Načelo delovanja dvokrožnega plinskega kotla za ogrevanje in značilnosti njegove priključitve

Vsa vprašanja organizacije avtonomnega ogrevanja in priprave tople vode se rešijo z nakupom enega kotla, ki lahko oskrbuje oba sistema. Če ne poznate načela delovanja dvokrožnega plinskega ogrevalnega kotla, bi bilo nelogično ne le opraviti nakup, ampak tudi upravljati agregat. Se strinjate?

Povedali vam bomo o shemi delovanja ogrevalne naprave, pregledali vse njene slabosti in prednosti. Če razumete osnovo delovanja opreme, lahko brez težav izkoristite vse njene prednosti. In če je potrebno, boste pravočasno odkrili motnje pri delovanju, razumeli in odpravili vzroke njihovega nastanka.

Naprava kotla za oskrbo dveh krogov

Dvokrožni plinski generator toplote se od enokrožnega analoga razlikuje po tem, da ima namesto enega toplotnega izmenjevalca dva, ki ju v tehnični terminologiji imenujemo primarni in sekundarni.

Prvi, tj. primarni toplotni izmenjevalec, se nahaja neposredno v območju gorenja plamena. Njegova naloga je segrevanje grelnega medija za delovanje ogrevalnega omrežja. Sekundarni toplotni izmenjevalec skrbi za delovanje priprave tople sanitarne vode.

Stabilno delovanje ogrevalne naprave je možno ob usklajenem delovanju vseh njenih sestavnih delov. Informacije o glavnih funkcionalnih sklopih bodo pomagale razumeti načelo delovanja opreme.

V konstrukcijo katerega koli dvokrožnega agregata so vključeni naslednji standardni elementi:

• Zgorevalna komora z gorilnim blokom;
• Toplotni izmenjevalci;
• Naprave za krmiljenje in zaščito opreme.

Da bi razumeli posebnosti naprave plinskih kotlov dvokrožne izvedbe, se bomo podrobno ustavili pri vsakem od njegovih konstrukcijskih elementov.

Vrste plinskih gorilnikov za dvokrožne kotle

Gorilnik plinskega kotla je odgovoren za pridobivanje zadostne količine toplote, potrebne za delovanje ogrevanja in kroga za oskrbo s toplo vodo. Toplotna energija se pridobiva z zgorevanjem goriva. Gorilnik je nameščen v zgorevalni komori, v katero se poleg plina vpihuje zrak. Ta je potreben za proces gorenja.

Glede na delovne načine lahko gorilnike razvrstimo v naslednje vrste:

• Enonivojski gorilnik. Agregat s takšnim gorilnikom lahko deluje le v dveh načinih – »Stop« in »Start«. Tovrstni kotli so kljub nizki gospodarnosti in zmanjšani življenjski dobi priljubljeni zaradi preproste konstrukcije in nizke cene.
• Dvonivojski gorilnik. Ogrevalna naprava s takšnim gorilnikom lahko deluje s polno in polovično močjo. Njegove prednosti so opazne v toplem letnem času, ko za segrevanje ne preveč hladne vode ni treba upravljati naprave s polno močjo.
• Modulirni gorilnik. Pametni sistem kotla s takšnim gorilnikom omogoča nastavljanje in uravnavanje moči. Takšen kotel odlikuje dolga življenjska doba in gospodarnost, vendar je za red velikosti dražji od agregatov z enonivojskimi in dvonivojskimi gorilniki.

Gorilnike delimo na konstrukcije odprtega in zaprtega tipa. Pri odprtem tipu gorilnika zrak, potreben za zgorevanje goriva, prihaja neposredno iz prostora, v katerem je kotel. Za odvod produktov zgorevanja je potreben dimnik, ki mora zagotavljati zadosten naravni vlek.

Atmosferske ogrevalne agregate praviloma opremljajo z navadno kovinsko cevjo, turbinirane – s koaksialnim dimnikom. Glede na tehnične pogoje prostora dimni kanal postavijo navpično ali pod kotom. Kotne različice vodijo skozi steno na prosto ali priključijo na skupni dimniški jašek.

Plinski gorilnik je glavni element dvokrožnega plinskega kotla, odgovoren je za zgorevanje goriva in pridobivanje toplotne energije v potrebni količini.

