Из чего состоит система отопления – подбор составляющих

Назад

Опубликовано: 15.01.2020

Время на чтение: 4 мин

0

2860

Газовый котел — источник тепла для систем теплоснабжения. Это устройство, предназначено для преобразования энергии полученной от сжигания газа в тепло для нагрева водяного теплоносителя системы отопления.

Устройство газового котла обеспечивает реализацию главной задачи — эффективность и надежность автономных систем теплоснабжения, при минимальном участии со стороны пользователя.

• 1 Как устроены газовые котлы 1.1 Двухконтурный котел
• 1.2 Устройство газовой горелки для котла

Как устроены газовые котлы

Основные узлы газового котла

Принципиальная схема устройства газового котла отопления, практически, идентичная для большинства модификаций. Это значит, что главные блоки, из которых собираются котлы и принцип работы газового котла отопления у них одинаковые:

1. Газогорелочное устройство, выполнено в виде перфорированной прямоугольной конструкции. Внутри которой расположена форсунка. Через нее поступает газовое топливо для сжигания в топочной камере. Эффективность горения обеспечивается благодаря равномерному распределению топлива по всей поверхности горения.
2. Теплообменный аппарат – стальной короб с развитой трубной поверхностью нагрева. При сгорании газа, выделяющееся тепло нагревает стенки теплообменника, по внутреннему контуру которого протекает греющий теплоноситель. От соприкосновения с горячими поверхностями, бойлер нагревает воду, которая позже отдает свое тепло в отопительной системе. В одноконтурных котлах размещен один теплообменный аппарат, для контура отопления. В двухконтурном — два, в том числе теплообменник ГВС.
3. Циркуляционный насос служит для принудительного движения греющей воды в контуре отопления. Устройство присутствует только в моделях котлов с принудительной циркуляцией.
4. Расширительный бачок — защитное устройство, сбрасывающее лишний теплоноситель, который образуется во время нагрева контура отопления.
5. Дымоходы и комплектующие. Требования к дымоходам для газовых котлов определены правилами СНИП. В котлах атмосферного открытого типа, они подключаются к дымоходам, работающим с естественной тягой.

В закрытых топках — дымоотвод осуществляется через коаксиальную трубу. По центральной части трубы движутся дымовые газы, а по кольцеобразному сечению, с помощью с принудительной вентиляции, воздух из атмосферы нагнетается в топку.

Наличие вспомогательных узлов в котле, отличает его от газовой колонки. Устройство напольного газового котла отличается от настенного, более мощными габаритами и весом, в связи с тем, что в их конструкцию обычно входит накопительная емкость для горячей воды.

Блок автоматики управления и защиты, предназначен для регулирования режимами котла в зависимости от температуры внутреннего/наружного воздуха и защиты агрегата, при создании аварийных ситуаций.

Например, высокое давление газа или теплоносителя, отрыв газового факела, утечка воды, высокая температура греющего контура отопления или ГВС. Ее работа основывается на использовании первичных датчиков — термопары газового котла и работы трехходового клапана.

Двухконтурный котел

Двухконтурный газовый агрегат отличается от одноконтурного котла тем, в его конструкции размещен не один теплообменник для отопления, а два — первичный и вторичный.

Принцип действия двухконтурного котла

Первый размещен непосредственно в зоне сгорания газа. Его цель состоит в подогреве отопительного теплоносителя. Вторичный выполняет работу по нагреву горячей воды.

Необходимо обозначить, что функционировать синхронно в 2-х режимах двухконтурный газовый котел не имеет возможности. Это объясняет присутствие в его системе трехходового клапана, который при открытии крана горячей воды на смесителе отправляет теплоноситель в контур ГВС.

Устройство газовой горелки для котла

Горелочное устройство газового котлоагрегата классифицируется по следующим типам:

1. Одноуровневая, способна работать только в двух вариантах — Стоп/Пуск. Несмотря на низкую рентабельность и пониженный ресурс использования, обладают популярностью из-за несложной конструкции и низкой цены.
2. Двухуровневая, обеспечивает работу котла на двух режимах — 50/100 %. Ее достоинства ощущаются в переходной отопительный период, поскольку для обогрева жилья нет нужды использовать устройство на всю мощность.
3. Модулируемая — умная система регулировки режимами котлоагрегата, которая способна самостоятельно выполнять настройку работы в диапазоне 20-100 %. Такая система обеспечивает эффективную и продолжительную работу котла. При этом его цена на порядок выше обычных отопительных аналогов с одно и двухуровневыми горелочными устройствами.

