Схема двухконтурного газового котла отопления: устройство и принцип работы настенных отопительных приборов

Битермические теплообменники в настенных двухконтурных котлах

Чем проще какой-либо технический прибор, тем выше его надежность и ниже стоимость. Такой подход был применен к двухконтурным настенным котлам, и в них решили совместить и подогрев теплоносителя, и воды для ГВС в одном теплообменнике, который размещают в самом «горячем» месте – камере сгорания.

Такие теплообменники называют битермическими.

По внешнему виду, на первый взгляд,битермические теплообменники похожи на монотермические – тот же змеевик с множеством пластин, но их «предательски» выдает не два патрубка для подключения, а четыре.

Два из них – большего сечения относятся к системе отопления, а два других, которые поменьше, к системе ГВС. Можно также заметить, что трубка змеевика у теплообменника несколько толще, чем у монотермического «собрата» примерно равной мощности, так как внутри ее фактически находятся две трубы – одна в другой.

Внутренняя часть трубы имеет интересную ромбовидную форму, она предназначена для ГВС. Внешние четыре сегмента предназначены для теплоносителя отопления. Получается, что ромбовидная трубка для горячей воды находится «в объятиях» круглой. Такой плотный контакт обеспечивает быстрый подогрев воды системы ГВС как от теплоносителя, так и от самого медного теплообменника.

Обслужить сразу и систему отопления и ГВС битермический теплообменник не может, так как для реализации этой идеи придется, как минимум в два раза увеличивать его размеры.

Соответственно и камера сгорания и горелка тоже должны подвергнуться принудительной «акселерации». Вся идея компактности отопительного прибора сразу станет бессмысленной. Поэтому и в двухконтурных котлах с битермическим теплообменником тоже делают работу с приоритетом горячей воды.

Главное преимущество котлов с битермическими теплообменниками – это более простая техническая реализация совмещения функции отопления и ГВС.

Это отражается на цене – такие котлы дешевле, так как нет вторичного пластинчатого теплообменника, а также трехходового клапана с сервоприводом (на них подробно остановимся ниже). Еще один плюс проявляется в том, что в зимнее время, когда работает отопление, при открытии крана из него практически сразу начинает поступать горячая вода, это зависит еще и от расстояния до точек водоразбора. Котел с отдельным пластинчатым теплообменником должен вначале прогреть его, а только потом начнет нагреваться вода. На это уходит некоторое время и газ тоже.

Однако это достоинство может принести и неприятности. Представим, что котел отапливает дом и задана температура контура отопления 80°C.

Этовполне возможно в лютые морозы. Теплообменник соответственно нагрет до этой же температуры и в его объеме также присутствует вода для ГВС этой же температуры. Поэтому, при открытии крана есть вероятность получения ожога, так как 80°C – это много!

В некоторых котлах существует защита от этого явления в виде термостатических вентилей на выходе, которые не позволят сильно горячей воде уходить в систему ГВС. Они подмешивают порцию холодной воды, чтоб температура не превышала 60°С, а в дальнейшем уже срабатывает автоматика, которая по сигналу с датчика температуры модулирует пламя горелки.

Газовый клапан

Горелка сама по себе не сможет модулировать пламя сгорающего газа, она лишь исполнительный механизм. А количество газа, подаваемое на нее, определяет газовый клапан, который, в свою очередь, «подчиняется» блоку управления.

Газовый клапан в двухконтурных настенных газовых котлах обычно размещают в нижней части и крепят к корпусу винтами. Входной газовый шланг или трубу подключают к нижней части клапана, а к его выходу подключают патрубок, ведущий непосредственно к горелке.

• Прежде всего, клапан в случае какой-либо неисправности в своей конструкции или по команде с блока управления должен быстро отключать подачу газа при помощи электромагнитных катушек. Причем катушек в хороших клапанах две, они работают в паре, но могут дублировать друг друга. При полном отключении электропитания клапан, разумеется, должен быть закрытым по умолчанию.
• Для регулирования объемов подаваемого газа предусмотрен специальный модуляционный клапан, который управляется с блока управления котла. При подаче разного по величине напряжения клапан может увеличивать или уменьшать сечение подающего отверстия для газа. Это очень похоже на то, как регулируют проток воды при помощи вентиля, только не вручную, а при помощи исполнительных механизмов.
• В газовом клапане также отслеживается давление газа в трубопроводе. Оно не должно выходить за разрешенный диапазон. Если же это происходит более, чем на 5% в ту или иную сторону – клапан отключает подачу газа. И дает сигнал блоку управления, чтобы тот сформировал код ошибки и остановил котел. Такая неисправность считается одной из самых серьезных, требующих непременного участия человека в ее устранении. Это совершенно логично, ведь изменение давления газа может быть вызвано разрывом шланга, повреждением трубы, различной арматуры или нештатной ситуацией в газовых магистралях. Такая аварийная остановка котла не устраняется простым включением и отключением, а только перезагрузкой блока управления.

К газовому клапану современного настенного котла подключается не только газ. К нему подводится электропитание 220 В, а также группа проводов от блока управления.

На корпусе клапана имеется ряд регулировочных винтов, а также технологических отверстий для подключения измерительных манометров. Именно по ним специалисты устанавливают максимально и минимально допустимое давление газа в магистрали. И также есть винт регулирования мощности и другие.

