Principiul de funcționare al cazanului pe gaz cu dublu circuit de încălzire și particularitățile conectării acestuia

Toate aspectele legate de organizarea alimentării autonome cu căldură și prepararea apei calde menajere sunt rezolvate prin achiziționarea unui singur cazan, capabil să deservească ambele sisteme. Fără a cunoaște principiul de funcționare al cazanului pe gaz cu două circuite, ar fi ilogic nu doar să faceți o achiziție, ci și să utilizați agregatul. Sunteți de acord?

Vă vom spune despre schema de funcționare a aparatului de încălzire, vom analiza toate punctele sale slabe și forte. Înțelegând baza de acțiune a echipamentului, puteți utiliza cu ușurință toate avantajele sale. Iar în caz de necesitate, veți putea identifica la timp defecțiunile, să înțelegeți și să eliminați cauzele apariției lor.

Structura cazanului pentru deservirea a două circuite

Generatorul de căldură pe gaz cu două circuite se deosebește de omologul cu un singur circuit prin aceea că, în loc de un schimbător de căldură, are două, denumite în terminologia tehnică primar și secundar.

Primul, adică schimbătorul de căldură primar, este amplasat direct în zona de ardere a flăcării. Sarcina sa constă în încălzirea agentului termic pentru funcționarea rețelei de încălzire. Schimbătorul de căldură secundar răspunde de funcționarea sistemului de apă caldă menajeră.

Funcționarea stabilă a aparatului de încălzire este posibilă printr-o activitate coordonată a tuturor componentelor sale. Informațiile despre principalele noduri funcționale vă vor ajuta să înțelegeți principiul de funcționare al echipamentului.

În construcția oricărui agregat cu două circuite intră următoarele elemente standard:

• Cameră de ardere cu bloc de arzătoare;
• Schimbătoare de căldură;
• Dispozitive de comandă și protecție a echipamentului.

Pentru a înțelege particularitățile structurii cazanelor pe gaz de tip cu două circuite, ne vom opri pe larg asupra fiecăruia dintre elementele sale constructive.

Tipuri de arzătoare de gaz pentru cazane cu două circuite

Arzătorul cazanului pe gaz răspunde de obținerea unui volum suficient de căldură necesar pentru funcționarea încălzirii și a circuitului de alimentare cu apă caldă. Energia termică se obține prin arderea combustibilului. Arzătorul se plasează în camera de ardere, în care pe lângă gaz se insuflă aer. Acesta este necesar pentru procesul de ardere.

În funcție de modurile de lucru, arzătoarele pot fi clasificate după următoarele tipuri:

• Arzător pe un singur nivel. Un agregat cu un astfel de arzător poate funcționa doar în două moduri – „Stop” și „Pornire”. Astfel de cazane, în ciuda eficienței scăzute și a duratei de viață reduse, sunt populare datorită simplității construcției și costului redus.
• Arzător pe două niveluri. Aparatul de încălzire cu un astfel de arzător poate funcționa la putere maximă și la jumătate de putere. Avantajele sale sunt vizibile în sezonul cald, când pentru încălzirea apei nu prea reci nu este necesar să se exploateze aparatul la putere maximă.
• Arzător modulat. Sistemul inteligent al cazanului cu un astfel de arzător permite reglarea și ajustarea puterii. Un astfel de cazan se caracterizează printr-o durată de viață lungă și eficiență, dar costă cu un ordin de mărime mai mult decât agregatele cu arzătoare pe un singur nivel și pe două niveluri.

Arzătoarele se împart în construcții de tip deschis și închis. La arzătorul de tip deschis, aerul necesar pentru arderea combustibilului provine direct din încăperea în care se află cazanul. Pentru evacuarea produselor de combustie este necesar un coș de fum, care trebuie să asigure un tiraj natural suficient.

Agregatele de încălzire atmosferice sunt echipate, de regulă, cu o țeavă metalică obișnuită, cele turbinate – cu un coș coaxial. În funcție de condițiile tehnice ale încăperii, canalul de fum se instalează vertical sau se construiește în unghi. Variantele în unghi se evacuează prin perete afară sau se conectează la un puț de evacuare a fumului public.

Arzătorul pe gaz este elementul principal al cazanului pe gaz cu dublu circuit, acesta răspunde de arderea combustibilului și obținerea energiei termice în cantitatea necesară.

