Принцип работы трехходового клапана в газовом котле

Принцип работы трехходового клапана в газовом котле

В наше время двухконтурные газовые котлы довольно часто используются для отопления жилых помещений. Представим следующую ситуацию: вы покупаете отопительный агрегат, изучаете инструкцию по его эксплуатации, после чего начинаете им пользоваться. При этом вы не знаете, из чего состоит котел и как он действует. Думается, не стоит объяснять, что в работе любого устройства всегда могут быть непредвиденные сбои, и чтобы хотя бы самостоятельно определить их причины не помешает изучить принцип работы двухконтурного газового котла, предназначенного для отопления и подачи в дом горячего водоснабжения.

Как работает двухконтурный газовый котел

Основанием любого котла является корпус, он может быть круглой или прямоугольной формы. Внутри расположена камера сгорания, снаружи ее стенки покрыты теплоизоляционным материалом. В нижней части находится газогорелочное устройство с запальником.

В верхней части установлен главный теплообменник из чугуна или жаропрочной стали, через который протекает теплоноситель. Вторичный теплообменник для обеспечения ГВС находится вне камеры сгорания. Перед горелкой ставится автоматический элемент, включающий в себя газовый клапан и термостатический регулятор с датчиком нагрева (термопарой).

Для распределения потоков теплоносителя и подмешивания в схеме применяется трехходовой клапан. Общее устройство двухконтурного газового котла можно рассмотреть на примере настенного газового агрегата с открытой камерой бренда VAILLANT немецкого производства.

Кроме основного оборудования, высокотехнологичные газовые котлы снабжаются циркуляционным насосом, вентилятором для принудительной подачи воздуха и расширительным баком. В самых дорогих комплектациях имеется второй расширительный бак для ГВС или встроенный бойлер.

Пламя газовой горелки нагревает основной теплообменник, в нем с помощью насоса циркулирует теплоноситель, это и есть принцип работы газового котла. Температура теплоносителя измеряется датчиком и поддерживается на определенном уровне электронным блоком управления. Это происходит так:

  • Теплоноситель циркулирует по малому кругу через главный теплообменник, трехходовой клапан и насос.
  • Датчик температуры фиксирует нагрев воды до определенного значения и передает импульс блоку управления, который подает команду электроприводу трехходового клапана.
  • Трехходовой клапан начинает открывать поток теплоносителя извне, из системы, подмешивая к нагретой воде. Чем больше она нагревается, тем сильнее клапан открывает внешний поток. Таким образом, температура на выходе всегда постоянна.
  • Когда температура всей воды в системе достигает заданного значения, электронный блок управления воздействует на газовый клапан и тот перекрывает подачу топлива, горелка отключается. Пламя остается только на запальнике.
  • Как только теплоноситель остывает, контроллер подает команду и открывает газовый клапан, после чего горелка автоматически поджигается от запальника.

Автоматика газового котла

В бюджетных комплектациях котлов функции управления горелкой выполняет автоматический газовый клапан, совмещенный в один блок с термостатом. Используется более простой принцип действия терморегулятора газового котла, при котором привод газового клапана связан со штоком термостата. Шток перемещается под воздействием термопары, соединенной с ним капиллярной трубкой. Движение штока ограничивается рукояткой, которой на котле устанавливают желаемую температуру.

Термопары бывают двух видов. Первая использует принцип расширяющейся жидкости, помещенной в замкнутое пространство корпуса. При нагреве термопары жидкость начинает расширяться и через капиллярную трубку воздействовать на шток терморегулятора. Другой принцип действия термопары газовых котлов основан на следующем явлении: если нагревать стык двух разных металлов, то на проводах, припаянных к этим металлам, возникает небольшое напряжение, до 50 мВ. В этом случае привод газового клапана оборудован электромагнитом, который отключается при остывании термопары и перекрывает газ. Схема автоматического клапана показана на рисунке.

Схема автоматического клапана

При розжиге с помощью пьезоэлектрического элемента принцип работы автоматики газового котла таков:

  • Регулировочное колесо нажимается рукой, при этом на запальник подается газ.
  • Другой рукой нажимается кнопка пьезорозжига, на запальнике проскакивает искра и он воспламеняется.
  • Колесо удерживается в течение 10—30 сек. Это нужно чтоб термопара нагрелась и зафиксировала газовый клапан в открытом положении.
  • Колесо отпускают и поворачивают в необходимое положение. На главную горелку подается газ и она поджигается от запальника.
  • При внезапном отключении газа газогорелочное устройство и запальник затухают. Требуется несколько секунд, чтобы остыла термопара и отпустила привод газового клапана, который тут же перекроет газ.

