Dvigubos grandinės dujinio šildymo katilo veikimo principas ir jo prijungimo ypatumai

Visi autonominio šilumos tiekimo ir karšto vandens ruošimo organizavimo klausimai išsprendžiami įsigyjant vieną katilą, galintį aptarnauti abi sistemas. Nežinant dviejų kontūrų dujinio šildymo katilo veikimo principo, būtų nelogiška ne tik pirkti, bet ir eksploatuoti agregatą. Ar sutinkate?

Papasakosime apie šildymo prietaiso darbo schemą, apžvelgsime visus jo stiprius ir silpnus aspektus. Suprantant įrangos veikimo pagrindus, galima nesunkiai pasinaudoti visais jos privalumais. O prireikus bus galima laiku nustatyti darbo trikdžius, suprasti ir pašalinti jų atsiradimo priežastis.

Katilo, skirto aptarnauti du kontūrus, sandara

Dviejų kontūrų dujinis šilumos generatorius skiriasi nuo vieno kontūro analogo tuo, kad vietoj vieno šilumokaičio turi du, kurie techninėje terminologijoje vadinami pirminiu ir antriniu.

Pirmasis, t.y. pirminis šilumokaitis, yra tiesiogiai liepsnos degimo zonoje. Jo užduotis yra šildyti šilumnešį šildymo tinklo funkcionavimui. Antrinis šilumokaitis yra atsakingas už karšto vandens tiekimo (KVT) darbą.

Stabilus šildymo prietaiso darbas įmanomas, kai visi jo komponentai veikia darniai. Informacija apie pagrindinius funkcinius mazgus padės suprasti įrangos veikimo principą.

Į bet kurio dviejų kontūrų agregato konstrukciją įeina šie standartiniai elementai:

• Degimo kamera su degiklio bloku;
• Šilumokaičiai;
• Įrangos valdymo ir apsaugos įrenginiai.

Norėdami išsiaiškinti dviejų kontūrų dujinių katilų sandaros ypatumus, išsamiai aptarkime kiekvieną jo konstrukcinį elementą.

Dviejų kontūrų katilų dujinių degiklių rūšys

Dujinio katilo degiklis atsakingas už pakankamo šilumos kiekio, reikalingo šildymo ir karšto vandens tiekimo kontūro funkcionavimui, gavimą. Šiluminė energija gaunama deginant kurą. Degiklis patalpinamas degimo kameroje, į kurią be dujų tiekiamas oras. Jis reikalingas degimo procesui.

Pagal darbo režimus degiklius galima klasifikuoti į šiuos tipus:

• Vieno lygio degiklis. Agregatas su tokiu degikliu gali veikti tik dviejais režimais – „Stop“ ir „Start“. Tokie katilai, nepaisant žemo efektyvumo ir sumažinto eksploatacijos resursų, yra populiarūs dėl paprastos konstrukcijos ir mažos kainos.
• Dviejų lygių degiklis. Šildymo prietaisas su tokiu degikliu gali veikti visa ir puse galios. Jo privalumai juntami šiltuoju metų laiku, kai šildant ne per šaltą vandenį nereikia eksploatuoti prietaiso visa galia.
• Moduliuojamasis degiklis. Išmanioji katilo sistema su tokiu degikliu leidžia atlikti galios nustatymą ir reguliavimą. Toks katilas pasižymi ilgu tarnavimo laiku ir ekonomiškumu, tačiau yra daug brangesnis nei agregatai su vieno ir dviejų lygių degikliais.

Degikliai skirstomi į atviro ir uždaro tipo konstrukcijas. Atviro degiklio atveju oras, reikalingas degalų degimui, patenka tiesiai iš patalpos, kurioje yra katilas. Degimo produktų šalinimui reikalingas dūmtraukis, kuris turi užtikrinti pakankamą natūralią trauką.

Atmosferiniai šildymo agregatai dažniausiai įrengiami įprastu metaliniu vamzdžiu, turbininiai – koaksialiniu dūmtraukiu. Priklausomai nuo patalpos techninių sąlygų, dūmų kanalas statomas vertikaliai arba montuojamas kampu. Kampiniai variantai išvedami per sieną į lauką arba prijungiami prie viešosios dūmų šalinimo šachtos.

Dujinis degiklis yra pagrindinis dviejų kontūrų dujinio katilo elementas, jis atsakingas už degalų degimą ir reikiamo šiluminės energijos kiekio gavimą.

