Схемы отопления с двухконтурным котлом: особенности и варианты реализации

Схемы отопления с двухконтурным котлом: особенности и варианты реализации

Какой может быть схема отопления частного дома с двухконтурным котлом? В статье мы постараемся выяснить, есть ли какие-то общие особенности у обвязки именно двухконтурных котлов, и предложим несколько конкретных вариантов реализации схем отопления.

На фото — двухконтурный газовый котел, обеспечивающий дом теплом и горячей водой.

Чем отличается двухконтурный котел

Принципиальное отличие от одноконтурных аналогов — лишь в том, что тепло сгорания топлива может быть использовано не только для поддержания температуры теплоносителя в контуре отопления, но и для нагрева горячей воды для хознужд.

Уточнение: одноконтурные котлы тоже могут использоваться для нагрева воды в накопительной емкости путем косвенного нагрева — когда теплоноситель отдает часть своего тепла, проходя через вторичный теплообменник внутри теплоизолированной емкости. Ключевое отличие двухконтурного котла — в непосредственной передаче тепловой энергии от сгорающего топлива горячей воде.

Технические детали того, как реализована передача тепла в разных моделях котлов, нам не очень интересны. С точки зрения проектирования отопительной системы важна лишь одна особенность двухконтурного котла: когда расходуется горячая вода, теплоноситель перестает нагреваться.

Что это означает в практическом плане?

• Для хорошо утепленных домов большой площади режим работы котла неважен вообще. Схема отопления с двухконтурным котлом будет точно такой же, как с одноконтурным. Дело в том, что дом имеет тепловую инерционность, и весьма большую.

Даже если котел будет в течение двух часов работать только на нагрев горячей воды (что в реальной жизни бывает крайне редко), температура в помещении изменится максимум на один-два градуса.

• Если частный дом имеет небольшой объем внутренних помещений и/или плохо утеплен, становится важной тепловая инерционность системы отопления. Сами радиаторы и теплоноситель в контуре должны остывать по возможности долго. Результат достигается подбором радиаторов с большим внутренним объемом и увеличенным диаметром труб контура отопления.
• Наконец, если в силу каких-то причин планируется ОЧЕНЬ объемный и длительный расход горячей воды — от самой идеи двухконтурного котла лучше отказаться в пользу комбинации одноконтурного и нагревательной колонки. Никакая схема отопления не сможет обеспечить постоянную температуру в доме, если большую часть суток теплоноситель не нагревается.

Котел греет или теплоноситель, или горячую воду. Одновременная работа двух контуров невозможна.

Еще на один важный момент, вероятно, стоит обратить внимание. Систему с естественной циркуляцией проектировать с двухконтурным котлом не стоит. Почему?

После прекращения нагрева теплоносителя циркуляция в системе отопления очень быстро остановится. Ее возобновление займет весьма продолжительное время; в процессе повторного прогрева радиаторы в контуре будут нагреты очень неравномерно. Несколько таких циклов в течение дня сделают распределение температур в доме просто некомфортным.

Впрочем, ситуация изначально несколько надуманная просто потому, что большая часть современных двухконтурных котлов комплектуется циркуляционными насосами.

Однако: при проектировании системы отопления для одноэтажного дома не будет лишним заложить в проект возможность работы отопления за счет естественной циркуляции. Просто на случай длительного отключения электричества .

Варианты реализации

Сценарий 1

Дано: одноэтажный дом площадью не более 100 квадратных метров. Несколько полностью раздельных комнат, в каждой из которых необходима установка отопительного прибора. Какой будет обвязка двухконтурного котла отопления в этом случае?

Наиболее простая в исполнении, отказоустойчивая и беспроблемная схема — так называемая ленинградка, однотрубная схема отопления барачного типа. Еще один важный аргумент в ее пользу — невысокая цена материалов: один контур обойдется явно дешевле, чем два (в случае двухтрубной схемы).

Как выглядит ее реализация?