Это самая простая автоматика безопасности, не требующая подключения к электросети. Однако она инерционна, то есть, для ее срабатывания нужно время для нагрева или остывания термопары. Тем не менее, в соответствии с нормативными документами, эта автоматика должна стоять на каждом котле, поскольку она надежна и не требует электричества. Лишены инерции электронные элементы и датчики, управляемые контроллером, но все равно они могут использоваться только совместно с базовой автоматикой.

Читайте также:  Перевод моточасов в часы калькулятор

Описание работы контура для ГВС

В отопительных установках с контуром для ГВС имеется вторичный водо-водяной теплообменник. Холодная водопроводная вода проходит через его трубки и нагревается от теплоносителя, который снаружи омывает эти трубки, при этом потоки движутся навстречу друг другу. Для переключения потоков применяется следующая схема работы двухконтурного газового котла:

  • В режиме отопления теплоноситель движется от входа к выходу по маршруту: циркуляционный насос — главный теплообменник – переключающий клапан – выход.
  • При открывании крана горячей воды в доме датчик расхода фиксирует проток воды через вторичный теплообменник и подает сигнал контроллеру.
  • Электронный блок управления переключает клапан и поток горячего теплоносителя направляется во вторичный теплообменник, нагревая собой холодную водопроводную воду.
  • После выхода из вторичного водонагревателя теплоноситель попадает в подающую магистраль отопления. После закрытия крана клапан переключает потоки обратно и прямое движение теплоносителя восстанавливается.

Другая схема работы котла с приготовлением ГВС представлена на рисунке.

Здесь отсутствует вторичный водонагреватель, вместо него функцию нагрева водопроводной воды выполняет главный теплообменник сложной конструкции. Для эффективной теплопередачи в нем сделаны трубки сложной формы, помещенные в протекающий теплоноситель. Внутри трубок проходит вода из магистрали, которая нагревается от теплоносителя, а его температура повышается за счет работы горелки.

Заключение

Изучив принцип работы двухконтурного котла, можно сделать вывод, что его приобретение имеет смысл для обслуживания не более чем 2 потребителей. Степень автоматизации установок зависит от конкретного производителя и стоимости изделия, но минимальный комплект автоматики безопасности должен присутствовать обязательно.

Автономная система отопления представляет собой гораздо более сложный механизм, состоящий из большого количества взаимосвязанных узлов и агрегатов, которые выполняют соответствующие функции. Трехходовой клапан для котла в этом механизме играет роль смесителя, в котором происходит регулировка температуры теплоносителя.

Делается это для того, чтобы трубы равномерно прогревались и уровень отопления в каждой комнате был примерно одинаковым. Если не использовать деталь, то получится, что вода при прохождении через теплообменник будет нагреваться не одинаково, и в результате часть комнат получит меньше тепловой энергии, чем все остальные помещения.

Устройство клапана

Подобный агрегат устанавливается на все модели отопителей. Его конструкция является стандартизированной, так что отличаться могу только габаритные размеры. Так что трехходовой клапан для котла Аристон, Ардерия, Navien, бойлера и любой другой модели внешне будет выглядеть одинаково.

Что касается технических характеристик, то этот параметр необходимо уточнять в техпаспорте. Не стоит пытаться приделать к котлу запчасть, которая не подходит по размеру, так как нормально функционировать он все равно не будет, а вот беда в виде серьезной поломки вполне может проявиться из-за таких действий. И в итоге желание сэкономить приведет к дополнительным затратам.

Трехходовой клапан для твердотопливного и газового котла также ничем не отличается по устройству. Тип используемого для получения тепловой энергии топлива никак не влияет на особенности циркуляции теплоносителя. Дело в том, что клапан никак не контактирует с камерой сгорания, поэтому его не нужно подстраивать под тип системы отопления.

Что касается теплоносителя, то вы бытовых условиях в 100% случаев российские граждане используют обыкновенную воду. Это связано с ее доступностью и отсутствием каких-либо проблем с эксплуатацией. Нет смысла ничего изобретать, если отопление и так хорошо работает и имеет многолетний успешный опыт использования.

Изготавливаются данные детали из бронзы или нержавеющей стали. Полимерные аналоги пока еще мало распространены, хотя в дальнейшем можно прогнозировать увеличение их количества, если они хорошо проявят себя в эксплуатации.

Устройство трехходового клапана газового котла очень простое. Он имеет Т-образный вид с двумя входными и одним выходным отверстием. Внутри имеется специальная мембрана, которая регулируется поступающие из разных источников потоки таким образом, чтобы достигалась оптимальная температура.

Бывают автоматические и механические варианты.

  • В автоматических движения мембраны происходят сами собой, в зависимости от температурных показателей теплоносителя.
  • В механических агрегатах положение разделителя выставляется человеком вручную, так что нужно дополнительно устанавливать термометры на каждой входящей трубе, чтобы иметь возможность следить за температурным значением.