Кроме того горелки подразделяются на установки открытого и закрытого типа. При первом варианте воздух, нужный для процесса горения газа, прибывает непосредственно из комнаты, в которой располагается котлоагрегат. Воздух для закрытой топки поступает через коаксиальный дымоход с применением вентилятора для его забора из атмосферы.

Рекомендации по осуществлению обвязки напольного котла

Напольный котел нельзя располагать в самой высокой точке системы отопления. Иначе, несоблюдение этого условия приведет к скоплению воздушных масс в трубах, что негативно скажется на качестве обогрева. Труба подающей магистрали без прибора отвода воздуха, выходящая из котла, должна располагаться вертикально.

Последовательную разводку радиаторов и подключение газового агрегата к коммуникациям выполняют при помощи металлопластика на пресс-фитингах или полипропилена с армированием из алюминия. Однако фитинги чувствительны к качеству монтажа и при разбалтывании уплотнителей довольно быстро начинают давать течь. Полипропиленовые трубы более надежны и имеют массу преимуществ:

• позволяют создать систему любой сложности;
• не боятся воздействия высоких температур;
• имеют долгий срок службы;
• на стенках труб не оседает сокращающий диаметр налет;
• выдерживают высокое давление.

Обвязка напольного газового котла полипропиленом выполняется пайкой, что позволяет придать системе монолитность.
Обратите внимание! Создание отопительной системы со множеством изгибов не желательно, так как это уменьшает КПД агрегата и затрудняет монтаж. Количество соединений также должно быть минимальным.

Особенности обвязки газовой трубы

Согласно строительным требованиям, соединение газовой магистрали с котлом должно быть жестким и обеспечиваться с помощью металлической трубы и состыковки через металлический хомут либо «американку». Для герметичности разрешается использовать только паронитовую прокладку. Резину или паклю применять запрещено.

Принцип работы

Принцип работы газового котла отопления довольно прост. По обратному трубопроводу из отопительной внутридомовой сети остывшая вода циркуляционным насосом подается на вход теплообменника контура отопления.

При низкой температуре теплоносителя открывается электромеханический клапан, подающий топливо на форсунку. Запальник, поджигает газ и начинается процесс горения. Котел постоянно работает на контур отопления.

Контур ГВС начинает функционировать при открытии крана на смесителе. Такая тепловая схема работы котла в летнее время делает его похожим на работу обычной газовой колонки.

Как работает конденсационный котел

Наименование «конденсационные», котлоагрегаты приобрели ввиду того, что в них реализована технология получение дополнительной тепловой энергии при модификации агрегатного состояния конденсата из пара, находящегося в уходящих газах.

Принцип действия конденсационного котла

В ходе горения природного газа в конденсационном газовом котле создается водяной пар, который в традиционных агрегатах испаряется, и выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу.

Специалисты разработали дополнительное устройство в котле — водяной экономайзер, в котором пар в уходящих газах, превращается в конденсат, при этом высвобождая дополнительное количество тепла, которое в экономайзере передается теплоносителю.

Температура с которой совершается преобразование конденсата, называется точкой росы +55 С, а технологический процесс конденсацией. Эта температура соответствует параметрам обратной сетевой воды, поступающей в котел из системы отопления. Если она будет больше +60 С, то конденсатный котел, будет работать, как традиционное устройство с низким КПД.

Кроме того конденсат — создает весьма агрессивную среду, с содержанием кислот. Поэтому для его сбора и отвода потребуется специальная система нейтрализации, которую жидкость должна пройти, перед тем, как ее можно будет сбросить в городскую канализацию.

Конденсационный котел. Источник фото: allbuildingtips.com

В целом конвекционный газовый котел дорогостоящее устройство, однако, экономия топлива до 20 %, позволяют окупить его в течение пяти лет.

Принцип работы двухконтурного газового котла

Принцип деятельности двухконтурного котлоагрегата рассчитан на 2 тепловых режима:

• отопление;
• ГВС.