Естественно, что все операции по регулировке должны производиться только обученными и имеющими на это право людьми. Но в жизни все оказывается не так. В итоге – те винты крутили и крутят «все кому не лень», слушая «мудрые» советы с интернетовских форумов.

Когда-то поняв, что нанесение пломб или маркировка краской каких-то регулировочных механизмов не помогает нашим «кулибиным» вмешиваться в «святая святых», наивные западные инженеры стали скрывать регулировки под крышечками, которые пломбируются.

Но и это не помогло, так как на эти крышечки не обращал внимания никто. Ни «кулибины», ни организации, которые должны вести контроль и обслуживание.

«Тайные» винтики продолжали крутить все, и даже некоторые приглашенные специалисты делали регулировку «на глаз», без всяких приборов, ориентируясь по субъективным факторам: цвету и высоте пламени, звуку, температуре «на ощупь» и другим «авосям» и «фэншуям».

Но и на этом вечная борьба инженерной науки с пытливостью ума жителей бывшего СССР не закончилась. Весь процесс сторонники технического прогресса решили усложнить. Теперь уже в некоторых современных котлах устанавливаются газовые клапаны с сервомоторами, которые вместо винтов делают регулировки клапанов через специальные сервисные меню в блоке управления, которые, по мнению немцев, итальянцев и американцев, будут недоступны «простым смертным», а только подготовленным специалистам.

Но и здесь они явно «недооценили мощь» желания познания всего окружающего наших граждан. Известно, что лучший способ распространить максимально быстро информацию – это сказать что-то кому-то по очень большому секрету.

Ситуация стала еще смешнее. Наши люди поняли, что для вмешательства в настройки не надо даже открывать крышку котла и искать заветные регулировочные винты.

Достаточно знать «секретную» процедуру доступа к меню, а там разберутся даже дети. И в этой вечной борьбе не поможет никто. Можно посоветовать, конечно, делать ложные сервисные меню, или делать регулировочные винты, которые не будут влиять ни на что.

Мы этим своим лирическим отступлением нисколько не хотим оправдывать несанкционированное вмешательство в настройки любых точных механизмов, в том числе газового клапана.

Здесь все дело в том, что уважение населения к инженерной науке будет сформировано только тогда, когда в стране будет грамотно организованы и продажа, и гарантийное, и сервисное обслуживание любого оборудования, причем по адекватным ценам.

В разработке любой модели котла известных производителей участвовал коллектив высококвалифицированных инженеров. И их рекомендациям надо верить. Поэтому наш совет – это найти ту организацию или специалиста, которые будут делать все грамотно. Если их трудно найти, то лучше на котле оставить заводские настройки, так как они подходят для большинства случаев.

Контроль тяги в газовых котлах с закрытой камерой сгорания

Более предсказуемыми в плане тяги являются турбированные котлы, у которых дымовые газы просто насильно высасываются из камеры сгорания, не давая им никаких шансов проникнуть в помещение. Для этого в верхнем колпаке устанавливают центробежный вентилятор, который принудительно высасывает дымовые газы.

Применение именно такого вентилятора вполне оправдано, прежде всего из-за того, что сам двигатель находится снаружи колпака, а внутри размещают только крыльчатку. Это увеличивает ресурс двигателя. Плюс таких вентиляторов еще и в том, что они имеют высокую производительность и низкий уровень шума.

Казалось бы, что сам факт включения вентилятора должен свидетельствовать о том, что продукты сгорания гарантированно удаляются наружу.

Это будет весомым аргументом, но все-таки косвенным признаком, так как работающий вентилятор может просто «гонять» воздух и внутри котла.

Поэтому контроль тяги ведется по реальному разрежению, которое создает вентилятор.

Для этого и существует специальный датчик, который называютманостат или прессосат. Как он выглядит можно посмотреть на рисунке.

Размещают маностат в верхней части котла, недалеко от вентилятора. Вход датчика (патрубок №2) соединен гибкой трубочкой из прозрачного силикона с той зоной центробежного насоса, где он создает разрежение.

Внутри «коробочки» маностата находятся две герметичные камеры, разделенные гибкой мембраной.

На мембране есть специальный штырь, который воздействует на микропереключатель с тремя контактами: №1 – это общий, №2 – нормально замкнутый с №1, а также №3 – нормально разомкнутый с №1. Контакт №1 является подвижным, на который может воздействовать штырь.

Маностат или прессостат является прибором широкого спектра – им можно оценивать разрежение, избыточное давление или перепад давления. В котлах с закрытой камерой сгорания нас интересует только разрежение, поэтому трубкой подключается только одна камера и используются только нормально разомкнутые контакты №1 и №3.

Когда блок управления дает команду на запуск котла, вначале запускается циркуляционный насос и вентилятор. Собирается информация со всех датчиков, в том числе и от маностата.

Насос начинает выкачивать воздух из камеры сгорания. Одновременно по коаксиальному дымоходу, по внешней трубе идет поступление свежего воздуха с улицы.

В камере №2 создается разрежение и мембрана начинает перемещаться в сторону контактов и в конце концов штырь нажимает на контакт №1, который коммутируется с контактом №3.

Такой подход к проверке тяги котла гораздо лучше, ведь маностат оценивает реальное разрежение по прямому, а не косвенному признаку. Если, например, перегородить выход дымовых газов из котла, то разрежения создано не будет, то мембрана вернется в исходное положение и блок управления погасит горелку и остановит котел с сигналом об аварии.

