Princíp činnosti dvojokruhového plynového vykurovacieho kotla a vlastnosti jeho pripojenia

Všetky otázky organizácie autonómneho zásobovania teplom a prípravy teplej vody sa riešia kúpou jedného kotla schopného obslúžiť obidva systémy. Bez znalosti princípu práce dvojokruhového plynového vykurovacieho kotla by bolo nelogické nielen uskutočniť nákup, ale aj prevádzkovať agregát. Súhlasíte?

Povieme vám o schéme práce vykurovacieho prístroja, pozrieme sa na všetky jeho slabé a silné stránky. Pri pochopení základu činnosti zariadenia môžete bez problémov využívať všetky jeho výhody. A v prípade potreby budete schopní včas odhaliť poruchy v práci, pochopiť a odstrániť príčiny ich vzniku.

Zariadenie kotla na obsluhu dvoch okruhov

Dvojokruhový plynový generátor tepla sa líši od jednokruhového analógu tým, že namiesto jedného výmenníka tepla má dva, v technickej terminológii ich nazývajú primárny a sekundárny.

Prvý, teda primárny výmenník tepla, je umiestnený priamo v zóne horenia plameňa. Jeho úlohou je ohrievať teplonosnú kvapalinu pre fungovanie vykurovacej siete. Sekundárny výmenník tepla zodpovedá za prípravu teplej vody.

Stabilná práca vykurovacieho prístroja je možná pri zosúladenej činnosti všetkých jeho súčastí. Informácia o základných funkčných uzloch pomôže pochopiť princíp práce zariadenia.

Do konštrukcie každého dvojokruhového agregátu patria nasledujúce štandardné prvky:

• Spaľovacia komora s horákovým blokom;
• Výmenníky tepla;
• Zariadenia riadenia a ochrany zariadenia.

Aby sme pochopili špecifiká zariadenia plynových kotlov dvojokruhového typu, zastavíme sa podrobne pri každom z jeho konštrukčných prvkov.

Druhy plynových horákov pre dvojokruhové kotly

Horák plynového kotla zodpovedá za získanie dostatočného množstva tepla potrebného pre fungovanie vykurovania a okruhu dodávky teplej vody. Tepelná energia sa získava spaľovaním paliva. Horák je umiestnený v spaľovacej komore, do ktorej je okrem plynu vháňaný vzduch. Ten je potrebný pre proces horenia.

V závislosti od pracovných režimov horáka možno klasifikovať podľa nasledujúcich druhov:

• Jednoúrovňový horák. Agregát s takýmto horákom môže pracovať len v dvoch režimoch – „Stop“ a „Štart“. Takéto kotly, napriek nízkej účinnosti a zníženej prevádzkovej životnosti, sú obľúbené vďaka jednoduchosti konštrukcie a nízkej cene.
• Dvojúrovňový horák. Vykurovacie zariadenie s takýmto horákom môže pracovať na plný a polovičný výkon. Jeho výhody sú citeľné v teplom období roka, keď na ohrev nie príliš studenej vody nie je potrebné prevádzkovať zariadenie na plný výkon.
• Modulovaný horák. Inteligentný systém kotla s takýmto horákom umožňuje nastavenie a reguláciu výkonu. Takýto kotol sa vyznačuje dlhou životnosťou a hospodárnosťou, ale zároveň stojí rádovo vyššie ako agregáty s jednoúrovňovými a dvojúrovňovými horákmi.

Horáky sa delia na konštrukcie otvoreného a uzavretého typu. Pri otvorenom type horáka vzduch potrebný na spaľovanie paliva prichádza priamo z miestnosti, v ktorej sa kotol nachádza. Na odvádzanie spalín je potrebný dymovod, ktorý musí zabezpečovať dostatočný prirodzený ťah.

Atmosférické vykurovacie agregáty sa vybavujú spravidla obyčajnou kovovou rúrou, turbínované – koaxiálnym dymovodom. V závislosti od technických podmienok miestnosti sa dymový kanál umiestňuje vertikálne alebo buduje pod uhlom. Rohové varianty vyúsťujú cez stenu von alebo sa pripájajú k verejnej dymovodnej šachte.

Plynový horák je základným prvkom dvojokruhového plynového kotla, zodpovedá za spaľovanie paliva a získavanie tepelnej energie v potrebnom množstve.