Turbinirani kotli so opremljeni z zaprtimi zgorevalnimi komorami, v katere zrak ne more vstopati spontano. So varnejši in zanesljivejši pri uporabi, vendar pa so dražji in bolj zapleteni za delovanje. Kotli z zaprtimi gorilniki potrebujejo poleg dimnega odvoda tudi kanal, po katerem se v komoro dovaja kisik, potreben za zgorevanje.

Zato turbinirane kotle opremljajo s koaksialnimi cevmi, saj poleg odvajanja dima tudi vlečejo svež zračni tok z ulice. Včasih za normalno delovanje k zaprti zgorevalni komori priključijo dva koaksialna dimnika. Poleg tega celotno konstrukcijo dopolnjujejo s cevjo za dovod zraka.

Vsi tovrstni modeli kotlov so opremljeni z ventilatorji, ki zagotavljajo gibanje dima, večnivojskimi zaščitnimi sistemi in avtomatiko. Za delovanje naštetih naprav in sistemov je potrebna električna energija. Njihova pomanjkljivost je odvisnost od elektrike, kar povečuje obratovalne stroške.

Različice toplotnih izmenjevalcev plinskih agregatov

Če s pomočjo gorilnika poteka zgorevanje goriva z namenom pridobivanja toplote, toplotni izmenjevalec zagotavlja pridobivanje te toplote za nadaljnji prenos vodi. Kot že omenjeno, sta v konstrukciji dvokrožnega kotla prisotna primarni in sekundarni toplotni izmenjevalec.

Primarni toplotni izmenjevalnik se nahaja neposredno nad gorilnikom in predstavlja rebrasto cev, upognjeno v obliki kače. Pod vplivom plamena se voda v toplotnem izmenjevalniku segreva in se skozi tristezni ventil premika naprej v razvod ogrevalnega sistema.

Sekundarni toplotni izmenjevalnik predstavlja sistem valovitih plošč, ki so zbrane v eni enoti z dvema paroma odprtin. Vsak par odprtin ima svoje funkcije.

Skozi en par teče voda iz vodovoda, skozi drugi pa toplotni nosilec, ki vstopa v ogrevalni krog. Tak sistem ploščatega in cevastega toplotnega izmenjevalnika se imenuje dvojni.

Primarni in sekundarni toplotna izmenjevalnika sta združena v en sistem, katerih pravilno delovanje zagotavlja poseben tristezni ventil.

Obstajajo ogrevalne naprave, pri katerih se namesto dvojnega sistema uporablja bitermični toplotni izmenjevalnik zahtevne konfiguracije. Tak toplotni izmenjevalnik je izdelan iz bakra in predstavlja par cevi, nameščenih ena v drugi. Po zunanji cevi se giblje toplotni nosilec, po notranji pa voda za delovanje sanitarne tople vode.

Bitermični toplotni izmenjevalnik grelnika toplotnega nosilca in vode ima zahtevno konfiguracijo, pri kateri je cev enega kroga nameščena v cev drugega kroga.

Kotli z bitermičnim toplotnim izmenjevalnikom so bolj zapleteni za uporabo, saj sta oba toplotna izmenjevalnika predstavljena kot enoten blok, kar otežuje njegovo čiščenje vodnega kamna. Toda take ogrevalne naprave so priljubljene, ker imajo majhne gabaritne mere in visoko hitrost segrevanja vode.

Avtomatika ali krmilna enota kotla

Avtomatika kotla skrbi za varno in stabilno delovanje. Nadzoruje temperaturo vode v komponentah sanitarne tople vode, vzdržuje temperaturo toplotnega nosilca v ogrevalnih vodih. Avtomatika plinskega kotla ne dopušča delovanja ogrevalne naprave v primeru nevarnih situacij.

Agregat prekine delovanje ali se ne zažene v naslednjih primerih:

• Znižan tlak v plinskem sistemu;
• Pomanjkanje vleka;
• Pomanjkanje ali kritično pregretje toplotnega nosilca.

Krmilna enota, ki nadzira delovanje zaščitnih naprav in avtomatizacijo procesa, je predstavljena z naborom stikal, vezij ali njihovo kombinacijo. Poleg zagotavljanja varnosti in nadzora temperature skrbi tudi za delovanje obtočne črpalke in ventilatorja.

Sodobni plinski kotli imajo inteligentno vodenje, v programski opremi katerih so prisotni različni načini delovanja.