Cazanele turbinate sunt echipate cu camere de ardere închise, în care aerul nu poate pătrude spontan. Acestea sunt mai sigure și mai fiabile în exploatare, dar mai scumpe și mai complexe în funcționare. Cazanelor cu arzătoare închise, pe lângă evacuarea fumului, le este necesar un canal prin care să fie furnizat oxigenul necesar arderii în cameră.

De aceea, cazanele turbinate sunt echipate cu țevi coaxiale, deoarece pe lângă evacuarea fumului, ele mai trag și aer proaspăt din exterior. Se întâmplă că pentru funcționarea normală, la camera de ardere închisă se conectează două coșuri coaxiale. În plus, întreaga construcție este completată cu o țeavă pentru alimentarea cu aer.

Toate modelele similare de cazane sunt echipate cu ventilatoare care asigură mișcarea fumului, sisteme de protecție pe mai multe niveluri, automatizări. Pentru funcționarea dispozitivelor și sistemelor enumerate este necesară energie electrică. Dezavantajul lor este considerat dependența de energie, ceea ce crește costurile de exploatare.

Varietăți de schimbătoare de căldură ale agregatelor pe gaz

Dacă prin intermediul arzătorului se realizează arderea combustibilului pentru a obține căldură, atunci schimbătorul de căldură asigură obținerea acestei călduri pentru transmiterea ulterioară apei. După cum s-a menționat deja, în construcția cazanului cu dublu circuit sunt prezente schimbătoarele de căldură primar și secundar.

Schimbătorul de căldură primar este situat direct deasupra arzătorului și reprezintă un tub cu aripioare, curbat în formă de serpentină. Sub acțiunea flăcării, apa din schimbătorul de căldură se încălzește și se deplasează prin supapa cu trei căi mai departe în distribuția sistemului de încălzire.

Schimbătorul de căldură secundar reprezintă un sistem de plăci ondulate, care sunt asamblate într-un bloc unic cu două perechi de orificii. Fiecărei perechi de orificii îi sunt atribuite funcții proprii.

Printr-una dintre perechi curge apa din rețeaua de alimentare, iar prin a doua se deplasează agentul termic care intră în circuitul de încălzire. Un astfel de sistem format dintr-un schimbător de căldură cu plăci și unul tubular se numește dublu.

Schimbătorul de căldură primar și cel secundar sunt unite într-un singur sistem, a cărui funcționare corectă este asigurată de o supapă specială cu trei căi.

Există aparate de încălzire în care, în locul sistemului dublu, se utilizează un schimbător de căldură bitermic de configurație complexă. Un astfel de schimbător de căldură este fabricat din cupru și reprezintă o pereche de tuburi amplasate unul în interiorul celuilalt. Prin tubul exterior circulă agentul termic, iar prin cel interior – apa pentru asigurarea funcționării sistemului de apă caldă menajeră (ACM).

Schimbătorul de căldură bitermic al încălzitorului de agent termic și apă se distinge printr-o configurație complexă, atunci când tubul unui circuit este plasat în tubul celuilalt circuit.

Cazanele cu schimbător de căldură bitermic sunt mai complexe în exploatare, deoarece ambele schimbătoare de căldură sunt reprezentate de un bloc unic, ceea ce îngreunează curățarea lor de calcar. Dar astfel de aparate de încălzire sunt la cerere, deoarece se disting prin dimensiuni de gabarit reduse și o viteză mare de încălzire a apei.

Automatizarea sau unitatea de comandă a cazanului

Automatizarea cazanului răspunde pentru o funcționare sigură și stabilă. Aceasta exercită controlul temperaturii apei în componentele ACM, menține temperatura agentului termic în liniile de alimentare cu căldură. Automatizarea cazanului pe gaz nu permite funcționarea aparatului de încălzire în cazul unor situații periculoase.

Agregatul întrerupe funcționarea sau nu pornește în astfel de cazuri:

• Presiune redusă în sistemul de gaz;
• Lipsa tirajului;
• Lipsa sau supraîncălzirea critică a agentului termic.

Unitatea de comandă, care controlează funcționarea dispozitivelor de protecție și automatizare a procesului, este reprezentată de un set de comutatoare, microcipuri sau o combinație a acestora. Pe lângă asigurarea securității și controlul regimului de temperatură, aceasta supraveghează funcționarea pompei de circulație și a ventilatorului.

Cazanele moderne pe gaz se disting prin prezența unei comenzi inteligente, în software-ul cărora sunt prezente diverse moduri de exploatare.

