O princípio de funcionamento de uma caldeira de aquecimento a gás de circuito duplo e características de sua conexão

Todas as questões de organização do suprimento autônomo de calor e preparação da água quente são decididas pela aquisição de uma caldeira capaz de atender os dois sistemas. Sem conhecer o princípio de operação de uma caldeira de aquecimento a gás de circuito duplo, seria ilógico não apenas fazer uma compra, mas também operar a unidade. Você concorda?

Vamos falar sobre o funcionamento do aquecedor, considerar todas as suas fraquezas e pontos fortes. Compreendendo a base do equipamento, você pode facilmente tirar proveito de todas as suas vantagens. E, se necessário, ocorrerá a tempo de identificar falhas, entender e eliminar as causas de sua origem.

O dispositivo da caldeira para manutenção de dois circuitos

Um gerador de calor a gás de circuito duplo difere de um análogo de circuito único, pois, em vez de um trocador de calor, ele possui dois, eles são chamados de primário e secundário na terminologia técnica.

O primeiro, ou seja, trocador de calor primário localizado diretamente na zona de combustão da chama. Sua tarefa é aquecer o líquido de arrefecimento para o funcionamento da rede de aquecimento. O trocador de calor secundário é responsável pela operação da AQS.

A operação estável do aquecedor é possível com a operação coordenada de todos os seus componentes. As informações sobre as principais unidades funcionais ajudarão a entender o princípio de operação do equipamento

O design de qualquer unidade de circuito duplo inclui os seguintes elementos padrão:

• Câmara de combustão com bloco queimador;
• Trocadores de calor;
• Dispositivos de controle e proteção de equipamentos.

Para entender as características do dispositivo de caldeiras a gás de uma variedade de circuito duplo, abordamos cada um de seus elementos estruturais.

Tipos de queimadores a gás para caldeiras de circuito duplo

O queimador da caldeira a gás é responsável por obter uma quantidade suficiente de calor necessária para o funcionamento do circuito de aquecimento e abastecimento de água quente. A energia térmica é obtida queimando combustível. O queimador é colocado em uma câmara de combustão, na qual o ar é bombeado além do gás. É necessário para o processo de combustão.

Dependendo das condições de operação, os queimadores podem ser classificados nos seguintes tipos:

• Queimador de nível único. Uma unidade com um queimador semelhante pode operar em apenas dois modos - “Stop” e “Start”. Essas caldeiras, apesar da baixa eficiência e da vida útil reduzida, são populares devido à simplicidade do design e ao baixo custo.
• Queimador de dois níveis. Um aquecedor com esse queimador pode operar com potência máxima e meia potência. Suas vantagens são visíveis na estação quente, quando não há necessidade de operar o dispositivo com potência máxima para aquecer água não muito fria.
• Queimador modulante. Um sistema de caldeira inteligente com um queimador semelhante permite configurar e ajustar a potência. Essa caldeira é caracterizada por uma alta vida útil e eficiência, mas, ao mesmo tempo, é uma ordem de magnitude superior às unidades com queimadores de nível único e dois níveis.

Os queimadores são divididos em projetos do tipo aberto e fechado. Quando o queimador está aberto, o ar necessário para queimar combustível vem diretamente da sala em que a caldeira está localizada. Para a remoção de produtos de combustão, é necessária uma chaminé, que deve fornecer calado natural suficiente.

As unidades de aquecimento atmosférico são equipadas, via de regra, com um tubo de metal comum, e os de turbina com uma chaminé coaxial. Dependendo das condições técnicas da sala, o canal de fumaça é colocado verticalmente ou construído em ângulo. As opções de canto são conduzidas através da parede para a rua ou conectadas a uma chaminé pública.