Turbininiai katilai yra įrengti uždaromis degimo kameromis, į kurias oras negali patekti savavališkai. Jie yra saugesni ir patikimesni eksploatacijoje, tačiau brangesni ir sudėtingesni darbe. Katilams su uždarais degikliais be dūmtraukio reikalingas kanalas, per kurį į kamerą tiekiamas degimui reikalingas deguonis.

Todėl turbininiai katilai yra įrengiami koaksialiniais vamzdžiais, nes be dūmų šalinimo jie taip pat įtraukia iš lauko šviežią oro srautą. Kartais normaliam darbui prie uždaros degimo kameros prijungiami du koaksialiniai dūmtraukiai. Be to, visa konstrukcija papildoma oro tiekimo vamzdžiu.

Visi tokie katilų modeliai yra įrengti ventiliatoriais, užtikrinančiais dūmų judėjimą, daugiapakopėmis apsaugos sistemomis, automatika. Išvardytų prietaisų ir sistemų darbui reikalinga elektros energija. Jų trūkumu laikoma priklausomybė nuo elektros, didinanti eksploatacines išlaidas.

Dujinių agregatų šilumokaičių atmainos

Jei degikliu vykdomas degalų deginimas siekiant gauti šilumą, tai šilumokaitis užtikrina šios šilumos gavimą, kad vėliau ji būtų perduota vandeniui. Kaip jau minėta, dviejų kontūrų katilo konstrukcijoje yra pirminis ir antrinis šilumokaičiai.

Pirminis šilumokaitis yra tiesiai virš degiklio ir yra briaunuotas vamzdelis, sulenktas kaip gyvatė. Veikiant liepsnai, vanduo šilumokaityje įkaista ir juda per trijų krypčių vožtuvą toliau į šildymo sistemos paskirstymą.

Antrinis šilumokaitis yra banguotų plokščių sistema, sujungta į vieną bloką su dviem poromis angų. Kiekvienai angų porai priskirtos savo funkcijos.

Viena pora teka vanduo iš vandentiekio, o kita – šilumnešis, patenkantis į šildymo kontūrą. Tokia sistema iš plokštelinio ir vamzdinio šilumokaičių vadinama dviguba.

Pirminis ir antrinis šilumokaitis yra sujungti į vieną sistemą, kurios teisingą veikimą užtikrina specialus trijų krypčių vožtuvas.

Egzistuoja šildymo prietaisai, kuriuose vietoj dvigubos sistemos naudojamas sudėtingos konfigūracijos biterminis šilumokaitis. Toks šilumokaitis gaminamas iš vario, jį sudaro pora vamzdelių, išdėstytų vienas kitame. Išoriniu vamzdeliu teka šilumnešis, o vidiniu – vanduo karšto vandens tiekimo (KVT) darbui užtikrinti.

Biterminis šilumokaitis šilumnešio ir vandens šildytuvo pasižymi sudėtinga konfigūracija, kai vieno kontūro vamzdelis įdedamas į kito kontūro vamzdelį.

Katilai su biterminiu šilumokaičiu yra sudėtingesni eksploatuoti, nes abu šilumokaičiai yra viename bloke, o tai apsunkina jų valymą nuo nuosėdų. Tačiau tokie šildymo prietaisai yra paklausūs, nes pasižymi mažais matmenimis ir dideliu vandens šildymo greičiu.

Katilo automatika arba valdymo blokas

Katilo automatika atsakinga už saugų ir stabilų darbą. Ji kontroliuoja vandens temperatūrą KVT komponentuose, palaiko šilumnešio temperatūrą šilumos tiekimo linijose. Dujinio katilo automatika neleidžia šildymo prietaisui veikti pavojingų situacijų atveju.

Agregatas nutraukia darbą arba neįsijungia šiais atvejais:

• Sumažintas slėgis dujų sistemoje;
• Traukos nebuvimas;
• Šilumnešio nebuvimas arba kritinis perkaitimas.

Valdymo blokas, kontroliuojantis apsaugos ir proceso automatizavimo įrenginių darbą, yra sudarytas iš jungiklių, mikroschemų ar jų derinio. Be saugumo užtikrinimo ir temperatūros režimo kontrolės, jis stebi cirkuliacinio siurblio ir ventiliatoriaus darbą.

Šiuolaikiniai dujiniai katilai pasižymi intelektualiu valdymu, kurio programinėje įrangoje yra įvairūs eksploatavimo režimai.

Veikimo principas ir specifika

Daugelis dujinės įrangos savininkų net nesusimąsto, kaip iš tiesų veikia dviejų kontūrų dujinis katilas. Jie klaidingai mano, kad vandens ir šildymo kontūro šildymas vyksta vienu metu. Iš tiesų viskas nėra taip optimistiška.