Principiul de funcționare și specificul

Mulți proprietari de echipamente pe gaz nici măcar nu se gândesc cum funcționează de fapt un cazan pe gaz de tip biconcircuit. Ei cred în mod eronat că încălzirea apei și a circuitului de încălzire are loc simultan. În realitate, totul nu arată atât de roz.

Cazanul pe gaz cu două circuite nu poate funcționa simultan în două moduri, asigurând funcționarea sistemelor de încălzire și a apei calde menajere. Acest lucru este confirmat de prezența în structura sa a unei vane cu trei căi.

În regim normal, cazanul funcționează constant doar pentru încălzirea agentului termic care circulă în sistem. Frecvența de pornire și intensitatea arderii flăcării sunt controlate de senzorul de temperatură. În același timp cu arzătorul, se realizează și pornirea pompei de circulație, dacă funcționarea sistemului de încălzire nu se bazează pe circulația naturală a agentului termic.

Spațiul din partea inferioară a cazanului mural este destinat alimentării cu gaz, conectării apei reci, precum și ieșirilor sistemului de apă caldă menajeră și circuitului de încălzire.

Practic, atunci când temperatura agentului termic atinge valoarea setată, senzorul trimite un semnal de reducere a activității arzătorului. Până când temperatura nu scade la valoarea setată, cazanul va rămâne în regim pasiv. Apoi, din nou, senzorul transmite o comandă automatizării pentru activarea vanei de alimentare cu combustibil.

Schema de acțiune a cazanului cu două circuite

Prezența sistemului de apă caldă menajeră complică ușor schema de funcționare a cazanului pe gaz de tip cu două circuite. Agentul termic încălzit de arzător, circulând prin schimbătorul de căldură, asigură încălzirea schimbătorului de căldură cu plăci, prin care circulă apa din rețeaua de alimentare.

Schema constructivă a cazanului pe gaz cu două circuite cu un schimbător de căldură bitermic și două schimbătoare de căldură obișnuite. În prima variantă, nu este necesară utilizarea a două schimbătoare de căldură.

Utilizarea simultană a modelului cu două circuite în regim de încălzire și apă caldă menajeră este imposibilă. La activarea robinetului de apă caldă menajeră, datorită vanei termostatice cu trei căi, circulația agentului termic prin conductele de încălzire este întreruptă. Cazanul trece în regim de deplasare a apei prin circuitul cu schimbătorul de căldură cu plăci, prin care se realizează încălzirea apei pentru necesități menajere.

La un consum semnificativ de apă caldă pentru o perioadă îndelungată, funcționarea cazanului orientată spre încălzire poate fi paralizată. Problema poate fi rezolvată în două moduri – prin prevederea instalării unui aparat de încălzire mai puternic sau prin includerea în schema de amenajare a unui boiler cu încălzire indirectă.

La utilizarea activă a sistemului de apă caldă menajeră, este posibilă instalarea unui cazan cu două circuite cu boiler încorporat. În acest caz, consumul de combustibil crește ușor datorită faptului că, în pauza dintre ciclurile de funcționare ale sistemului de încălzire, energia arzătorului este utilizată pentru menținerea temperaturii apei în încălzitorul de apă pe gaz suplimentar.

O anumită rezervă de apă caldă în boilerul încorporat permite utilizarea sistemului de apă caldă menajeră fără a deconecta circuitul de încălzire. Ca urmare, ambele sisteme funcționează alternativ, eliminând factorul de supraîncălzire a lichidului și prelungind durata de viață a schimbătorului de căldură.

Cazanul cu boiler standard încorporat nu numai că asigură un volum suficient de rezervă de apă caldă, dar ajută și la evitarea deconectării prelungite a circuitului de încălzire.

Boilerul standard încorporat permite obținerea în orice moment a apei calde la temperatura dorită, a cărei rezervă este asigurată automat. În timp ce sistemul instantaneu de apă caldă menajeră are nevoie de câteva minute pentru a încălzi apa la temperatura dorită.

Tipuri de execuție ale cazanelor pe gaz cu două circuite

Caracteristicile de funcționare a echipamentului pe gaz sunt în mare măsură determinate de varianta de execuție a aparatului de încălzire. Cazanele moderne sunt disponibile în două forme – pe podea și pe perete.

Atunci când alegeți varianta de execuție, trebuie să țineți cont de dimensiunea suprafeței încălzite și de intensitatea utilizării sistemului de apă caldă menajeră. Trebuie să înțelegeți că cazanele pe perete sunt mai compacte, dar au o putere mult mai mică.