Turbínované kotly sú vybavené uzavretými spaľovacími komorami, do ktorých vzduch nemôže vstupovať samovoľne. Sú bezpečnejšie a spoľahlivejšie v prevádzke, ale drahšie a zložitejšie v práci. Kotly s uzavretými horákmi okrem odvodu dymu potrebujú kanál, cez ktorý sa do komory privádza kyslík potrebný na spaľovanie.

Preto sa turbínované kotly vybavujú koaxiálnymi rúrami, pretože okrem odvádzania dymu ešte aj nasávajú zvonku čerstvý vzduchový prúd. Stáva sa, že na normálnu prevádzku sa k uzavretej spaľovacej komore pripájajú dva koaxiálne dymovody. Navyše celú konštrukciu dopĺňajú rúrou na prívod vzduchu.

Všetky takéto modely kotlov sú vybavené ventilátormi zabezpečujúcimi pohyb dymu, viacúrovňovými ochrannými systémami, automatizáciou. Na prevádzku uvedených zariadení a systémov je potrebná elektrická energia. Za ich nevýhodu sa považuje energetická závislosť, ktorá zvyšuje prevádzkové náklady.

Druhy výmenníkov tepla plynových agregátov

Ak sa pomocou horáka vykonáva spaľovanie paliva s cieľom získania tepla, potom výmenník tepla zabezpečuje získanie tohto tepla na ďalší prenos vode. Ako už bolo spomenuté, v konštrukcii dvojokruhového kotla sa nachádza primárny a sekundárny výmenník tepla.

Primárny výmenník tepla sa nachádza priamo nad horákom a predstavuje rebrovanú trubku, ohnutú do tvaru hada. Pôsobením plameňa sa voda vo výmenníku tepla ohrieva a pohybuje sa cez trojcestný ventil ďalej do rozvodu vykurovacieho systému.

Sekundárny výmenník tepla predstavuje systém vlnitých platní, ktoré sú zostavené do jedného bloku s dvoma pármi otvorov. Každému páru otvorov sú pridelené vlastné funkcie.

Cez jeden z párov preteká voda z vodovodu, a cez druhý sa pohybuje teplonosná látka, prichádzajúca do vykurovacieho okruhu. Takáto sústava z doskového a rúrkového výmenníkov tepla sa nazýva zdvojená.

Primárny a sekundárny výmenník tepla sú spojené do jedného systému, správnosť fungovania ktorých zabezpečuje špeciálny trojcestný ventil

Existujú vykurovacie zariadenia, v ktorých sa namiesto zdvojenej sústavy používa bitermický výmenník tepla zložitej konfigurácie. Takýto výmenník tepla sa vyrába z medi, predstavuje pár rúrok umiestnených jedna v druhej. Po vonkajšej rúrke sa pohybuje teplonosná látka, a po vnútornej – voda na zabezpečenie prevádzky TÚV.

Bitermický výmenník tepla ohrievača teplonosnej látky a vody sa vyznačuje zložitou konfiguráciou, keď rúrka jedného okruhu je umiestnená v rúrke druhého okruhu

Kotly s bitermickým výmenníkom tepla sú zložitejšie na prevádzku, pretože oba výmenníky tepla sú prezentované ako jeden blok, čo sťažuje jeho čistenie od vodného kameňa. Ale takéto vykurovacie zariadenia sú žiadané, pretože sa vyznačujú malými rozmermi a vysokou rýchlosťou ohrevu vody.

Automatika alebo blok riadenia kotla

Automatika kotla zodpovedá za bezpečnú a stabilnú prevádzku. Vykonáva kontrolu teploty vody v komponentoch TÚV, udržiava teplotu teplonosnej látky v linkách tepelného zásobovania. Automatika plynového kotla neumožňuje prevádzku vykurovacieho zariadenia v prípade nebezpečných situácií.

Agregát prerušuje prácu alebo sa nezapína v takýchto prípadoch:

• Znížený tlak v plynovom systéme;
• Neprítomnosť ťahu;
• Neprítomnosť alebo kritické prehriatie teplonosnej látky.

Riadiaca jednotka, ktorá kontroluje činnosť ochranných zariadení a automatizácie procesu, je reprezentovaná súborom prepínačov, mikročipov alebo ich kombináciou. Okrem zabezpečenia bezpečnosti a kontroly teplotného režimu sleduje prácu obehového čerpadla a ventilátora.

Moderné plynové kotly sa vyznačujú prítomnosťou inteligentného riadenia, v softvéri ktorých sú prítomné rôzne režimy prevádzky.