Если будет перекрыт канал поступления воздуха с улицы (это может быть в зимнее время при обмерзании оголовка дымохода), то насос будет выкачивать воздух из всего внутреннего объема котла и в нем создаст определенное разрежение.

Немного об истории и эволюции газового отопления на постсоветском пространстве

В недавнем прошлом отопительные газовые котлы представляли собой довольно громоздкие и массивные конструкции. Основным материалом, из которых они изготавливались, был чугун. По сути – это были обычные твердотопливные котлы, в которые просто устанавливали газовую горелку с очень простым механизмом автоматики.

Газ стоил копейки, поэтому счетчики просто отсутствовали, а оплату брали по усредненному тарифу, который всем жителям СССР был вполне доступен.

Понятно, что в таких условиях разрабатывать прогрессивную отопительную технику в СССР не было никакого смысла и стимула. Поэтому в этом преуспели итальянцы, немцы, французы, чехи, турки, американцы. Перевод экономик стран постсоветского пространства на рыночные рельсы потребовал более бережного отношения к природному газу.

Сразу стали массово устанавливаться приборы учета, а потом на наш рынок буквально «хлынул» поток газового оборудования из Европы. Скептики из числа адептов советской техники очень долго искали недостатки в прогрессивном оборудовании, мол, к газу нашему они не приспособлены и не могут работать без электричества.

Но, тем не менее, «забугорные» котлы адаптировали и продолжали устанавливать, появилось достаточное количество специалистов и сервисных центров, стабилизировались цены на рынке.

И единственные преимущества советских котлов свелись только к возможности выдерживать атомную бомбардировку поблизости и работать в условиях ядерной зимы. А потребителей почему-то больше интересовало совершенно другое. Прежде всего, насколько хорошо котлы будут отапливать дом, и готовить горячую воду.

Природный газ и сейчас очень выгоден как вид топлива. Особенно в России, а также в Казахстане и Беларуси. Почему именно так?

• Во-вторых, природный газ круглогодично подается потребителям по магистралям. Хозяевам домов, поэтому не надо заготавливать большое количество топлива и специально выделять для этого помещения. Система газопроводов низкого давления для потребителей в стране достаточно широко развита и продолжает расширяться. Все что нужно – это подключиться и оплачивать потребленныеобъемы газа.
• В-третьих, при сгорании газа выделяется большое количество тепловой энергии и не образуются твердых отходов. То есть, газовые котлы не надо постоянно чистить, а только проводить регулярное обслуживание раз в сезон.
• В-четвертых, газовым котлом легко управлять как вручную, так и при помощи автоматики. Современные газовые котлы могут работать весь сезон вообще без участия человека и, мало того, еще и могут «отчитываться» в виде СМС-сообщений или письмом на email. Управлять некоторыми моделями можно также и через интернет.

«Оборотная сторона медали» у газового отопления тоже есть. Она связано в основном с тем, что в России продавать магистральный газ населению может только государство. Это рождает много административных барьеров. Одни связаны с безопасностью и должны быть соблюдены неукоснительно.

Другие барьеры могут быть связаны с необоснованно высокими тарифами за услуги подключения к газовой магистрали. Бывает и такое, что люди отказываются от газа, так как за «протяжку» нескольких десятков метров трубы с пакетом разрешительных документов монополисты требуют сотни тысяч рублей, что хватит точно на десяток лет отопления дровами или углем.

В США, например, в новых поселках «свежеиспеченных» абонентов бесплатно подключают к электричеству и газу, в обмен на контракты, в которых хозяева обязуются в течение какого-то количества лет покупать энергоносители только у той компании, которая предоставила эту услугу.

Работа котла в режиме отопления

Этот режим задается на панели управления котла. Большинство моделей имеют переключатели «Зима-Лето» и потенциометр для задания желаемой температуры в контуре отопления. Вместо потенциометра, может быть кнопка « » и кнопка «—» и цифровой индикатор.