Um queimador a gás é o elemento principal de uma caldeira a gás de circuito duplo, é responsável por queimar combustível e gerar energia térmica na quantidade necessária

As caldeiras a turbina são equipadas com câmaras de combustão fechadas, nas quais o ar não pode fluir espontaneamente. Eles são mais seguros e confiáveis ​​em operação, mas mais caros e mais difíceis de operar. Caldeiras com queimadores fechados, além da chaminé, precisam de um canal através do qual o oxigênio necessário para a combustão seja fornecido à câmara.

Portanto, as caldeiras de turbina estão equipadas tubos coaxiais, porque, além de exaustiva fumaça, eles também aspiram ar fresco da rua. Ocorre que, para operação normal, duas chaminés coaxiais são conectadas a uma câmara de combustão fechada. Além disso, toda a estrutura é complementada por um tubo de suprimento de ar.

Todos esses modelos de caldeiras são equipados com ventiladores que fornecem movimento de fumaça, sistemas de proteção de vários níveis e automação. Para a operação dos dispositivos e sistemas listados, é necessária eletricidade. O resultado negativo é a volatilidade energética, que aumenta os custos operacionais.

Variedades de trocadores de calor a gás

Se um combustível for queimado com a ajuda de um queimador para obter calor, o trocador de calor fornecerá esse calor para posterior transferência para a água. Como já mencionado, os trocadores de calor primário e secundário estão presentes no projeto de circuito duplo.

O trocador de calor primário está localizado diretamente acima do queimador e é um tubo de aleta curvado na forma de uma cobra. Sob a ação de uma chama, a água no trocador de calor se aquece e se move através de uma válvula de três vias para a fiação sistema de aquecimento.

O trocador de calor secundário é um sistema de chapas de papelão ondulado, montadas em uma única unidade com dois pares de orifícios. Cada par de orifícios tem suas próprias funções.

A água flui do tubo de abastecimento de água através de um dos pares e o líquido de refrigeração que entra no circuito de aquecimento se move através do segundo.Um sistema semelhante de trocadores de calor de placas e tubulares é chamado de duplo.

Os trocadores de calor primário e secundário são combinados em um sistema, cuja operação correta é garantida por uma válvula de três vias especial

Existem aparelhos de aquecimento nos quais um trocador de calor bitérmico de uma configuração complexa é usado em vez de um sistema duplo. Esse trocador de calor é feito de cobre, é um par de tubos localizados um no outro. O líquido de refrigeração se move através do tubo externo e a água através do tubo interno para garantir a operação do suprimento de água quente.

O trocador de calor bitérmico do transportador de calor e do aquecedor de água tem uma configuração complexa quando o tubo de um circuito é colocado no tubo de outro circuito

As caldeiras com um trocador de calor bitérmico são mais difíceis de operar, pois os dois trocadores de calor são representados por uma única unidade, o que dificulta a limpeza da balança. Porém, esses dispositivos de aquecimento estão em demanda, pois diferem em pequenas dimensões gerais e em alta velocidade de aquecimento da água.

Unidade de controle de automação ou caldeira

A automação da caldeira é responsável pela operação segura e estável. Ele monitora a temperatura da água nos componentes do suprimento de água quente, mantém a temperatura do líquido de arrefecimento nas linhas de suprimento de calor. Automação de caldeiras a gás não permite a operação do aquecedor em caso de situações perigosas.

A unidade interrompe o trabalho ou não liga nesses casos:

• Pressão reduzida no sistema de gás;
• Falta de tração;
• Ausência ou superaquecimento crítico do líquido de refrigeração.

A unidade de controle que controla a operação dos dispositivos de proteção e automação de processos é representada por um conjunto de chaves, microcircuitos ou uma combinação dos mesmos. Além de garantir o controle de segurança e temperatura, ele monitora o funcionamento da bomba de circulação e do ventilador.

As caldeiras a gás modernas se distinguem pela presença de controle inteligente, no software em que existem vários modos de operação.

Princípio do trabalho e especificidades

Muitos proprietários de equipamentos a gás nem pensam em como uma caldeira a gás de circuito duplo realmente funciona. Eles acreditam erroneamente que o aquecimento da água e o circuito de aquecimento ocorrem simultaneamente. De fato, tudo não parece tão otimista.