В отопительном режиме работа котла практически не отличается от однокотурного котла. Запуск горелки сопрягается с довольно продолжительным пусковым периодом, для того чтобы увеличить температуру в отопительном контуре до рабочих показателей. При достижении основного режима, приток топлива на горелку останавливается.

Температурный датчик внутреннего воздуха, позволяет автоматически регулировать температурный режим и подает сигнал на открытие газа при снижении допустимого уровня.

Современные двухконтурные котлы Бакси, кроме внутреннего температурного датчика оборудуются особенной погодозависимой автоматической системой, которая регулирует работу котла по температуре наружного воздуха за окном здания. Горелка увеличивает температуру греющей воды, циркуляцию которой по трубопроводам системы отопления обеспечивает циркуляционный электронасос. Встроенный в систему трехходовой клапан переключает движение теплоносителя по отопительному контуру или в систему ГВС.

Сегодняшние нагревательные двухконтурные котлы оборудованы автоматическими системами регулирования и безопасности. Датчики по пламени и тяге в аварийных ситуациях способны перекрыть подачу газа на котел через электромагнитный клапан, тем самым не допустив созданию повышенной концентрации газа, в помещении котельной.

Этот механизм не только перекрывает подачу газа, но и сообщит окружающим об опасности, с использованием звуковой и световой сигнализации, а также запустит вытяжную вентиляцию, чтобы уменьшить содержания метана и угарного газа в воздухе.

Требования к котельной (топочной) Беларусь

1. Новости
2. Требования к котельной (топочной) Беларусь

ВНИМАНИЕ! Информация носит справочный характер. За подробной консультацией, обращайтесь в местные органы газоснабжения.

1. Объем: не менее 7,5 м3 при мощности котла до 30 кВт, не менее 13,5 м3 при мощности котла свыше 30 кВт
2. Высота: не менее 2,0 м.
3. Окно: площадь не менее 0,25 м2, должно открываться в фоторточном режиме
4. Дверь: материал — любой, ткрываеться должна из топочной, подрез двери — 0,02м2, либо можно насверлить отверстия в нижнейчасти двери в 2 ряда общей площадью 0,02 м2
5. Пол в топочной должен быть несгораемым по всей площади топочной
6. Расстояние от выступающих частей котла (от его фронта) до противоположной стены не менее 1 м
7. Дымоход: сталь нержавеющая (другие материалы не применяются), размер — не менее диаметра дымоотводящего патрубка из котла
8. Длина дымоотводящей трубы от котла до дымохода должна быть не менее 3-ёх метров и у нее должно быть не более 3 поворотов
9. Вентиляционный канал: диаметр — 150 мм,материал — любой, если кирпичный — размер 270мм х 140мм
10. Если стены сгораемые, то устанавливается защитный экран за котлом, который состоит из 3-х слоёв: сухая штукатурка, лист асбеста 3 мм, жесть, либо допускаются керамическая плитка. Экран должен распологаться за котлом и выступать за края котла по 10 см по все стороны
11. Котлы от стен устанавливаются на расстоянии 10 см
12. Если котел с закрытой камерой сгорания (турбокотел), то объем топочной не нормируется и допускается не предусматривать окно. Дымоход от котла выводиться через стену (коаксиальный дымоход)

Высота помещения мини-котельной, отведённого под установку газового отопительного котла, по нормам РБ должна быть ≥ 2 м, а высота подвала или цокольного помещения при размещении в них топочной должна составлять ≥ 1,9 м.

Важно! Разместить встроенные мини-котельные для газового оборудования в подвале разрешено только в специально оговорённых случаях (при газоснабжении частного од-ноквартирного или блокированного дома природным газом). Минимальные размеры помещения котельной (топочной) для газового котла отопления частного дома по нормативам РБ приведены в таблице 1. Минимальные размеры помещения котельной (топочной) для газового котла отопления частного дома по нормативам РБ приведены в таблице 1

Минимальные размеры помещения котельной (топочной) для газового котла отопления частного дома по нормативам РБ приведены в таблице 1.

Правила эксплуатации

Во время эксплуатации газового котлоагрегата открытого типа нужно гарантировать достаточную подачу воздуха, для того чтобы обеспечить полноту сжигания газа.

