O princípio de funcionamento de uma caldeira de aquecimento a gás de circuito duplo e as características da sua ligação

Todas as questões de organização do fornecimento autónomo de calor e preparação de água quente são resolvidas com a aquisição de uma caldeira capaz de servir ambos os sistemas.Sem conhecer o princípio de funcionamento de uma caldeira de aquecimento a gás de circuito duplo, seria ilógico não só fazer a compra, mas também operar a unidade. Você concorda?

Iremos informá-lo sobre o esquema de funcionamento do dispositivo de aquecimento, considerando todos os seus pontos fortes e fracos. Ao compreender o funcionamento básico do equipamento, você poderá facilmente aproveitar todos os seus benefícios. E se necessário, será possível identificar em tempo hábil falhas operacionais, compreender e eliminar as causas de sua origem.

Projeto de caldeira para manutenção de dois circuitos

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

O primeiro, ou seja, O trocador de calor primário está localizado diretamente na zona de combustão da chama. A sua função é aquecer o refrigerante para o funcionamento da rede de aquecimento. O trocador de calor secundário é responsável pelo funcionamento do abastecimento de água quente.

A operação estável do dispositivo de aquecimento é possível com a operação coordenada de todos os seus componentes. Informações sobre as principais unidades funcionais ajudarão você a entender o princípio de funcionamento do equipamento

O projeto de qualquer unidade de dois circuitos inclui os seguintes elementos padrão:

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

Para compreender as características de projeto das caldeiras a gás de circuito duplo, nos deteremos detalhadamente em cada um de seus elementos estruturais.

Tipos de queimadores a gás para caldeiras de circuito duplo

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

Dependendo dos modos de operação, os queimadores podem ser classificados nos seguintes tipos:

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

Os queimadores são divididos em designs abertos e fechados. Quando o queimador está aberto, o ar necessário para queimar o combustível vem diretamente do ambiente onde se encontra a caldeira. Para a retirada dos produtos da combustão é necessária uma chaminé, que deve fornecer tiragem natural suficiente.

As unidades de aquecimento atmosférico são normalmente equipadas com tubo de metal, turbina - chaminé coaxial. Dependendo das condições técnicas da sala, a conduta de fumos é colocada na vertical ou construída em ângulo. As opções de canto atravessam a parede até a rua ou se conectam a uma chaminé pública.

O queimador a gás é o principal elemento de uma caldeira a gás de circuito duplo, é responsável pela queima do combustível e pela obtenção de energia térmica na quantidade necessária

As caldeiras de turbina estão 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 exaustão de fumaça, necessitam de um canal por onde chega à câmara o oxigênio necessário à combustão.

É por isso que equipam caldeiras de turbina tubos coaxiais, pois além de retirar a fumaça, também aspiram o ar fresco da rua. Acontece que para o funcionamento normal, duas chaminés coaxiais estão ligadas a uma câmara de combustão fechada. Além disso, toda a estrutura é complementada com um tubo de alimentação de ar.

Todos os modelos de caldeiras semelhantes são equipados com ventiladores que proporcionam movimentação de fumaça, sistemas de proteção multinível e automação. Os dispositivos e sistemas listados requerem eletricidade para funcionar. A desvantagem é a dependência energética, o que aumenta os custos operacionais.

Tipos de trocadores de calor para unidades de gás

Se um queimador queima combustível para produzir calor, o trocador de calor fornece esse calor para posterior transferência para a água. Como já mencionado, o projeto de circuito duplo contém trocadores de calor primário e secundário.

O trocador de calor primário está localizado diretamente acima do queimador e é um tubo com aletas dobrado em forma de cobra. Sob a influência da chama, a água no trocador de calor aquece e se move através de uma válvula de três vias para a distribuição aquecedor.

O trocador de calor secundário é um sistema de placas onduladas, que são montadas em um único bloco com dois pares de furos. Cada par de furos tem suas próprias funções.

A água do abastecimento de água flui por um dos pares e o refrigerante flui pelo segundo, entrando no circuito de aquecimento. Um sistema semelhante de trocadores de calor de placas e tubulares é chamado duplo.