1. Блок управления «запрашивает» данные с датчика температуры NTC1, расположенного на подающей магистрали, то есть на выходе из основного теплообменника. Затем идет сравнение заданной на панели управления температуры и фактической. Если последняя меньше, то блок управления инициирует запуск режима отопления.Если в системе отопления применяется погодозависимая автоматика или программируемый термостат, или пульты дистанционного управления, то инициировать включение отопления могут они.
2. В котлах с раздельными теплообменниками трехходовой клапан по умолчанию в режиме ожидания стоит в положении приготовлении горячей воды. Это означает, что открыт малый круг циркуляции теплоносителя через пластинчатый теплообменник и закрыта циркуляция через контур отопления. Для перевода в режим отопления блок управления подает напряжение на соответствующий разъем сервопривода трехходового клапана и устанавливает его в положении для отопления. Это означает, что открывается путь циркуляции через контур отопления и перекрывается циркуляция через теплообменник. Это процесс занимает 5—7 секунд.
3. Далее, блок управления подает питающее напряжение на циркуляционный насос и тот начинает подавать теплоноситель из системы отопления в главный теплообменник котла.
4. Если котел с закрытой камерой сгорания, то подается напряжение через реле в блоке управления на вентилятор. Он начинает свою работу и удаляет из камеры сгорания дымовые газы, которые могли остаться после предыдущего цикла работы.
5. Блок управления контролирует работу вентилятора. Если срабатывает прессостат и его контакты замыкаются, то формируется команда на запуск горелки. А если нет, то дальнейшая работа котла блокируется и об этом выдается соответствующее сообщение. В атмосферных котлах контроль возможен только после запуска горелки – по термостату тяги.
6. После контроля тяги блок управления дает команду на газовый клапан и тот пропускает газ в таком количестве, чтобы обеспечить плавный розжиг. Одновременно высоковольтный блок розжига формирует серию импульсов на электроде розжига, которые приводят к образованию искр. Газ, идущий из горелки, зажигается.
7. Электрод ионизации контролирует наличие пламени. Если подтверждения от него на блок управления не пришло в течение примерно 8 секунд, то котел блокируется.
8. Блок управления при работе котла проводит контроль циркуляции теплоносителя. это делается при помощи резистивных температурных датчиков установленных на подающей магистрали (NTC1) и на обратной (NTC2). Контролируется разница температур и скорость ее изменения, что свидетельствует о циркуляции. Если изменений не наблюдается, то работа котла останавливается.
9. Во время работы горелки, если электрод ионизации подтверждает наличие пламени, блок управления производит модуляцию пламени горелки. Это позволяет точно выдерживать заданную температуру теплоносителя и избегать частого тактования. Во время модуляции котел фактически плавно изменяет свою мощность, подстраивая ее под текущие запросы.
10. Если во время работы котла происходит перегрев теплоносителя, то срабатывает термостат перегрева, который инициирует остановку котла блоком управления.

Работа котла с открытой и закрытой камеры сгорания практически не отличается, кроме запуска вентилятора и контроля тяги. В котлах с битермическим теплообменником тоже все похоже, только в них нет трехходового клапана с сервоприводом.

Раздельные теплообменники для отопления и горячей воды

Большинство двухконтурных настенных котлов имеют раздельные теплообменники для отопления и приготовления горячей воды. И это имеет вполне объяснимые причины.

Главным местом, где нужно снимать максимальное количество тепла является, разумеется, камера сгорания. Именно в ней и располагают основной теплообменник, который должен «обслужить» систему отопления. А как сделать так, чтобы и горячее водоснабжение тоже было удовлетворено?

Можно, конечно, разместить в камере сгорания еще один теплообменник, предварительно рассчитав его необходимые параметры, но тогда получается, что все усилия по тому, чтобы сделать котел компактным будут напрасными.

Если отоплению необходимо будет давать определенное количество тепла в течение какого-то времени (обычно это количество кВт в час), то для горячего водоснабжения надо подогревать проточную воду. А это требует работы котла на полной мощности.

Чтобы увязать интересы и отопления и водоснабжения, было решено основной теплообменник оставить для целей отопления, а для горячего водоснабжения применить свой, но размещать его не в камере сгорания, а отдельно. Причем проточная вода будет отбирать тепло не у пламени горелки и горячих газов в камере сгорания, а у теплоносителя системы отопления.

Для приготовления горячей воды используются пластинчатые теплообменники. В них есть два независимых контура – для теплоносителя системы отопления и для проточной воды, которую необходимо подогреть. Конструктивно теплообменник представляет собой набор спаянных друг с другом тонких пластин из нержавеющей стали.

Каждые две соседние пластины образуют камеру. По одним камерам циркулирует теплоноситель, а по другим – вода. Естественно, что в теплообменники камеры с водой и теплоносителем чередуются друг с другом. Каждая камера связана с соответствующими патрубками.

Потоки теплоносителя и воды внутри пластинчатого теплообменника для лучшего теплосъема направлены навстречу друг другу. Циркуляция подогретого теплоносителя идет принудительно – под воздействием насоса, а вода для ГВС движется под собственным напором.

Очевидно, что чем больше будет площадь отдельно взятой пластины и чем больше их будет (а соответственно и камер), то тем больше будет мощность теплообменника.

Тем большее количество воды сможет подогреть теплообменник в единицу времени. Несмотря на свои скромные габариты, пластинчатые теплообменники имеют немалую мощность и высокую надежность.

Настенные котлы не могут работать сразу и для целей отопления, и для приготовления горячей воды. Это является своеобразной платой за компактность, так как если постараться совместить по времени эти две функции, то мощность теплообменника должна быть больше, камера сгорания должна иметь гораздо больший размер.

Если в холодный сезон котел может работать на отопление практически непрерывно, то в быту потребление горячей воды идет периодически.

Ведь не постоянно же необходимо, например, помыть посуду или принять душ, а только время от времени. Поэтому настенные котлы работают на отопление, но когда идет запрос на горячую воду (открывается кран), то он сразу переключается на воду. Это по-научному называется приоритет горячей воды.

Некоторым читателям может показаться, что такой приоритет может сильно повлиять на тепло в доме, ведь во время забора воды прекращается циркуляция теплоносителя в контуре отопления. Но, дело все в том, что система отопления имеет определенный объем.

В холодный сезон в этом объеме находится уже подогретый теплоноситель, а он обладает хорошей тепловой инерционностью. Даже в те промежутки времени, когда котелперестает работать в интересах отопления, теплоноситель все равно будет отдавать тепло радиаторам, а те нагревать воздух в помещениях.