• Сравнительно небольшая площадь дома означает, что в нем небольшое число постоянных жителей. Стало быть, едва ли расход горячей воды будет серьезной проблемой. Ради увеличения тепловой инерционности мы не станем отказываться от красивых, недорогих и хорошо греющих алюминиевых радиаторов.
• Однако объем воды в контуре все же желательно увеличить. Самое простое и дешевое решение — увеличить диаметр трубы контура на один шаг. Скажем, с ДУ40 до ДУ50. Объем воды в трубе в этом случае увеличиться в (50/40)^2=1,5625 раза (внутренний объем трубы пропорционален квадрату ее сечения).
• Каждый отопительный прибор врезается параллельно основному контуру, не размыкая его. Схема врезки — нижняя или диагональная. На каждом радиатора ставится дроссель для балансировки на подаче, вентиль для полного отсечения радиатора на обратке и воздушник (кран Маевского или обычный вентиль) в любой из верхних пробок.

Нам нужен первый вариант исполнения. Основной контур не должен размыкаться или уменьшать сечение.

• Сразу после котла труба основного контура резко поднимается вверх, формируя так называемый разгонный коллектор. Далее она прокладывается с постоянным уклоном вниз.

Столь сложная (и, надо признать, не всегда эстетичная) разводка нужна для того, чтобы при остановке циркуляционного насоса был возможен нагрев отопительных приборов за счет естественной циркуляции.

• Перед котлом по ходу воды в контуре врезается мембранный расширительный бак, призванный компенсировать изменение объема жидкости при нагреве. Инструкция по его выбору и установке стандартна: объем бачка берется равным 10% объема теплоносителя; бак монтируется подводкой вверх.

Сценарий 2

Дано: двухэтажный дом с большим количеством раздельных комнат; двухконтурный котел. Какой будет схема обвязки двухконтурного котла отопления в этом случае?

Не будем изобретать сложные пути: выполним классическую двухтрубную схему с верхним розливом и постоянной разводкой отопительных приборов.

• Непосредственно от котла нагревшаяся вода поступает наверх, в подающий трубопровод, который опоясывает дом по чердаку или проходит под потолком второго этажа.
• Затем теплоноситель проходит через стояки, к которым подключены отопительные приборы. При этом они не размыкают стояк полностью: каждый радиатор снабжен перемычкой и дросселем для регулировки.

Отсекающий вентиль на второй нитке подводки не повредит, а вот воздушник — один на весь дом и вынесен к расширительному баку в верхней точке контура.

• По нижнему розливу, опоясывающему дом по полу первого этажа или подвалу, теплоноситель возвращается к котлу.

Достоинство этой схемы в том, что при необходимости, и она может работать за счет естественной циркуляции. Роль разгонного коллектора выполняет труба, по которой теплоноситель поступает к верхнему розливу.

Схема может работать и без циркуляционного насоса. Без электричества вы не замерзнете.

Как увеличить тепловую инерционность системы отопления?

1. Опять-таки увеличив диаметр труб розливов.
2. Заменив в проекте алюминиевые радиаторы отопления чугунными или стальными трубчатыми. Именно они характеризуются большим внутренним объемом, призванным компенсировать сравнительно низкую теплопроводность материала.

Не стоит бояться уродливого дизайна чугунных батарей советского образца. Да, они все еще производятся; однако наряду с ними на рынке можно встретить и вполне пристойные внешне настенные отопительные приборы из чугуна, и дизайнерские напольные радиаторы.

Чугун выигрышен еще и тем, что, помимо тепловой инерционности большого объема теплоносителя, сам обладает большой теплоемкостью. При весе в 100 — 150 килограммов напольный чугунный радиатор быстро не остынет.

13-секционный Demrad Retro при высоте около метра весит 175 килограммов.

Совет: часто встречается ситуация, когда второй этаж в зимнее время используется периодически, во время визитов гостей. В этом случае более экономичной будет схема отопления с двумя котлами и независимыми однотрубными контурами по каждому этажу. Большую часть времени один из котлов будет работать в экономичном режиме, поддерживая температуру помещения лишь не намного выше нуля.