Так что принцип работы трехходового клапана котла основан на всем известных законах физики.

Виды клапанов

Итак, более подробно о двух существующих видах клапанов можно почитать ниже:

  • 1. Трехходовой термостатический клапан для котла представляет собой автоматическую модель. Он будет поддерживать заданный уровень температуры без дополнительного вмешательства со стороны человека. При этом самые функциональные модели оснащаются дополнительной системой безопасности, которая перекрывает движение теплоносителя, если по одной из входящих труб отсутствует циркуляция. Таким образом, в батареях не произойдет вскипания.
  • 2. Трехходовой термосмесительный клапан для котла может комплектоваться, как автоматическим, так и ручным управлением. Принципиальной разницей будет необходимость регулярной проверки состояния системы, чтобы не случилось ее перегрева. От механических устройств на сегодняшний день уже практически отказались, так как им на смену пришли более совершенные агрегаты.
Читайте также:  Необычные акции в библиотеке

Подключение и эксплуатация

Установка детали на отопитель не требует никаких специальных знаний. Понадобится лишь набор ключей, чтобы иметь возможность затянуть клапан, и паста-герметик, при помощи которой можно будет «запечатать» стыки.

Подключение трехходового клапана к котлу осуществляется по единственно возможной схеме, так что перепутать ничего не получится даже при особом желании. Есть смысл нанимать мастера, только если замена производится по гарантии, и за нее ничего не нужно платить. В противном случае можно все сделать самостоятельно в течение получаса и сэкономить несколько сотен рублей.

Описанное выше устройство наглядно демонстрирует, что агрегат состоит из минимального количества деталей, а значит, обладает высокой надежностью. Неисправности трехходового клапана газового котла могут проявляться только в нарушении герметичности корпуса или выходе из строя мембраны. Больше ломаться абсолютно нечему. Поломки происходят крайне редко и могут быть следствием заводского брака или неправильного использования.

Ремонт трехходового клапана котла с экономической точки зрения будет абсолютно нецелесообразным. Можно, конечно, попробовать запаять прохудившийся корпус, но вскоре в нем вновь образуется дырка, так как этот процесс уже необратим.

При этом новое устройство можно купить за 500-700 рублей, произвести замену и еще много лет не знать о проблемах с этим узлом. А починить внутреннюю мембрану будет уже невозможно из-за сложности доступа к месту поломки.

Здесь вы узнаете:

Двухконтурные отопительные котлы получили большое распространение за счет удобства и компактности. Они согревают дома и одновременно служат источниками горячего водоснабжения. То есть, необходимость покупать отдельный водонагреватель и отдельный отопительный прибор полностью отпадает. Каков принцип работы двухконтурного газового котла и из каких частей состоит это устройство? Об этом мы расскажем в нашем обзоре.

Устройство двухконтурного газового котла

Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.

Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:

Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.

  • Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
  • Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
  • Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
  • Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
  • Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
  • Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
  • Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.

В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.

Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.

Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.

Читайте также:  Чем мыть стекла внутри автомобиля

Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.

Принцип работы двухконтурного газового котла

Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:

  • В режиме обогрева;
  • В режиме генерации горячей воды.

В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.

Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.

В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.

Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.

Работа в режиме подачи горячей воды

Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.

При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.

Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан. Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду.

Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?

  • Более простая конструкция;
  • Высока вероятность образования накипи;
  • Более высокий КПД у ГВС.

Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь. Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях.

Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.

Разобравшись с принципом работы газового двухконтурного котла, вы сможете понять назначение отдельных узлов и даже сможете самостоятельно разобраться в вопросах ремонта. На первый взгляд, устройство кажется очень сложным, а плотная внутренняя компоновка вызывает уважение – все-таки разработчикам удалось создать почти идеальное отопительное оборудование. Двухконтурные котлы, таких фирм как Vaillant, активно используются для обогрева зданий различного назначения и для генерации горячей воды, заменяя собой сразу два прибора. А их компактность позволяет сэкономить место и избавиться от необходимости приобретения напольного котла.

Ссылка на основную публикацию
Правильное подключение батарей отопления в квартире
Здесь вы узнаете о том как правильно подключить батарею отопления в квартире: лучшее место для радиаторов, схемы и способы подключения...
Почему скрипят ламели на кровати что делать
Области использования Ламель применяется в производстве мебельных каркасов, спортивного инвентаря, музыкальных инструментов. Наибольшую популярность имеет в производстве кроватей. Стоит отметить,...
Правильное подключение батарей отопления в квартире
Здесь вы узнаете о том как правильно подключить батарею отопления в квартире: лучшее место для радиаторов, схемы и способы подключения...
Принцип работы трехходового клапана в газовом котле
В наше время двухконтурные газовые котлы довольно часто используются для отопления жилых помещений. Представим следующую ситуацию: вы покупаете отопительный агрегат,...
Adblock detector