Не с такой интенсивностью, но все же будет. И за то время, пока требуется горячая вода, это практически не сказывается на температуре в помещениях, особенно если дом построен из теплоинерционных материалов.

Современный человек, пользуясь горячей водой у себя в доме, не будет бездумно лить горячую воду в душе или ванной, а только по мере необходимости, ведь за все надо платить деньги. Для мытья посуды все чаще в квартирах и домах используется техника, которая тратит воду крайне экономно. Поэтому очень часто двухконтурных котлов с переключением приоритета вполне хватает и для отопления, и для горячей воды.

Если же речь идет о постоянном потреблении воды, что свойственно для бань или бассейнов, то, конечно, двухконтурный котел не будет спасением. В этом случае на выручку придут только емкостные нагреватели косвенного нагрева. Но это тема другой статьи.

Как конкретно происходит работа котлов в режиме отопления и водоснабжения, мы подробно расскажем в соответствующем разделе статьи. А пока кратко отметим достоинства раздельных теплообменников для отопления и ГВС:

Наличие двух теплообменников и наличие приоритета ГВС перед отоплением предполагает еще и применение специальной арматуры (трехходовой клапан с сервоприводом), которая по командам с блока управления производит переключение из одного режима в другой.

Это влияет на цену двухконтурного котла с раздельными теплообменниками. Но, как показывает опыт все-таки два теплообменника по всей совокупности расходов на покупку, расходов на эксплуатацию и ТО оказываются ниже, но для того, чтобы сделать окончательные выводы надо рассмотреть и другой способ приготовления теплоносителя для отопления и ГВС.

Расчет необходимой мощности газового котла

Возможно, что сейчас мы разочаруем некоторых наших читателей, так как не собираемся говорить ни о брендах, ни о конкретных моделях котлов, так как это все вторично.

Нам неизвестен ни один случай, когда вначале покупали котел, а потом под него строили дом.

По объективным и беспристрастным законам природы более теплое тело будет делиться энергией с более холодным. В зимнее время в наших широтах на улице температура воздуха является некомфортной для человека, поэтому приходится искусственно подогревать дом изнутри.

И он вынужден отдавать тепло окружающему миру. Но в наших интересах этот теплообмен максимально минимизировать, ведь энергия не бесплатна. Поэтому очень актуально стоит вопрос об утеплении дома, чтобы он максимально «сопротивлялся» утечке тепла наружу.

В инженерной науке для каждого дома делают расчеттеплопотерь. Причем эти расчеты производят для наихудшего случая – когда зимняя температура может достичь своего теоретического максимума.

Задача котла отопления – компенсировать эти самые теплопотери. Поэтому наиважнейшей характеристикой любого отопительного оборудования является его мощность, которая измеряется в Ваттах. Теплопотери тоже измеряются в Ваттах. Очевидно, что мощность котла не должна быть меньше теплопотерь, а обычно еще и делают запас в 15%, чтобы гарантировано в доме могла поддерживаться нужная температура при любых внешних условиях.

То есть выбор котла отопления должен производиться, прежде всего, по мощности, а уже потом должны рассматриваться бренды и модели. Так как в этой статье мы рассматриваем двухконтурные котлы, то запас мощности для приготовления воды не нужен, так как мы знаем, что котел работает либо чисто на отопление, либо на ГВС.

Расчет теплопотерь – это очень сложная инженерная задача, которая не по силам неподготовленному человеку. Для этого помимо параметров самого дома используется еще очень большое количество справочных данных.

Если необходимо эти расчеты сделать очень точно, то, конечно, лучше обратиться к специалистам. Однако, существуют упрощенные методики, которые позволяют самостоятельно оценить теплопотери, причем конечный результат не будет сильно отличаться от сделанного по всей науке.

Стоит сразу отметить, что нет, и не может быть универсальной формулы для расчета теплопотерь сразу всего дома, который имеет какое-то количество помещений. Каждое из них находится в своих теплотехнических условиях, соответственно и расчет должен вестись отдельно, а потом суммироваться.

Существует очень упрощенная методика, когда на 10 м² принимают 1 кВт мощности котла.

Прежде всего, необходимо иметь план дома, где будут указаны геометрические размеры всех помещений, площадь, наличие и размеры окон и дверей, высота потолков, а также расположение дома относительно сторон света. В принципе, в техническом паспорте, который есть у любого объекта недвижимости, вся эта информация есть. Что нас интересует для расчета теплопотерь?

• Конечно, необходима площадь помещения, так как это напрямую влияет на уровень теплопотерь.
• А также имеет значение и высота потолков, так как это влияет на объем воздуха, который необходимо прогреть.
• Через внешние стены теплопотери будут всегда больше, так как разница температур внутри и снаружи больше. Поэтому обязательно надо знать количество внешних стен.
• Ориентация дома относительно сторон света также очень сильно влияет на теплопотери. Известно, что северная сторона всегда холоднее, так как она абсолютно лишена солнечного света, который несет хорошую порцию тепла. Также меньше энергии получает северо-восточная и восточная сторона, а южная, западная и юго-западная не «обижены» вниманием со стороны Солнца.
• Для каждой местности в какое-то время года характерны преобладающие ветра, дующие с определенной стороны света. Метеорологами проводятся наблюдения, и на основании многолетней статистики строится так называемая роза ветров. Понятно, что ветер, обдувающий стены дома, напрямую влияет на теплопотери. Для их расчета нужна именно зимняя роза ветров. Узнать эту информацию очень просто – надо просто в любом поисковике дать запрос «Архив погоды», найти тематический сайт, выбрать интересующий регион и время года. Важно также знать, как расположены внешние стены по отношению к преобладающим ветрам. Они могут быть с наветренной стороны, подветренной или параллельными по отношению к ветру.