Универсальное решение

Наконец, есть предельно простой способ модифицировать своими руками готовую систему отопления, многократно увеличив ее тепловую инерционность. Достаточно включить в контур теплоаккумулятор.

Что это такое?

Бак объемом от 300 до 2000 литров с двумя патрубками для подключения, надежно теплоизолированный для снижения потерь тепла. Идея проста: в нем накапливается большой объем горячей воды; при прекращении нагрева теплоносителя расходуется накопленный баком запас тепловой энергии. Чем больше объем бака, тем медленнее будут остывать батареи.

Теплоаккумулятор — самое простое и универсальное решение проблем двухконтурного котла.

Где он монтируется?

В любой точке контура отопления. Вы можете вынести его в подвал, разомкнув проходящий по первому этажу контур двумя патрубками для его подключения. Можете использовать для его установки кладовку. Можете сделать основанием для теплой лежанки: какое-то количество тепла он неизбежно будет рассеивать.

Насколько он выгоден?

1. Теплоаккумулятор сгладит колебания температуры теплоносителя, когда двухконтурный котел грет горячую воду. Батареи будут теплыми постоянно.
2. Особенно выгоден теплоаккумулятор при использовании в качестве источника тепла электроэнергии и при наличии двухтарифного счетчика. Основной объем теплоносителя нагревается до максимальной температуры во время действия ночного тарифа. Днем расходуется накопленное тепло.

Есть ли у этого решения недостатки?

1. Стоимость бака достаточно велика. Утепленная емкость объемом в 1м3 обойдется примерно в 20-30 тысяч в зависимости от производителя.
2. Повторимся: несмотря на теплоизоляцию, некоторое количество тепла бак неизбежно будет рассеивать.

Заключение

Не стоит воспринимать изложенную в статье информацию в качестве истины в последней инстанции. Это лишь краткое изложение опыта одного человека.

Вполне возможно, что вы придумаете лучшую реализацию отопления для своего дома. Как обычно, альтернативный взгляд на проблему вы найдете в видео в конце статьи.

Каков принцип работы двухконтурного газового котла отопления + схема устройства расширительного бака

Создание автономной отопительной системы на базе газового котла позволяет решить массу проблем с обогревом дома.

Нет нужды постоянно следить за количеством топлива, общий контроль за работой системы сводится к минимуму.

Кроме того, конструкция газового котла позволяет совместно с отоплением дома обеспечить подачу горячей воды, что увеличивает комфорт проживания до максимума.

Возможность решить все проблемы с помощью оного компактного устройства привлекает многих пользователей, хотя в этом вопросе есть и некоторые ограничения, обусловленные особенностями конструкции котла.

Рассмотрим этот вопрос внимательнее.

Особенности двухконтурного газового котла, в чем отличие от одноконтурного

Двухконтурный газовый котел — это доработанная конструкция одноконтурного агрегата. Оба вида ориентированы в первую очередь на выполнение базовой функции — нагрев теплоносителя для системы отопления.

Подача ГВС становится возможной благодаря наличию горячего теплоносителя (ОВ), второй контур является конструкционным дополнением к основному составу узлов и деталей.

Функция реализуется с помощью вторичного теплообменника, установленного между выходом первичного узла и трехходовым краном.

Проходя через первичный (основной) теплообменник, теплоноситель получает избыточное количество тепловой энергии, которое регулируется в трехходовом кране путем подмешивания определенного количества более холодной обратки.

Эта энергия пропадает зря, поэтому установка вторичного теплообменника не нарушает общую схему работы котла.

Горячий теплоноситель отдает излишки энергии на подготовку ГВС, и единственным изменением становится корректировка режима работы трехходового крана.

Существуют двухконтурные котлы с совмещенным (или битермическим) теплообменником, который способен нагревать теплоноситель и ГВС одновременно.