Dviejų kontūrų dujinis katilas negali vienu metu dirbti dviem režimais, užtikrindamas šildymo ir karšto vandens sistemų darbą. Tai patvirtina jo konstrukcijoje esantis trijų krypčių vožtuvas.

Įprastu režimu katilas nuolat veikia tik šildydamas sistemoje cirkuliuojantį šilumnešį. Degimo intensyvumą ir įjungimo dažnumą kontroliuoja temperatūros jutiklis. Kartu su degikliu taip pat atliekamas cirkuliacinio siurblio paleidimas, jei šildymo sistema nėra pagrįsta natūralia šilumnešio cirkuliacija.

Vieta apatinėje sieninio katilo dalyje skirta dujų tiekimui, šalto vandens prijungimui, taip pat karšto vandens sistemos ir šildymo kontūro išvadams.

Iš esmės, kai šilumnešio temperatūra pasiekia nustatytą vertę, jutiklis siunčia signalą apie degiklio aktyvumo sumažinimą. Kol temperatūra nenukrenta iki nustatytos vertės, katilas bus pasyviame režime. Tada vėl gaunama komanda iš jutiklio automatikai suaktyvinti kuro tiekimo vožtuvą.

Dviejų kontūrų katilo veikimo schema

Karšto vandens sistemos buvimas šiek tiek apsunkina dviejų kontūrų dujinio katilo darbo schemą. Degiklio įkaitintas šilumnešis, judėdamas per šilumokaitį, užtikrina plokštelinio šilumokaičio, kuriuo teka vandentiekio vanduo, šildymą.

Dviejų kontūrų dujinio katilo konstrukcinė schema su biterminiu ir dviem įprastais šilumokaičiais. Pirmajame variante nereikia naudoti dviejų šilumokaičių.

Vienu metu naudoti dviejų kontūrų modelį šildymo ir karšto vandens tiekimo režimu neįmanoma. Įjungus karšto vandens čiaupą, trijų krypčių termostatinio vožtuvo dėka sustabdoma šilumnešio cirkuliacija šildymo magistralėse. Katilas pereina į vandens judėjimo režimą per kontūrą su plokšteliniu šilumokaičiu, kuriuo šildomas vanduo buitinėms reikmėms.

Esant dideliam karšto vandens suvartojimui ilgesnį laiką, gali būti paralyžiuotas katilo darbas, orientuotas į šildymą. Problemą galima išspręsti dviem būdais – numatyti galingesnio šildymo prietaiso montavimą arba įrengimo schemoje įtraukti netiesioginio šildymo boilerį.

Aktyviai naudojant karšto vandens sistemą, galima sumontuoti dviejų kontūrų katilą su įmontuotu boileriu. Tokiu atveju šiek tiek padidėja degalų sąnaudos, nes per pauzę tarp šildymo sistemos darbo ciklų degiklio energija naudojama palaikyti vandens temperatūrą papildomame dujiniame vandens šildytuve.

Tam tikras karšto vandens rezervas įmontuotame boileryje leidžia naudoti karšto vandens sistemą neatjungiant šildymo kontūro. Dėl to abi sistemos veikia pakaitomis, o skysčio perkaitimo veiksnys nepasireiškia ir pailgėja šilumokaičio tarnavimo laikas.

Katilas su įmontuotu standartiniu boileriu ne tik užtikrina pakankamą atsarginį karšto vandens tūrį, bet ir padeda išvengti ilgalaikio šildymo kontūro išjungimo

Įmontuotas standartinis boileris leidžia bet kuriuo metu gauti reikiamos temperatūros karštą vandenį, kurio atsarga užtikrinama automatiniu režimu. Tuo tarpu pratekamojo karšto vandens sistemai reikia kelių minučių, kad pašildytų vandenį iki reikiamos temperatūros.

Dviejų kontūrų dujinių katilų tipai

Dujinės įrangos darbo ypatumus daugiausia lemia šildymo prietaiso vykdymo variantas. Šiuolaikiniai katilai gaminami dviejų formų – grindiniai ir sieniniai.

Renkantis vykdymo variantą, reikia atsižvelgti į šildomo ploto dydį, karšto vandens sistemos naudojimo aktyvumą. Reikia suprasti, kad sieniniai katilai yra kompaktiškesni, tačiau jų galia yra daug mažesnė.