• В строительной науке есть такое понятие, как уровень отрицательных температур в самую холодную неделю года. Разумеется, система отопления должна компенсировать теплопотери и в самое тяжелое время, а в остальное пусть будет запас мощности, который, как говорится, карман не тянет. Эти данные являются справочными и их легко найти через поисковики в интернете.
• В современных строительных нормах прописаны довольно жесткие требования по тепловой защите зданий. И достигается это при помощи утепления, то есть применения в конструкции домов тех материалов, которые имеют низкую теплопроводность. При детальном расчете теплопотерь принимают во внимание теплопроводность каждого материала, входящего в строительную конструкцию и его толщину. В нашем случае для упрощения расчетов принимаются только три степени: стены не утеплены, средняя степень утепления и качественное утепление.
• Очень большое влияние на теплопотери какого-либо помещения имеет то, что расположено снизу. Ведь это может быть пол по грунту, утепленный пол или отапливаемое помещение.
• И также что расположено сверху помещения имеет значение для расчетов. Это может быть холодный чердак, а может и отапливаемое помещение, если дом имеет второй этаж.
• Окна – непременный атрибут для многих помещений в доме, но с точки зрения теплотехники, они являются одним из главных путей «бегства» тепла. Поэтому имеет значение как конструкция окна и его геометрические размеры, так и их количество.
• Наличие дверей, выходящих на улицу, также влияет на теплопотери и прирасчетах обязательно это учитывают.

Такого набора исходных данных вполне достаточно, чтобы произвести расчеты для каждого отдельного помещения. Для того чтобы сделать это в масштабе дома можно сделать сводную таблицу, где указать исходные данные, а также значения теплопотерь.

Для того чтобы не утомлять уважаемых читателей нашего портала формулами и расчетами мы предлагаем к использованию простой и удобный калькулятор.

Цены на байпас

байпас

Гидравлические блоки или группы в современных котлах стараются сделать очень компактными. Все что можно собрать в единый модуль сразу объединяется. Очень часто производители делают конструкцию гидравлического блока такой, чтобы была исключена взаимозаменяемость отдельных узлов.

Это понятно с точки зрения производителя, но вот в дальнейшей эксплуатации и техническом обслуживании такой подход может создать проблемы.

Например, вышел из строя аварийный клапан давления на условном котле и «вскрытие» показало, что стандартные изделия не подходят. В оригинальном гидроблоке просто есть резьбовое отверстие, куда можно смонтировать только «родной» клапан и только от этой модели котла.

Совершенно «случайно» у официального дилера на складе не будет нужной детали и надо ждать энное количество времени поставки, причем за такие деньги, что в ближайшем сантехническом магазине можно  купить такое количество стандартных аварийных клапанов, которых бы хватило до конца жизни праправнуков. И такая ситуация, увы, не редкость.

Следующий пункт, на котором некоторые производители желают сэкономить – это материал, из которого изготовлены элементы гидравлики котла.

Разумеется, что теплообменники должны изготавливаться только из меди, а пластинчатые из нержавеющей стали или меди, а сами корпуса гидроблоков до недавнего времени традиционно изготавливали из латуни.

Этот сплав – давний спутник человека и в сантехнической арматуре ведет себя надежно, адекватно и предсказуемо.

Потом кто-то «укусил» производителей и они массово стали производиться детали гидравлики котлов из пластмасс. Для оправдания этого поступка пластик стали всячески расхваливать за его прочность и стойкость, хотя всем специалистам было понятно, что во главу угла ставится дешевизна производства и собственная прибыль.

Никто ведь не будет спорить с тем, что изготовить деталь из термопластичного полимера и быстрее, и дешевле, чем из металла, который надо отлить, а потом еще фрезеровать на точных станках.

Можно даже согласиться с тем, что при возможных температурах теплоносителя и горячей воды в настенных котлах пластик будет вести себя адекватно. Но самое проблемное место гидроблоков из пластмассы – это резьбовые соединения.

Одно небольшое излишнее усилие при затяжке и резьба моментом срывается без всяческой надежды на восстановление. А по стоимости запасных частей пластмассовые детали нисколько не уступают блокам из латуни.

На рынке котельного оборудования иногда попадаются «экземплярчики» котлов, где гидравлические элементы исполнены, вообще, из силумина.

Неспециалисту очень трудно понять, какой котел более надежен. Мнение о конкретной модели у него будет складываться на основании красочных буклетов, написанных «на заказ» на сайтах производителей и дилеров хвалебных отзывов, а также вышколенных продавцов-консультантов.

Чтобы узнать истинную суть той или иной модели котла лучше всего пригласить независимого специалиста, который имеет опыт ремонта отопительного оборудования. Внимательный и беспристрастный взгляд мастера на «начинку» котла много сможет рассказать.