Устройство

Двухконтурный котел состоит из следующих узлов:

• Газовая горелка. Она выполняет основную функцию — является источником тепла.
• Первичный теплообменник. Представляет собой медный или стальной змеевик, по которому движется теплоноситель, нагреваемый в пламени горелки.
• Вторичный теплообменник. Чаще всего он имеет пластинчатую конструкцию, изготовлен из нержавеющей стали. Производит нагрев ГВС в проточном режиме.
• Газовая аппаратура. Это важный узел, который обеспечивает подачу, регулирование и прочие действия с газом. Здесь же находится газовый клапан, отвечающий за блокировку подачи при возникновении необходимости.
• Циркуляционный насос. Он отвечает за перемещение теплоносителя по системе с одинаковой скоростью. Существуют энергонезависимые котлы, рассчитанные на естественную циркуляцию жидкости в системе, но большинство пользователей предпочитает устанавливать внешние циркуляционные узлы для активизации работы.
• Вентилятор турбонаддува. Он нужен для подачи воздуха в камеру сгорания. Выполняются сразу две функции — обеспечивается наличие кислорода для нормального горения газа и создается избыточное давление, вытесняющее дым и прочие газы, образующиеся при сжигании топлива. Турбовентилятор заменяет естественную тягу, которая используется в атмосферных котлах. Она неустойчива, не поддается регулировке и зависит от массы внешних факторов.
• Трехходовой кран. Это узел чисто механической конструкции, обеспечивающий подмешивание к горячему теплоносителю холодного обратного потока. Используется во всех видах и типах котлов, одно- и двухконтурных, энергозависимых и независимых.
• Плата управления. Это «мозг» газового котла, производящий регулировку, контроль и прочие управляющие функции. Важным элементом платы является система самодиагностики — сеть датчиков, расположенных на всех основных узлах и выполняющих сторожевые функции. При возникновении каких-либо неполадок, датчики подают сигнал на плату управления, которая, в зависимости от сути проблемы, либо оповещает владельца о появлении неполадок с помощью буквенно-цифрового кода на дисплее, либо сразу блокирует работу котла во избежание аварии.

В каких режимах он может работать?

Существует два основных режима работы двухконтурного газового котла:

• Зимний режим. Это полноценная работа всех систем агрегата — нагрев теплоносителя, подготовка горячей воды с заданными параметрами.
• Летний режим. В теплое время года отопительный контур отключается, активным остается только нагрев ГВС.

Перевод из одного режима в другой производит сам пользователь, это стандартная процедура, не требующая вмешательства специалистов. Владелец сам решает, когда можно отключить отопление и кода его надо запускать.

При этом, подача горячей воды нужна круглый год, поэтому контур ГВС работает всегда, хотя, если в нем отпала необходимость, нагрев воды также можно отключить.

Существует еще один, защитный режим работы газового котла. Он предназначен для исключения замерзания теплоносителя в системе при понижении температуры до установленного предела.

В подобных ситуациях происходит запуск усиленной циркуляции, когда циркуляционный насос начинает гонять ОВ по системе с повышенной скоростью и не дает ей замерзнуть.

В российских условиях подобная функция весьма полезна и позволяет избежать серьезных проблем.

Принцип работы

Рабочий процесс основан на работе первичного теплообменника. Теплоноситель поступает в него и получает определенную температуру в пламени горелки. Она конструктивно совмещена с первичным теплообменником, находится в его нижней части, что обеспечивает максимальную эффективность нагрева.

Затем ОВ выходит из первичного и сразу поступает во вторичный теплообменник. Чем короче путь из одного устройства в другое, тем меньше теплопотери при транспортировке ОВ и тем выше эффективность котла.

Отдав некоторую часть тепла, ОВ проходит в трехходовой кран, где окончательно настраивается ее температура, после чего выводится в отопительный контур.

Циркуляционный насос обеспечивает подачу теплоносителя в стабильном режиме, а вентилятор турбонаддува выполняет дымоудаление и обеспечивает процесс горения.