Princíp práce a špecifiká

Mnohí majitelia plynového zariadenia sa ani nezamýšľajú nad tým, ako v skutočnosti pracuje plynový kotol dvojokruhového typu. Omylne si myslia, že ohrev vody a vykurovacieho okruhu prebieha súčasne. V skutočnosti to nie je také ružové.

Dvojokruhový plynový kotol nemôže súčasne pracovať v dvoch režimoch, zabezpečujúc prevádzku systémov vykurovania a TÚV. Potvrdzuje to prítomnosť trojcestného ventilu v jeho zariadení.

V normálnom režime kotol neustále pracuje iba na ohrev teplonosnej kvapaliny cirkulujúcej v systéme. Frekvenciu zapínania a intenzitu horenia plameňa pritom riadi teplotný senzor. Súčasne s horákom sa spúšťa aj cirkulačné čerpadlo, ak činnosť vykurovacieho systému nie je založená na prirodzenej cirkulácii teplonosnej kvapaliny.

Priestor v spodnej časti nástenného kotla je určený na prívod plynu, pripojenie studenej vody, ako aj odvody systému TÚV a vykurovacieho okruhu.

V podstate, keď teplota teplonosnej kvapaliny dosiahne nastavenú hodnotu, senzor vyšle signál na zníženie aktivity horáka. Kým teplota neklesne na nastavenú hodnotu, kotol bude v pasívnom režime. Potom opäť prichádza povel od senzora automatike na aktiváciu ventilu prívodu paliva.

Schéma činnosti dvojokruhového kotla

Prítomnosť systému TÚV mierne komplikuje schému činnosti plynového kotla dvojokruhového typu. Teplonosná kvapalina ohriata horákom teplonosná kvapalina, pohybujúc sa po výmenníku, zabezpečuje ohrev doskového výmenníka, ktorým preteká voda z vodovodu.

Konštrukčná schéma dvojokruhového plynového kotla s bitermickým a dvoma obyčajnými výmenníkmi tepla. V prvom variante nie je potrebné použiť dva výmenníky tepla.

Súčasné používanie dvojokruhového modelu v režime vykurovania a ohrevu teplej vody nie je možné. Pri otvorení kohútika teplej vody vďaka trojcestnému termostatickému ventilu sa zastaví cirkulácia teplonosnej kvapaliny vo vykurovacích okruhoch. Kotol prejde do režimu presunu vody po okruhu s doskovým výmenníkom tepla, ktorým sa ohrieva voda pre domáce potreby.

Pri výraznej dlhodobej spotrebe teplej vody môže byť ochromená činnosť kotla zameraná na vykurovanie. Problém možno vyriešiť dvoma spôsobmi – zabezpečiť inštaláciu výkonnejšieho vykurovacieho zariadenia alebo zahrnúť do schémy vybavenia bojler nepriameho ohrevu.

Pri aktívnom používaní systému TÚV je možná inštalácia dvojokruhového kotla so vstavaným bojlerom. V tomto prípade sa mierne zvyšuje spotreba paliva, pretože v pauze medzi cyklami činnosti vykurovacieho systému sa energia horáka využíva na udržanie teploty vody v dodatočnom plynovom ohrievači vody.

Určitá zásoba teplej vody vo vstavanom bojleri umožňuje používať systém TÚV bez odpojenia vykurovacieho okruhu. V dôsledku toho oba systémy pracujú striedavo, pričom chýba faktor prehriatia kvapaliny a predlžuje sa životnosť výmenníka tepla.

Kotol so vstavaným štandardným bojlerom nielen zabezpečuje dostatočný rezervný objem teplej vody, ale tiež pomáha vyhnúť sa dlhodobému odpojeniu vykurovacieho okruhu

Vstavaný štandardný bojler umožňuje kedykoľvek získať teplú vodu požadovanej teploty, ktorej zásoba je zabezpečená automaticky. Zatiaľ čo prietokový systém TÚV potrebuje niekoľko minút na ohrev vody na požadovanú teplotu.

Typy prevedenia plynových kotlov na dva okruhy

Vlastnosti práce plynového zariadenia sú do značnej miery určené variantom prevedenia vykurovacieho prístroja. Moderné kotly sa vyrábajú v dvoch formách – podlahové a nástenné.

Pri výbere variantu prevedenia treba zohľadniť veľkosť vykurovanej plochy, intenzitu používania systému TÚV. Treba si uvedomiť, že nástenné kotly sú kompaktnejšie, ale majú oveľa menší výkon.