Неисправности у котлов типичные, процедуры сервисного обслуживания тоже. И от того насколько удобно котел можно будет эксплуатировать, обслуживать и ремонтировать и складывается действительно ценное мнение.

Приведем пример из жизни. У автора этих строк случилась необходимость поменять несколько лет назад двухконтурный котел в квартире.

Старый вышел из строя через 7,5 лет эксплуатации, как потом оказалось, из-за чудовищно неправильных настроек, сделанных приглашенным «специалистом».

Для выбора нужной модели был приглашен инженер, работающий уже не один десяток лет с газовым отопительным оборудованием. По приходу в магазин он сразу уверенно повел к брендовым немецким моделям действительно замечательных котлов, но покупатель не был готов на такие расходы, так как цена на них «подбиралась» вплотную к 1000$.

Продавец скромно, но настойчиво подвел к стенду с котлами, произведенными в Турции, причем не самой известной марки.

Несмотря на скептическое выражение лица мастера, он рассказал о котле, а потом снял переднюю крышку и «обнажил» его «внутренний мир». Как оказалось, это простое действие стало магическим и на инженера-теплотехника подействовало похлеще, чем шоу Дэвида Копперфильда.

Удивлено рассмотрев все элементы котла, мастер даже не поленился открыть камеру сгорания. В итоге был вынесен однозначный вердикт – брать! Тем более что стоил котел почти в полтора раза меньше, чем «истинные арийцы».

После покупки инженер с удовольствием и за разумные деньги принял активное участие в монтаже и настройке котла. Но история после этого не закончилась. Примерно через месяц после всех этих событий автор этого рассказа шел по улице и заметил на другой стороне отчаянно размахивающего руками мужчину, который явно хотел привлечь к себе внимание.

При ближайшем рассмотрении выяснилось, что это тот самый продавец из магазина. В ходе дальнейшего общения выяснилось, что инженер, впечатленный уникальным соотношением цены и качества турецких котлов, всех своих новых клиентов (а у него их немало) перевел «на рельсы» нового более дешевого, но не менее качественного бренда.

В итоге – все довольны! И автор этих строк тоже! А продавец оказался владельцем сети магазинов по продаже отопительного оборудования, вынужденно заменивший на время внезапно заболевшего сотрудника.

Вот так простой случай позволил узнать, что не только раскрученные бренды имеют право на жизнь. Кстати, все главные  комплектующие турецкого котла были от ведущих производителей из Европы.

По этическим причинам в этом рассказе не было специально упомянуто ни одного бренда, а лишь даны намеки. Даже одна и та же модель котла, одного и того же бренда может иметь очень большие, даже «судьбоносные» отличия только из-за того, что собраны в разных странах.

Поэтому мы еще раз даем совет – не надо гнаться за яркой вывеской, а надо смотреть именно на тот котел, который предлагают независимые специалисты. И для правильного выбора не надо стесняться обращаться к тем людям, которые действительно могут помочь.

Цены на популярные газовые котлы

На смену чугуну пришла сталь. Этот сплав легче, достаточно прочен, его легко обрабатывать. Но долговечность у стали не на высоте из-за ее низкой стойкости к коррозии.

Если применять нержавеющую сталь, то надежность теплообменника вырастет, но и теплопроводность будет в разы меньше, а это не очень хорошо.

У стальных теплообменников есть еще большой минус – для нагрева теплоносителя они должны иметь солидный объем и массу. Получается, что часть энергии от сгорания газа будет тратиться на нагрев самого теплообменника.

Из всех доступных материалов для теплообменников лучше всего подходит медь. Это обусловлено тем, что этот металл имеет в несколько раз большую теплопроводность, чем сталь. Приведем простой пример: у чугуна коэффициент теплопроводности – 50 Вт/(м*°К)

, у стали – 47 Вт/(м*°К), у нержавеющей стали – 15 Вт/(м*°К)

, а у меди – 401 Вт/(м*°К).

Из металлов лучшей теплопроводностью обладает только серебро, но его применение в качестве теплообменников оправдано очень редко в особо ответственных электронных схемах, но не в отоплении. Получается, что медь является наилучшим из доступных материалов, способным быстро и без особых энергетических затрат передать тепло от одной среды другой.

Другими важными достоинствами медных теплообменников является их компактность и стойкость к коррозии. Но их применять в котлах «по старинке» — просто поместив в камеру сгорания, категорически нельзя.

Малейший перегрев медного теплообменника приведет к его очень быстрому разрушению. Поэтому применяют несколько простых приемов, которые позволяют служить медным теплообменникам не меньше чугунных, то есть несколько десятков лет. Какие это приемы?

• Во-первых, медные теплообменники применяют только в тех котлах, которые работают в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Чаще всего эти котлы уже имеют встроенный циркуляционный насос. При остановке насоса по каким-либо причинам автоматика сразу гасит горелку.
• Во-вторых, медные теплообменники применяют только в тех приборах, где существует возможность модуляции пламени. Например, даже раньше в старых газовых колонках количество газа, подаваемого на горелку, напрямую зависело от протока воды. Чем больше открываешь кран горячей воды, тем больше проток, тем больше газа подается на горелку. В современных котлах регулирование еще более совершенное и тонкое – за всем следят датчики, блок управления и газовый клапан.
• В-третьих, медный теплообменник для долгой службы должен быть «окружен» системой безопасности. На выходе из него всегда ставится отдельный датчик, отвечающий за безопасность. Называют его термостат перегрева. Обычно он настроен на температуру 105—110°C и если она достигает этих величин, то контакты термостата размыкаются, этот факт сразу становится заметен плате управления, и она моментально дает команду газовому клапану и тот отключает горелку.

