se ohřívá. Po minutě nebo dvou dosáhne nastavené teploty. Nastavená teplota je udržována modulací výšky plamene v hořáku. Čím více poloh, tím stabilnější bude topení.
• Po uzavření kohoutku se třícestný ventil vrátí do původního stavu a odpojí sekundární výměník tepla. Veškeré teplo jde zpět do topného systému.
• V sekundárním výměníku se cirkulace vody zastaví ihned po uzavření kohoutku, ale nehrozí var – přeci jen je ohřev sekundární a maximální teplota ohřevu není vyšší než 80°C, což zjevně nestačí k varu.

Algoritmus obsluhy je jednoduchý a nekomplikovaný, i když samotná konstrukce dvouokruhových kotlů je jistě složitější (a dražší) než u kotlů jednookruhových. Poskytují ale také nesrovnatelně větší komfort.

Letní režim

Vzhledem k tomu, že v teplém období by nemělo fungovat topení a je velmi nutné ohřívat vodu, moderní dvouokruhové kotle mají letní režim. Zařízení se do něj přenese stisknutím tlačítka. V tomto případě třícestný ventil přeruší topné potrubí a dojde k cirkulaci v uzavřeném okruhu uvnitř kotle.

Jak funguje dvouokruhový kotel pouze na ohřev vody? Provoz dvouokruhového kotle v letním režimu se liší tím, že je dodáván plyn a hořák je zapálen při otevření kohoutku teplé vody. Signál do řídicího modulu přichází ze snímače průtoku. Pokud je průtok dostatečný (obvykle 2,5 l/min), je dán povel k přívodu plynu do hořáku a jeho zapálení. Intenzita přívodu plynu se upravuje v závislosti na nastavené teplotě TUV.

Po zastavení průtoku horké vody se plyn uzavře a hořák zhasne. Oběhové čerpadlo ještě nějakou dobu běží (režim po cirkulaci). To je nutné, aby se chladicí kapalina nevařila (a nevytvářel vodní kámen).

Jak vyplývá z principu činnosti dvouokruhového plynového kotle, při ohřevu vody pro teplou užitkovou vodu se chladicí kapalina v topném systému neohřívá. Mnoho lidí to považuje za nevýhodu a bojí se zmrznutí. Ve skutečnosti si těchto „odpojení“ nikdo nevšimne. I když potřebujete napustit vanu teplou vodou, bude to trvat 20 minut, 30 minut. Radiátorům se během této doby nic nestane – tepelná setrvačnost systému je příliš velká. I při malém objemu chladicí kapaliny je takový „prostoj“ nepostřehnutelný.

S bitermickým výměníkem tepla

Bitermální výměník tepla je navržen na principu „potrubí v potrubí“. Vnitřní struktura může být různá – firmy se snaží vylepšovat své produkty a zkoušejí různé možnosti. Jedna věc zůstává nezměněna: jedna velká trubka je rozdělena na části – podélně. Jsou odděleny kovovými přepážkami, utěsněny a nekomunikují.

Jak funguje dvouokruhový kotel s bitermickým výměníkem? Jedna část potrubí – vnější část – cirkuluje chladivo, které je přiváděno do topného systému. V druhé části – vnitřní – se voda objeví až po otevření kohoutku s teplou vodou. Dříve fungující topný okruh je uzavřen (signálem z řídicí desky), veškeré teplo je využito k přípravě teplé vody. Celou tu dobu nepracuje oběhové čerpadlo.

Když se tok horké vody zastaví (kohout se zavře), oběhové čerpadlo se zapne a chladicí kapalina se znovu ohřeje, která cirkuluje topnými trubkami. Jak vidíte, konstrukce dvouokruhových kotlů s bitermálními výměníky tepla je jednodušší – je zde méně dílů, senzorů, a tedy snadnější ovládání. To se odráží v ceně – jsou o něco levnější. Zároveň je účinnost takových kotlů v režimu ohřevu vody o něco vyšší (v průměru 93,4 % oproti 91,7 %).

Existují také nevýhody – bithermické výměníky tepla se častěji ucpávají. V režimu ohřevu TUV nedochází k cirkulaci v okruhu chladicí kapaliny. To není problém, pokud je systém utěsněný (jak má být) a nevyžaduje neustálé dobíjení.

Pokud ale někde dojde k netěsnosti a pro udržení provozního tlaku v topném systému je nutné neustále doplňovat vodu, postupně dochází k zarůstání průsvitu části potrubí, kterou chladivo cirkuluje. Při zanesení této mezery solemi je aktivnější část, která vede vodu pro ohřev teplé vody. To vede k tomu, že se začne zanášet solemi a tato část, kotel, prostě přestane fungovat.

Jaký tepelný výměník vybrat?

Při výběru dvouokruhového topného kotle se musíte rozhodnout, zda si pořídíte kotel s bitermickým výměníkem nebo se samostatnými výměníky. Budete se muset rozhodnout, protože jednoznačná odpověď neexistuje. Zde jsou kritéria:

• Při bitermickém ohřevu se voda pro horkou vodu ohřívá rychleji, protože ohřev pochází přímo z plamene hořáku. To znamená, že během ohřevu utratíte méně vody a plýtváte méně plynem a elektřinou.
• Vzhledem k tomu, že ohřev je přímý, je teplota udržována přesněji.
• U modelů se samostatnými výměníky tepla je méně pravděpodobné, že se ucpou. Navíc je možné vyměnit pouze jeden z výměníků tepla.
• Pokud bitermie „letí“, nefunguje vytápění ani dodávka teplé vody. V kotli s oddělenými výměníky tepla, pokud dojde k poruše sekundárního, bude topení pokračovat v provozu.
• Jak ukazuje praxe, může být velmi obtížné propláchnout „zanedbaný“ bitermální výměník tepla. Destičky mohou být po umytí nefunkční (desky jsou od sebe vzdáleny 2-3 mm). Pokud je však výměník tepla skládacího typu, lze jej rozebrat, vyčistit a znovu složit. Problémy tedy mohou nastat pouze u pájených deskových výměníků tepla. Doporučujeme přečíst si článek o tom, jak vyčistit výměník tepla.
• Bitermické mají menší propustnost – potrubí je rozděleno na sekce. Pro zajištění stejné spotřeby vody je nutné brát dražší modely (kvůli větší spotřebě drahých kovů u výkonnějších výměníků).
• V letním režimu (bez vytápění) je úspornější bitermický výměník tepla.
• Bitermální výměník tepla zpravidla stojí více než dva samostatné.

Názor redakce webu. Doporučujeme zakoupit topné kotle se samostatnými výměníky tepla.

Nyní nejen víte, jak funguje dvouokruhový kotel, ale také jaké výměníky tepla v něm lze instalovat.