В противном случае КПД агрегата будет низким, а объем несгоревшего газа большим, с возможным выбросом в помещение. В топках закрытого типа, также важно следить за достаточностью воздуха и работоспособностью дутьевого вентилятора.

Основные правила по безопасной эксплуатации отопительного котла, работающего на газовом топливе при возникновении запаха газа:

• немедленно перекрывают газовый кран на горелочное устройство;
• открывают окна для проветривания;
• в котлах закрытого типа включают принудительную вентиляцию в системе дымохода газового котла;
• не пользуются электровыключателями и спичками;
• немедленно перекрывают открытое пламя;
• сообщают об аварийной ситуации в газовую службу.

Автономное отопление набирает популярность, для многих домовладельцев оно стало такой же необходимостью в холодный период года, как система кондиционирования летом – доступный уровень комфорта в жилых помещениях, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность.

Главную функцию в этом выполняют современные котельные установки – технологичные, инновационные агрегаты способные решать многоуровневые тепловые задачи.

Схемы отопления

Начнем с того, что у любого котла есть выходной и входной патрубок. Выходной патрубок, по которому нагретый теплоноситель выходит, называется подачей, входной патрубок, по которому теплоноситель возвращается в котел, называется обраткой. Весь секрет в том, что подачу и обратку можно уложить по-разному, выделяют две основные схемы:

• однотрубная, она же «ленинградка», обратка и подача в одной трубе, это система замкнутого типа;
• двухтрубная, подача в одной трубе, обратка во второй.

Существует и третья схема, ее ошибочно называют трехтрубной, это петля Тихельмана, возвратная отопительная система реверсивного типа, хотя это вариант двухтрубной системы. Помимо этого, все системы делятся на:

• тупиковые, когда теплоноситель заходит в отопительный прибор, проходит через него и возвращается назад в котел;
• прямоточные, теплоноситель заходит в отопительный прибор, нагревает его, выходит и идет к другому отопительному прибору и так до последнего, который соединен с котлом, получается кольцо;
• лучевые, на основании коллектора, подача подходит к коллектору, от которого разветвляется и идет к разным отопительным приборам или группам приборов, затем от этих приборов или групп идут несколько обраток в другой коллектор, где собираются вместе и по одной обратке идут к котлу.

Однотрубные системы в ряде случаев прямоточные, хотя встречаются и однотрубные тупиковые схемы, но это экзотика. Двухтрубные системы тупиковые и лучевые. Следующий момент, все системы бывают:

• открытыми (однотрубные, двухтрубные, схема Тихельмана), с баком открытого типа, естественной или принудительной циркуляцией;
• закрытыми (двухтрубные лучевые, на базе коллектора и скрытой разводки), с закрытым баком и только принудительной циркуляцией.

Отметим, что разводка бывает верхней и нижней. Как функционируют указанные схемы, их плюсы и минусы – это тема еще для одной большой статьи.

Система отопления двухэтажного частного дома

Для частного двухэтажного дома применяются обе схемы:

• однотрубная «ленинградка»;
• двухтрубная, включая и лучевую, коллекторную.

Циркуляция может быть как принудительной, так и естественной. В ряде случаев существующая система отопления совмещается с системой горячего водоснабжения. Выбор параметров сугубо индивидуален. Самое распространенное решение при монтаже системы отопления двухэтажного частного дома – двухтрубная система с циркуляцией принудительного типа.

Из чего состоит система отопления

В основном для обогрева частных домовладений выбираются водяные системы. Для этого традиционного варианта, как проще сделать отопление в частном доме, характерен высокий универсализм, позволяющий использовать для нагрева доставляемого в помещения теплоносителя практически любое топливо. Кроме того, в водяных системах нередко используется комбинированный нагрев, дающий возможность оперировать несколькими разновидностями энергоносителей.

В состав любой отопительной системы для частного дома входят следующие элементы:

1. Источник нагрева.
2. Система труб, с необходимым оснащением.
3. Отопительные приборы – батареи или нагревательные контуры системы теплого пола.

Чтобы обрабатывать и управлять теплоносителем, а также иметь возможность обслуживать отопительную систему, применяется дополнительное оборудование.