• В-четвертых, циркуляционный насос, который способствует прокачке теплоносителя, не останавливается даже после того, как погасла горелка, а продолжает работать еще какое-то время. Специалисты называют это выбег насоса. Он нужен для того, чтобы циркулирующий теплоноситель «снял» излишки тепла с теплообменника. Время выбега программируется в блоке управления и обычно оно составляет не менее 1 минуты.
• В-пятых, в котлах с закрытой камерой сгорания после погасания горелки также продолжает работать и вентилятор, что также способствует и проветриванию камеры сгорания, и охлаждению теплообменника. Время работы вентилятора также программируется и обычно оно составляет по умолчанию 30 секунд.
• И, наконец, закрытую систему отопления желательно заполнять только подготовленным теплоносителем, чтобы меньше образовывалось накипи в теплообменнике. Они еще и требуют периодической промывки сервисными специалистами с применением специальных химических растворов и оборудования. Особенно это касается битермических теплообменников.

Конструктивно медный теплообменник, размещаемый в камере сгорания, представляет собой обычный змеевик из медной трубы диаметром в котлах не менее ¾ дюйма.

Для увеличения площади теплосъема все пространство между витками змеевика заполнено тонкими медными пластинками. Раскаленные газы из камеры сгорания могут проходить через преграждающий им путь теплообменник с очень малым сопротивлением.

А попутно медные пластины и сами трубы интенсивно отбирают тепло, нагревая при этом циркулирующий по ним теплоноситель. Как видно, принцип работы очень простой. Чем больше мощность котла, тем больше по площади должен быть теплообменник, тем большее количество витков может сделать змеевик.

Элементы гидравлики газового двухконтурного котла

Мы уже упоминали, что двухконтурные котлы больше похожи на мини-котельную, чем просто на прибор, греющий воду от газа. И все гидравлические узлы, которые есть в котельной, уже присутствуют в современном настенном двухконтурном котле.

Это сильно упрощает интеграцию котла в систему отопления и ГВС, так как для этого у него всего 4 гидравлических подсоединения: подача и обратка системы отопления (резьбовые соединения ¾ дюйма) и вход холодной воды и выход горячей (резьбовые соединения ½ дюйма).

На том рисунке, что приведен ранее, вся гидравлика сводится к трем пунктам – гидроблок, пластинчатый теплообменник и циркуляционный насос.

• Третий элемент в группе безопасности – это манометр. За давлением в контуре отопления нужен контроль. Оно должно быть в диапазоне 0,8—3 бар. В настенных котлах есть специальный датчик давления, который связан с блоком управление. Если давление падает ниже допустимого (0,8—1 бар) блок управления останавливает котел и выдает на панель сообщение об аварийной остановке. Несмотря на то что умная электроника следит за давлением, все равно большинство котлов оснащаются наглядными механическими манометрами, связанными с контуром отопления тонкой медной трубкой. На этих манометрах зеленым сектором показывают допустимое давление, а красным – повышенное или пониженное. В некоторых котлах делается цифровая индикация на дисплее, но от механических манометров не отказываются даже самые маститые производители.
• В любой закрытой системе отопления должен быть расширительный бак – экспанзомат. С первого взгляда его в «настенниках» нет, если смотреть на переднюю панель и даже если снять переднюю крышку. Но он, безусловно, есть! Размещают его в задней части котла в специально выделенном месте. Расширительный бак необходим для компенсации расширения теплоносителя при нагреве и поддержания давление в системе отопления в нужном диапазоне. Котлы поставляются с предварительно накачанной воздушной камерой давлением примерно 1 бар. Для контроля и подкачки на расширительном баке имеется специальный ниппель, к которому может подключаться воздушный насос (типа велосипедного) с манометром. Обычно ниппель делают доступным для подключения насоса даже без снятия крышки, но контроль давления в экспанзомате и доведение его до требуемого делается только тогда, когда теплоноситель слит из котла. Гидравлическая часть расширительного бака соединяется с контуром отопления в месте выхода насоса при помощи гибкого шланга или медной трубки.

• Для слива теплоносителя с настенного котла в нем обязательно предусматривают специальный патрубок, который обычно открывается при помощи ключа. Это позволяет, не сливая воду со всей системы, делать техобслуживание котла. Но это будет возможно?только есликотел будет «окружен» запорной арматурой, что обычно делают при монтаже. Сливной патрубок чаще всего размещают также в районе насоса.
• В котлах, где для приготовления горячей воды используются два раздельных теплообменника, необходима специальная арматура. Для этого используют трехходовой клапан. Его устанавливают на выходе первичного теплообменника. Клапан в разрезе показан на рисунке. Представим, что справа подключается выход из первичного теплообменника, снизу – вход во вторичный пластинчатый теплообменник, а слева – выход на контур системы отопления. По сути, такой клапан является перенаправляющим и имеет только два положения. В одном из них, когда шток отжат (как на рисунке), теплоноситель идет в отопление, а когда нажат – в пластинчатый теплообменник.