Uma caldeira a gás de circuito duplo não pode operar simultaneamente em dois modos, garantindo a operação de sistemas de aquecimento e água quente sanitária. Isso é confirmado pela presença em seu dispositivo de uma válvula de três vias

No modo normal, a caldeira trabalha constantemente apenas para aquecer o líquido de arrefecimento que circula no sistema. Nesse caso, a frequência de chaveamento e a intensidade da chama são controladas por um sensor de temperatura. Ao mesmo tempo, o queimador inicia bomba de circulaçãose a ação do sistema de aquecimento não se basear na circulação natural do líquido de refrigeração.

O espaço na parte inferior da caldeira de parede é projetado para fornecimento de gás, conexão de água fria, bem como as torneiras do sistema de água quente sanitária e do circuito de aquecimento

De fato, quando a temperatura do líquido de refrigeração atinge um valor predeterminado, o sensor envia um sinal indicando uma diminuição na atividade do queimador. Até a temperatura cair para o valor definido, a caldeira estará no modo passivo. Então, novamente, o comando do sensor para a automação para ativar a válvula de suprimento de combustível.

Esquema de operação de caldeira de circuito duplo

A presença de um sistema de abastecimento de água quente complica um pouco o esquema de operação de uma caldeira a gás de circuito duplo. Aquecido pelo queimador refrigerantemovendo-se ao longo do trocador de calor, ele aquece o trocador de calor de placas pelo qual a água se move do suprimento de água.

Um diagrama estrutural de uma caldeira a gás de circuito duplo com dois trocadores de calor bitérmicos e dois convencionais. Na primeira versão, não há necessidade de usar dois trocadores de calor

O uso simultâneo de um modelo de circuito duplo no modo de aquecimento e água quente não é possível. Quando a torneira de água quente é ativada, devido à válvula termostática de três vias, a circulação do líquido de refrigeração ao longo da rede de aquecimento para. A caldeira entra no modo de mover a água ao longo do circuito com um trocador de calor de placas, usado para aquecer a água para fins domésticos.

Com um consumo significativo de água quente por um longo tempo, a operação da caldeira com foco no aquecimento pode ser paralisada. Existem duas maneiras de resolver o problema - fornecer a instalação de um dispositivo de aquecimento mais potente ou incluí-lo no arranjo caldeira de aquecimento indireto.

Com o uso ativo do sistema de AQS, é possível instalar uma caldeira de circuito duplo com uma caldeira embutida. Nesse caso, o consumo de combustível aumenta um pouco devido ao fato de que, na pausa entre os ciclos do sistema de aquecimento, a energia do queimador é usada para manter a temperatura da água adicionalmente. aquecedor de água a gás.

Um certo suprimento de água quente na caldeira embutida permite que você use o sistema de AQS sem desconectar o circuito de aquecimento. Como resultado, ambos os sistemas operam alternadamente, sem superaquecimento do líquido e prolongando a vida útil do trocador de calor.

Uma caldeira com uma caldeira padrão incorporada não apenas fornece um volume de água quente suficiente, mas também ajuda a evitar uma parada prolongada do circuito de aquecimento

A caldeira padrão incorporada permite obter água quente à temperatura certa a qualquer momento, cujo fornecimento é fornecido no modo automático. Enquanto o sistema de fluxo de AQS leva alguns minutos para aquecer a água até a temperatura necessária.

Tipos de execução de caldeiras a gás para dois circuitos

As características do equipamento a gás são amplamente determinadas pela modalidade do aquecedor. As caldeiras modernas estão disponíveis em dois fatores de forma - piso e parede.

Ao escolher uma opção de design, você precisa se concentrar no tamanho da área aquecida, na atividade de utilização do sistema de AQS. Você precisa entender que as caldeiras de parede são mais compactas, mas, ao mesmo tempo, têm muito menos energia.