Под дополнительным оборудованием имеются в виду следующие приборы:

• Бачок расширения.
• Циркуляционный насос.
• Гидравлический разделитель.
• Коллектор распределения.
• Буферный бак.
• Бойлер косвенного нагрева.
• Элементы автоматизации системы.

Ни одна такая система не обходится без наличия расширительной емкости: другие элементы используются лишь при необходимости. Когда нагреваемая вода начинает расширяться, замкнутый контур перестает ее вмещать: как результат, возникает угроза разрыва. Для предотвращения подобных ситуаций отопительная сеть оснащается расширительной емкостью, в которую поступает лишняя вода.

Для принудительной циркуляции нагретой воды используют насос. Если же в системе имеется несколько контуров, для разграничения которых используется гидрострелка или буферная емкость, потребуется 2 и более насосов. При этом буферная емкость выполняет роль и гидравлического разделителя, и теплоаккумулятора. Обычно тепловой циркуляционный контур отделяют в тех случаях, когда обустраивается отопительная система повышенной сложности. В основном это характерно для коттеджей с несколькими этажами.

Распределяющие коллекторы применяются в нагревательных контурах теплых полов или в лучевых радиаторных контурах. Конструкция нагревателя косвенного нагрева состоит из емкости и змеевика, где осуществляется нагрев воды для ГВС от теплоносителя. Чтоб следить за показателями температуры и давления воды, система оснащается термометрами и манометрами. При помощи приборов автоматизации – датчиков, терморегуляторов, контроллеров и сервоприводов, наблюдают за параметрами теплоносителя и управляют ими в автоматическом режиме.

Описание ещё одного энергонезависимого котла: «Лемакс Премиум-40 B»

Эта модель тоже является энергонезависимой и представляет собой устройство для отопления домов, площадь которых достигает 400 м2. Если вы выбираете описываемое оборудование, то вас должны заинтересовать цены на двухконтурные напольные котлы отопления дома. В случае с описываемой моделью стоимость равна 42 130 рублей. Агрегат работает на природном магистральном газе, но при необходимости его можно переоборудовать для функционирования на сжиженном топливе, для чего необходимо будет дополнительно купить комплект жиклёров. Эта модель относится к категории автономного отопления, что указывает на энергонезависимость. Собирается устройство в России, что удешевляет стоимость. Гарантия от производителя длится в течение 36 месяцев.

Работает агрегат на природном газе и имеет открытую камеру сгорания. Минимальная полезная мощность достигает 40 кВт. Коэффициент полезного действия этого двухконтурного напольного котла отопления частного дома составляет 90 %. Расширительного бака в конструкции нет. Диаметр дымохода может понадобиться домашним мастерам, которые планируют заниматься монтажными работами самостоятельно. Этот параметр составляет 140 мм.

Энергонезависимое оборудование: «Премиум-12,5 B»

Одной из популярных моделей является «Премиум-12,5» от . Она стоит от 21 000 рублей. Агрегат представляет собой устройство для отопления домов и дач, площадь которых не превышает 120 м2. Данное оборудование можно использовать и для горячего водоснабжения. Этот энергонезависимый напольный двухконтурный котел предназначен для устройства автономного отопления. Это указывает на то, что потребителю не будут страшные скачки напряжения, которые способны вывести оборудование из строя. Это относится и к продолжительному отключению электроэнергии.

Данное оборудование еще называется атмосферным, ведь имеет открытую камеру сгорания, которая предусматривает образование горючей смеси при заборе воздуха из помещения, тогда как удаление продуктов сгорания осуществляется за счет тяги, создаваемой вертикальным дымоходом. Этот газовый напольный двухконтурный энергонезависимый котел не имеет погодозависимой автоматики и встроенного модуля Wi-Fi.

Среди основных технических характеристик следует выделить минимальную полезную мощность, которая составляет 12,5 кВт. Коэффициент полезного действия равен 90 %. В данном устройстве нет расширительного бака. Если установку вы планируете осуществлять самостоятельно, то вам может понадобиться диаметр дымохода. Он составляет 130 мм. Конструкция предусматривает первичный теплообменник из литой стали, вторичного теплообменника у данного оборудования нет. Это относится и к циркуляционному насосу. Отапливаемый объем достигает 336 м3.