Sieninis dviejų kontūrų dujinis katilas išsiskiria kompaktiškais matmenimis ir moderniu dizainu, tačiau efektyvus tik šildant nedidelio ploto patalpas, kai karšto vandens suvartojimas yra saikingas.

Pasirinkimas sieninio dviejų kontūrų katilo gali būti pateisinamas, jei šildomas plotas neviršija 200 kvadratinių metrų, o bendras karšto vandens sistemos našumas yra ne didesnis kaip 14 l/min.

Nors sieninio katilo maži gabaritai atrodo kaip privalumas, iš tikrųjų jie slepia daug trūkumų. Kompaktiškumas pasiekiamas naudojant plonesnius šilumokaičio vamzdelius. Be to, kad jie turi trumpesnį tarnavimo laiką, yra tikimybė, kad jie užsikiš.

Grindiniuose įrenginiuose naudojami masyvesni ir patikimesni ketiniai šilumokaičiai. Tai ne tik padidina šildymo prietaiso darbo patikimumo laipsnį, bet ir pailgina jo tarnavimo laiką.

Dviejų kontūrų prietaisų privalumai ir trūkumai

Dviejų kontūrų šildymo agregato privalumai yra šie:

• Ekonomiškos degalų sąnaudos. Palyginimo kryptis yra dviejų kontūrų katilo arba vieno kontūro katilo su netiesioginio šildymo boileriu naudojimas.
• Kompaktiški matmenys. Didžioji dalis dviejų kontūrų katilų yra sieniniai šildymo prietaisai. Juos lengva įrengti tiek pagalbinėse patalpose, tiek mažoje virtuvėje.
• Universalumas. Nereikia pirkti papildomos įrangos ir spręsti jos suderinamumo su katilu klausimų.

Viename agregate jau sėkmingai sujungti į vieną automatizuotą sistemą pratekamojo vandens šildytuvas, šildymo prietaisas ir cirkuliacinis siurblys.

Akivaizdu, kad kartu su privalumais yra ir tam tikrų trūkumų:

• Neįmanoma vienu metu veikti šildymo ir karšto vandens tiekimo kontūro. Dėl to didelis karšto vandens suvartojimas gali sukelti temperatūros sumažėjimą namuose.
• Sieninių modelių galios apribojimai. Kompaktiški sieniniai katilai dėl minimalių degiklio matmenų negali užtikrinti reikiamo temperatūros režimo esant maksimaliam slėgiui. Toks trūkumas pastebimas, kai vandens paėmimo taškai yra toli.
• Jautrumas vandens kokybei. Antrinis plokštelinis šilumokaitis yra reiklus naudojamo vandens kokybei. Priemaišų buvimas tampa priežastimi naudoti vandens minkštinimo priemones ir atlikti šilumnešio valymą.

Kitas dviejų kontūrų katilo vertinimo kriterijus yra jo kaina. Dviejų kontūrų šildytuvo kaina yra didesnė nei vieno kontūro analogo.

Tačiau jei svarstome karšto vandens tiekimo sistemos buvimą ir problemos sprendimo būdus įrengiant vieno kontūro katilą, tai į montavimo schemą įtraukus netiesioginio šildymo boilerį, dviejų kontūrų katilo kaina bus mažesnė.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Su dujinių šildymo įrenginių konstrukcinėmis dalimis ir veikimo principu supažindins šis vaizdo įrašas:

Dviejų kontūrų dujinio katilo aprišimą pristatys vaizdo įrašo autorius:

Išsamus susipažinimas su dviejų kontūrų dujinių agregatų ypatybėmis ir veikimo principu leidžia nustatyti jų eksploatavimo privalumus. Tokių šildytuvų įsigijimas padės sutaupyti perkant papildomą įrangą, reikalingą karšto vandens tiekimo sistemai organizuoti.

Sugedus vienam iš kontūrų, galima naudoti kitą, o kontūro pakeitimas visada kainuos pigiau nei atskiro šildymo įrenginio remontas. Dviejų kontūrų katilą galima naudoti ir šiltuoju metų laiku, eksploatuojant jį tik vandens šildymo režimu buitinėms reikmėms, tuo ir pasireiškia patogumas ir ekonomiškumas, palyginti su atskirų agregatų pirkimu.

Papasakokite, kaip rinkotės dviejų kontūrų dujinį katilą savo namų/buto/sodo įrengimui. Kas jums tapo lemiamu kriterijumi renkantis? Prašome pasidalinti naudinga informacija šia tema, nuotraukomis žemiau esančiame bloke, užduoti klausimus.