Načelo delovanja in specifika

Mnogi lastniki plinske opreme sploh ne razmišljajo o tem, kako dejansko deluje plinski kotel dvokrožnega tipa. Zmotno domnevajo, da se segrevanje vode in ogrevalnega kroga dogaja istočasno. V resnici ni vse tako rožnato.

Dvokrožni plinski kotel ne more delovati hkrati v dveh načinih – ogrevanju in pripravi tople vode. To potrjuje prisotnost tristeznega ventila v njegovi napravi.

V normalnem načinu kotel nenehno deluje samo za ogrevanje hladilne tekočine, ki kroži v sistemu. Pri tem frekvenco vklopa in intenzivnost gorenja plamena nadzoruje temperaturni senzor. Sočasno z gorilnikom se izvede tudi zagon obtočne črpalke, če delovanje ogrevalnega sistema ne temelji na naravni cirkulaciji hladilne tekočine.

Prostor v spodnjem delu stenskega kotla je namenjen priključitvi plina, hladne vode ter odvodov sistema za toplo vodo in ogrevalnega kroga.

V bistvu, ko temperatura hladilne tekočine doseže nastavljeno vrednost, senzor pošlje signal o zmanjšanju aktivnosti gorilnika. Dokler temperatura ne pade na nastavljeno vrednost, bo kotel v pasivnem načinu. Nato avtomatika prejme ukaz senzorja za aktiviranje ventila za dovod goriva.

Shema delovanja dvokrožnega kotla

Prisotnost sistema za toplo vodo nekoliko zaplete shemo delovanja plinskega kotla dvokrožnega tipa. V gorilniku segreta hladilna tekočina, ki se premika po toplotnem izmenjevalniku, zagotavlja segrevanje ploščnega izmenjevalnika, po katerem teče voda iz vodovodnega omrežja.

Konstrukcijska shema dvokrožnega plinskega kotla z bitermičnim in dvema običajnima toplotnima izmenjevalnikoma. V prvem primeru ni potrebe po uporabi dveh toplotnih izmenjevalnikov.

Sočasna uporaba dvokrožnega modela v načinu ogrevanja in priprave tople vode ni mogoča. Ob aktiviranju ventila za toplo vodo se zahvaljujoč tristeznemu termostatskemu ventilu ustavi cirkulacija hladilne tekočine po ogrevalnih krogih. Kotel preide v način premikanja vode po krogu s ploščnim toplotnim izmenjevalnikom, ki segreva vodo za gospodinjske potrebe.

Ob znatni porabi tople vode dalj časa je lahko delovanje kotla za ogrevanje ohromljeno. Težavo je mogoče rešiti na dva načina – predvideti namestitev močnejše grelne naprave ali vključiti v shemo ureditve bojler za posredno ogrevanje.

Ob aktivni uporabi sistema za toplo vodo je možna namestitev dvokrožnega kotla z vgrajenim bojlerjem. V tem primeru se nekoliko poveča poraba goriva, ker se v premoru med cikli delovanja ogrevalnega sistema energija gorilnika uporablja za vzdrževanje temperature vode v dodatnem plinskem grelniku vode.

Določena zaloga tople vode v vgrajenem bojlerju omogoča uporabo sistema STV brez izklopa ogrevalnega kroga. Posledično oba sistema delujeta izmenično, pri čemer ni faktorja pregrevanja tekočine in podaljšuje se življenjska doba toplotnega izmenjevalnika.

Kotel z vgrajenim serijskim bojlerjem ne zagotavlja le zadostne rezervne količine tople vode, ampak tudi pomaga preprečiti dolgotrajno izključitev ogrevalnega kroga.

Vgrajeni serijski bojler omogoča kadar koli pridobiti toplo vodo želene temperature, katere zaloga se zagotavlja samodejno. Medtem ko pretočni sistem STV potrebuje nekaj minut, da vodo segreje na zahtevano temperaturo.

Tipi izvedbe plinskih kotlov za dva kroga

Značilnosti delovanja plinske opreme so v veliki meri določene z izvedbo ogrevalne naprave. Sodobni kotli so na voljo v dveh oblikah – talnih in stenskih.

Pri izbiri izvedbe je treba upoštevati velikost ogrevanega prostora in pogostost uporabe sistema STV. Zavedati se je treba, da so stenski kotli bolj kompaktni, vendar imajo precej manjšo moč.