A caldeira a gás de parede dupla de circuito duplo é de tamanho compacto e design moderno, mas é eficaz apenas para aquecer pequenas áreas com consumo moderado de água quente

A escolha caldeira de circuito duplo de parede pode ser justificado se a área aquecida não exceder 200 m² e a capacidade total do sistema de água quente não exceder 14 l / min.

As pequenas dimensões da caldeira de parede, embora pareça uma virtude, na verdade escondem muitos pontos negativos. A compactação é alcançada através do uso de tubos mais finos para trocadores de calor. Além de terem uma vida útil mais curta, existe a possibilidade de entupimento.

Nas instalações de piso, são utilizados trocadores de calor de ferro fundido mais maciços e confiáveis. Isso não apenas aumenta o grau de confiabilidade do aquecedor, mas também aumenta sua vida útil.

Vantagens e desvantagens dos dispositivos de circuito duplo

As vantagens de uma unidade de aquecimento de circuito duplo são as seguintes:

• Consumo econômico de combustível. A direção para comparação é o uso de uma caldeira de circuito duplo ou caldeira de circuito único com aquecimento indireto.
• Tamanho compacto. A esmagadora maioria das caldeiras de circuito duplo é representada por dispositivos de aquecimento na parede. Eles são fáceis de colocar nas salas de serviço e na cozinha pequena.
• Universalidade. Não há necessidade de comprar equipamentos adicionais e resolver problemas de compatibilidade com a caldeira.

Em uma unidade, um aquecedor de água corrente, um dispositivo de aquecimento e uma bomba de circulação já são combinados com sucesso em um único sistema automatizado.

Obviamente, além das vantagens, também existem desvantagens:

• A impossibilidade da ação simultânea de aquecimento e do circuito de AQS. A este respeito, um consumo significativo de água quente pode causar uma diminuição da temperatura na casa.
• Limitações de potência dos modelos de parede. Caldeiras compactas montadas na parede, devido ao tamanho mínimo do queimador, não são capazes de fornecer as condições de temperatura necessárias à pressão máxima. Uma desvantagem semelhante é observada com a colocação remota dos pontos de entrada de água.
• Sensibilidade à qualidade da água. O trocador de calor de placas secundárias é exigente na qualidade da água consumida. A presença de impurezas torna-se o motivo do uso de meios para reduzir sua rigidez e realizar a limpeza do líquido de refrigeração.

Outro critério para avaliar uma caldeira de circuito duplo é o seu custo. O preço de um aquecedor de circuito duplo é mais alto que o preço de um analógico de circuito único.

No entanto, se considerarmos a disponibilidade de um sistema de abastecimento de água quente e maneiras de resolver o problema no caso de instalar uma caldeira de circuito único, quando a caldeira de aquecimento indireto for incluída no circuito de montagem, o preço do circuito duplo será menor.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo a seguir se familiarizará com os componentes estruturais e o princípio de operação do equipamento de aquecimento a gás:

A tubulação de uma caldeira a gás de circuito duplo será apresentada pelo autor do vídeo:

Um conhecimento detalhado dos recursos e do princípio de operação das unidades de gás de circuito duplo torna possível determinar as vantagens de sua operação. A compra desses aquecedores ajudará a economizar na compra de equipamentos adicionais necessários para a organização de um sistema de abastecimento de água quente.

Se um dos circuitos quebrar, a operação do outro é possível e a substituição do circuito sempre será mais barata do que reparar uma instalação de aquecimento separada. Uma caldeira de circuito duplo também pode ser usada na estação quente, operando-a apenas no modo de aquecimento de água para as necessidades domésticas, que é a conveniência e a eficiência comparadas à compra de unidades individuais.

Conte-nos sobre como escolher uma caldeira a gás de circuito duplo para organizar sua própria casa / apartamento / chalé. Qual foi o critério decisivo para você em sua escolha? Por favor, compartilhe informações úteis sobre o tópico, fotos no bloco abaixo, faça perguntas.