Cazanul pe perete cu gaz de tip dublu circuit se remarcă prin dimensiuni compacte și design modern, dar este eficient doar la încălzirea încăperilor de suprafață mică, cu un consum moderat de apă caldă.

Alegerea cazanului pe perete cu dublu circuit poate fi justificată dacă suprafața încălzită nu depășește 200 mp, iar debitul total al sistemului de apă caldă menajeră nu este mai mare de 14 l/min.

Dimensiunile reduse ale cazanului pe perete, deși par un avantaj, ascund de fapt multe dezavantaje. Compactitatea se obține prin utilizarea unor tuburi mai subțiri ale schimbătorului de căldură. Pe lângă faptul că au o durată de viață mai mică, există riscul de înfundare a acestora.

În instalațiile pe podea se utilizează schimbătoare de căldură din fontă, mai masive și mai fiabile. Aceasta nu numai că sporește gradul de fiabilitate a funcționării aparatului de încălzire, dar și prelungește durata de viață a acestuia.

Avantaje și dezavantaje ale aparatelor cu două circuite

Avantajele agregatului de încălzire cu dublu circuit sunt următoarele:

• Consum economic de combustibil. Direcția de comparație este utilizarea unui cazan cu dublu circuit sau a unuia cu un singur circuit cu boiler de încălzire indirectă.
• Dimensiuni compacte. Majoritatea covârșitoare a cazanelor cu dublu circuit sunt reprezentate de aparate de încălzire pe perete. Acestea pot fi amplasate cu ușurință atât în încăperi auxiliare, cât și în bucătării de dimensiuni mici.
• Versatilitate. Nu este necesar să achiziționați echipamente suplimentare și să rezolvați probleme de compatibilitate cu cazanul.

Într-un singur agregat sunt deja combinate cu succes, într-un singur sistem automatizat, un încălzitor instantaneu de apă, un aparat de încălzire și o pompă de circulație.

Evident, pe lângă avantaje, există și propriile dezavantaje:

• Imposibilitatea funcționării simultane a încălzirii și a circuitului ACM. Din această cauză, un consum semnificativ de apă caldă poate duce la scăderea temperaturii în casă.
• Limitări ale puterii modelelor montate pe perete. Cazanele compacte montate pe perete, din cauza dimensiunilor minime ale arzătorului, nu pot asigura regimul termic necesar la presiune maximă. Un astfel de neajuns se observă la amplasarea îndepărtată a punctelor de prelevare a apei.
• Sensibilitatea la calitatea apei. Schimbătorul de căldură secundar cu plăci este pretențios în ceea ce privește calitatea apei consumate. Prezența impurităților face necesară utilizarea de produse pentru reducerea durității apei și efectuarea curățării agentului termic.

Un alt criteriu de evaluare a cazanului cu dublu circuit este costul acestuia. Prețul unui încălzitor cu dublu circuit este mai mare decât prețul unuia cu un singur circuit.

Cu toate acestea, dacă luăm în considerare prezența unui sistem ACM și modalitățile de rezolvare a problemei în cazul instalării unui cazan cu un singur circuit, atunci, prin includerea în schema de montaj a unui boiler cu încălzire indirectă, prețul cazanului cu dublu circuit va fi mai mic.

Concluzii și material video util pe această temă

Cu componentele constructive și principiul de funcționare al echipamentelor de încălzire pe gaz, vă va familiariza următorul videoclip:

Conectarea cazanului cu dublu circuit pe gaz va fi prezentată de autorul videoclipului:

Familiarizarea detaliată cu particularitățile și principiul de funcționare al agregatelor pe gaz cu dublu circuit oferă posibilitatea de a determina avantajele exploatării lor. Achiziționarea acestor încălzitoare va ajuta la economisirea banilor pentru achiziționarea de echipamente suplimentare necesare pentru organizarea sistemului ACM.

În caz de defectare a unuia dintre circuite, este posibilă exploatarea celuilalt, iar înlocuirea unui circuit va fi întotdeauna mai ieftină decât repararea unei instalații de încălzire separate. Cazanul cu dublu circuit poate fi utilizat și în sezonul cald, exploatându-l doar în regim de încălzire a apei pentru necesități casnice, în aceasta constând confortul și eficiența economică în comparație cu achiziționarea de agregate separate.

Povestiți-ne cum ați ales un cazan cu dublu circuit pe gaz pentru amenajarea propriei case/apartamente/case de vacanță. Care a fost criteriul decisiv pentru dumneavoastră în alegere? Împărtășiți, vă rog, informații utile pe această temă, fotografii în blocul de mai jos, adresați întrebări.