Stenski plinski kotel dvokrožnega tipa odlikujejo kompaktne mere in sodoben dizajn, vendar je učinkovit le pri ogrevanju prostorov manjše površine ob zmerni porabi tople vode.

Izbira stenskega dvokrožnega kotla je lahko upravičena, če ogrevana površina ne presega 200 m², skupna zmogljivost sistema STV pa ne več kot 14 l/min.

Čeprav se majhne mere stenskega kotla zdijo prednost, v resnici skrivajo številne pomanjkljivosti. Kompaktnost je dosežena z uporabo tanjših cevi toplotnega izmenjevalnika. Poleg tega, da imajo krajšo življenjsko dobo, obstaja možnost njihovega zamašenja.

Pri talnih napravah se uporabljajo bolj masivni in zanesljivi litoželezni toplotni izmenjevalniki. To ne le povečuje stopnjo zanesljivosti delovanja ogrevalne naprave, ampak tudi podaljšuje njeno življenjsko dobo.

Prednosti in pomanjkljivosti dvokrožnih aparatov

Prednosti dvokrožne ogrevalne enote so naslednje:

• Gospodarna poraba goriva. Primerjava se nanaša na uporabo dvokrožnega kotla ali enokrožnega s kotlom posrednega ogrevanja.
• Kompaktne mere. Velika večina dvokrožnih kotlov je na voljo kot stenske ogrevalne naprave. Enostavno jih je namestiti tako v pomožnih prostorih kot v majhni kuhinji.
• Vsestranskost. Ni treba kupovati dodatne opreme in reševati vprašanj o njeni združljivosti s kotlom.

V eni enoti so že uspešno združeni v enoten avtomatiziran sistem pretočni grelnik vode, ogrevalna naprava in obtočna črpalka.

Očitno je, da poleg prednosti obstajajo tudi slabosti:

• Ne moreta delovati hkrati ogrevanje in krog sanitarne vode. Zaradi tega lahko velika poraba tople vode povzroči znižanje temperature v hiši.
• Omejitve moči stenskih modelov. Kompaktni stenski kotli zaradi minimalnih velikosti gorilnika ne morejo zagotoviti zahtevanega temperaturnega režima pri največjem tlaku. Podobna pomanjkljivost se pojavi pri oddaljenih točkah zajema vode.
• Občutljivost na kakovost vode. Sekundarni ploščni toplotni izmenjevalec je zahteven glede kakovosti porabljene vode. Prisotnost primesi povzroči uporabo sredstev za zmanjšanje trdote vode in čiščenje toplotnega nosilca.

Še eno merilo za ocenjevanje dvokrožnega kotla je njegova cena. Cena dvokrožnega grelnika je višja od cene enokrožnega primerka.

Vendar če upoštevamo prisotnost sistema sanitarne vode in načine reševanja vprašanja v primeru namestitve enokrožnega kotla, bo pri vključitvi indirektnega grelnika v shemo sestave cena dvokrožnega kotla nižja.

Zaključki in koristen video na to temo

S konstrukcijskimi sestavnimi deli in načelom delovanja plinske ogrevalne opreme se boste seznanili v naslednjem videu:

Povezavo dvokrožnega plinskega kotla bo predstavil avtor videa:

Podrobno seznanjanje z značilnostmi in načelom delovanja dvokrožnih plinskih naprav omogoča določitev prednosti njihovega delovanja. Nakup takšnih grelnikov bo prihranil pri nakupu dodatne opreme, potrebne za organizacijo sistema sanitarne vode.

Ob okvari enega od krogov je možno uporabljati drugega, zamenjava kroga pa bo vedno cenejša od popravila ločene ogrevalne naprave. Dvokrožni kotel se lahko uporablja tudi v toplem obdobju, pri čemer se uporablja le v načinu ogrevanja vode za gospodinjske potrebe, v čemer sta udobje in ekonomičnost v primerjavi z nakupom ločenih naprav.

Povejte, kako ste izbirali dvokrožni plinski kotel za opremljanje lastne hiše/stanovanja/počitniške hiše. Kaj je bilo za vas odločilno merilo pri izbiri? Delite, prosim, koristne informacije o temi, fotografije v spodnjem bloku, postavljajte vprašanja.