Как работает двухконтурный котел с биотермическим теплообменником

Битермический теплообменник представляет собой змеевик, изготовленный из коаксиальной трубы. Несколько упрощая, это два трубопровода, вставленных один в другой.

По внешнему объему перемещается теплоноситель, а по внутреннему — вода для контура ГВС. Такой способ нагрева существенно меняет качество работы котла — эффективность возрастает, количество горячей воды увеличивается и позволяет удовлетворить потребности большой семьи.

Однако, битермический теплообменник обладает существенным недостатком — сложность организации внутреннего пространства трубки значительно затрудняет промывку.

Все известковые отложения, которые довольно быстро появляются на внутренней поверхности трубы, необходимо периодически удалять, иначе она перекроют сечение теплообменника полностью.

Кроме того, с увеличением толщины известкового слоя падает эффективность нагрева — отложения начинают работать как теплоизолятор. Пользователю приходится увеличивать подачу газа, чтобы скорректировать режим работы котла.

Промывку такого теплообменника выполняют далеко не все сервисные центры, а конструкция некоторых котлов такова, что проще поменять, чем демонтировать и установить обратно один и тот же узел.

Недостаток битермических теплообменников целиком относится к эксплуатационным вопросам. С точки зрения эффективности такая конструкция весьма удачна и позволяет увеличить объем горячей воды, доступный для единовременной выдачи без потери температуры в отопительном контуре или самого ГВС.

Принцип работы котла с проточными нагревателем

В данном случае имеется в виду пластинчатый теплообменник, хотя и битермическая конструкция является проточной. Пластинчатый теплообменник обладает высокой эффективностью, но относительно малой производительностью.

Принцип его работы заключается в пропускании двух потоков в перпендикулярном направлении между пачкой из металлических пластин, соединенных таким образом, что потоки не смешиваются. Большая площадь пластин обеспечивает высокую эффективность теплопередачи, что позволяет готовить горячую воду в проточном режиме, т.е. на ходу.

При небольших размерах это устройство поднимает температуру холодной воды до 50° и выше, на что способно только высокоэффективное устройство.

На выходе из первичного теплообменника горячий теплоноситель пропускается через вторичный теплообменник. Одновременно через него походит поток воды, который получает заданную температуру и поступает на приборы водоразбора.

Работа с накопительным бойлером

Накопительный бойлер — это емкость, внутри которой проходит змеевик с горячим теплоносителем. Отличие от стандартного теплообменника в объеме и способе нагрева — здесь жидкость статична, она получает тепловую энергию в постоянном режиме.

По мере водоразбора объем вода пополняется и вновь нагревается. При этом, температура ГВС намного ровнее, а количество горячей воды со стабильными параметрами гораздо больше, чем у конструкций с пластинчатыми теплообменниками.

Чаще всего используют внешние накопители, но есть двухконтурные агрегаты со встроенными емкостями. Они эффективны, обладают максимальными возможностями и сроком службы.

Специалисты и рядовые пользователи отзываются о подобных конструкциях как о наиболее предпочтительных вариантах.

Полезное видео

В данном видео вы узнаете о принципе работы двухконтурного газового котла отопления:

Заключение

Двухконтурный газовый котел позволяет получить максимальный набор функций в одном устройстве.

Это удобно, позволяет сэкономить жилое пространство, сконцентрировать всю аппаратуру благоустройства дома в одной точке. Однако, имеются и некоторые недостатки, возможности двухконтурных котлов имеют свои пределы, о которых надо иметь точное представление.

Это поможет сделать правильный выбор и получить наиболее удачный вариант конструкции газового котла.

Источник https://otoplenie-gid.ru/kotli/231-shemy-otopleniya-s-dvuhkonturnym-kotlom

Источник https://expert-dacha.pro/otoplenie/kotly-ot/gazovye-k/printsip-raboty-dvuhkonturnogo.html

Источник

Источник