Nástenný plynový kotol dvojkotúčového typu sa vyznačuje kompaktnými rozmermi a moderným dizajnom, ale je účinný len pri vykurovaní priestorov malej plochy pri miernej spotrebe teplej vody

Výber nástenného dvojkotúčového kotla môže byť opodstatnený, ak vykurovaná plocha nepresahuje 200 m² a celková výkonnosť systému TÚV nie je viac ako 14 l/min.

Malé rozmery nástenného kotla sa síce zdajú byť výhodou, ale v skutočnosti skrývajú mnoho nevýhod. Kompaktnosť sa dosahuje použitím tenších trubiek výmenníka tepla. Okrem toho, že majú kratšiu životnosť, existuje riziko ich upchatia.

V podlahových zariadeniach sa používajú masívnejšie a spoľahlivejšie liatinové výmenníky tepla. To nielen zvyšuje spoľahlivosť práce vykurovacieho prístroja, ale aj predlžuje jeho životnosť.

Výhody a nevýhody dvojokruhových prístrojov

Výhody dvojkotúčového vykurovacieho agregátu sú nasledovné:

• Ekonomická spotreba paliva. Smerom na porovnanie je použitie dvojkotúčového kotla alebo jednokotúčového s bojlerom nepriameho ohrevu.
• Kompaktné rozmery. Prevažná časť dvojkotúčových kotlov je zastúpená nástennými vykurovacími prístrojmi. Ľahko ich umiestnite ako v pomocných miestnostiach, tak aj v malej kuchyni.
• Univerzálnosť. Nie je potrebné kupovať ďalšie zariadenie a riešiť otázky jeho kompatibility s kotlom.

V jednom agregáte sú už úspešne spojené do jedného automatizovaného systému prietokový ohrievač vody, vykurovací prístroj a obehové čerpadlo.

Je zrejmé, že popri výhodách existujú aj určité nevýhody:

• Nemožnosť súčasného prevádzkovania kúrenia a okruhu TÚV. V dôsledku toho môže značná spotreba teplej vody spôsobiť pokles teploty v dome.
• Obmedzenie výkonu nástenných modelov. Kompaktné nástenné kotly z dôvodu minimálnych rozmerov horáka nie sú schopné zabezpečiť požadovaný teplotný režim pri maximálnom tlaku. Podobný nedostatok sa prejavuje pri vzdialenom umiestnení odberných miest vody.
• Citlivosť na kvalitu vody. Sekundárny doskový výmenník tepla je náročný na kvalitu spotrebovávanej vody. Prítomnosť nečistôt vedie k použitiu prostriedkov na znižovanie jej tvrdosti a k čisteniu teplonosného média.

Ďalším kritériom hodnotenia dvojokruhového kotla je jeho cena. Cena dvojokruhového ohrievača je vyššia ako cena jednokruhového analógu.

Ak však vezmeme do úvahy existenciu systému TÚV a spôsoby riešenia otázky v prípade inštalácie jednokruhového kotla, potom pri zaradení do schémy zostavy nepriameho ohrevu bojlera bude cena dvojokruhového kotla nižšia.

Závery a užitočné video k téme

S konštrukčnými komponentmi a princípom činnosti plynového vykurovacieho zariadenia oboznámi nasledujúce video:

Zapojenie dvojokruhového plynového kotla predstaví autor videa:

Podrobné oboznámenie sa s vlastnosťami a princípom činnosti dvojokruhových plynových agregátov umožňuje určiť výhody ich prevádzky. Kúpa takýchto ohrievačov pomôže ušetriť na nákupe dodatočného zariadenia potrebného na organizáciu systému TÚV.

Pri poruche jedného z okruhov je možná prevádzka druhého a výmena okruhu bude vždy lacnejšia ako oprava samostatného vykurovacieho zariadenia. Dvojokruhový kotol možno používať aj v teplom období roka, pričom sa prevádzkuje iba v režime ohrevu vody pre domáce potreby, v čom spočíva pohodlie a hospodárnosť v porovnaní s nákupom samostatných agregátov.

Povedzte nám, ako ste vyberali dvojokruhový plynový kotol na vybavenie vlastného domu/bytu/chaty. Čo bolo pre vás rozhodujúcim kritériom pri výbere? Podeľte sa, prosím, o užitočné informácie k téme, fotografie v bloku nižšie, pýtajte sa.