Os trocadores de calor primário e secundário são combinados em um sistema, cujo correto funcionamento é garantido por uma válvula especial de três vias

Existem dispositivos de aquecimento que utilizam um trocador de calor bitérmico de configuração complexa em vez de um sistema duplo. Este trocador de calor é feito de cobre e consiste em um par de tubos localizados um dentro do outro. O refrigerante flui através do tubo externo e a água flui através do tubo interno para garantir o funcionamento do fornecimento de água quente.

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

Caldeiras com trocador de calor bitérmico são mais difíceis de operar, pois ambos os trocadores de calor são representados por uma única unidade, o que dificulta a descalcificação. Mas esses dispositivos de aquecimento são muito procurados, pois são caracterizados por pequenas dimensões gerais e alta velocidade de aquecimento de água.

Unidade de controle de automação ou caldeira

A automação da caldeira é responsável pelo funcionamento seguro e estável.Monitoriza a temperatura da água nos componentes AQS e mantém a temperatura do líquido refrigerante nas linhas de aquecimento. Automação de caldeira a gás evita que o dispositivo de aquecimento opere em situações perigosas.

A unidade interrompe a operação ou não liga nos seguintes casos:

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

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

As caldeiras a gás modernas distinguem-se pela presença de controles inteligentes, cujo software contém vários modos de operação.

Princípio operacional e especificidades

Muitos proprietários de equipamentos a gás nem sequer pensam em como realmente funciona uma caldeira a gás de circuito duplo. Eles acreditam erroneamente que o aquecimento da água e do circuito de aquecimento ocorre simultaneamente. Na realidade, as coisas não parecem tão animadoras.

Uma caldeira a gás de circuito duplo não pode funcionar em dois modos simultaneamente, garantindo o funcionamento dos sistemas de aquecimento e água quente. Isto é confirmado pela presença de uma válvula de três vias em seu dispositivo

No modo normal, a caldeira funciona constantemente apenas para aquecer o refrigerante que circula no sistema. Neste caso, a frequência de comutação e a intensidade da chama são controladas por um sensor de temperatura. O queimador é iniciado simultaneamente Bomba de circulação, se o funcionamento do sistema de aquecimento não se basear na circulação natural do refrigerante.

O espaço na parte inferior da caldeira mural destina-se ao fornecimento de gás, ligação de água fria, bem como saídas para sistema de AQS e circuito de aquecimento

Essencialmente, quando a temperatura do líquido refrigerante atinge um valor pré-determinado, o sensor envia um sinal para reduzir a atividade do queimador. Até que a temperatura desça para o valor definido, a caldeira estará em modo passivo. Então, novamente, um comando é recebido do sensor automático para ativar a válvula de abastecimento de combustível.

Esquema de funcionamento de uma caldeira de circuito duplo

A presença de um sistema de abastecimento de água quente complica ligeiramente o funcionamento de uma caldeira a gás de circuito duplo. Aquecido por queimador refrigerante, movendo-se ao longo do trocador de calor, garante o aquecimento do trocador de calor de placas por onde se move a água do sistema de abastecimento de água.

Esquema de projeto de uma caldeira a gás de circuito duplo com trocadores de calor bitérmico e dois convencionais. Na primeira opção não há necessidade de utilizar dois trocadores de calor

O uso simultâneo de um modelo de circuito duplo no modo de aquecimento e abastecimento de água quente é impossível. Quando a torneira da água quente é acionada, a válvula termostática de três vias interrompe a circulação do líquido refrigerante pelas linhas de aquecimento. A caldeira passa para o modo de movimentação de água ao longo de um circuito com trocador de calor a placas, que aquece água para uso doméstico.

Se houver um consumo significativo de água quente, o funcionamento da caldeira orientada para o aquecimento pode ficar paralisado por muito tempo. O problema pode ser resolvido de duas maneiras - prever a instalação de um dispositivo de aquecimento mais potente ou incluí-lo no esquema de arranjo caldeira de aquecimento indireto.

Se o sistema de água quente for utilizado ativamente, é possível instalar uma caldeira de circuito duplo com caldeira embutida.Neste caso, o consumo de combustível aumenta ligeiramente devido ao facto de durante a pausa entre os ciclos de funcionamento do sistema de aquecimento, a energia do queimador ser utilizada para manter a temperatura da água em adicional aquecedor de água a gás.

Um determinado abastecimento de água quente na caldeira incorporada permite utilizar o sistema AQS sem desligar o circuito de aquecimento. Como resultado, ambos os sistemas operam alternadamente, sem superaquecer o líquido e prolongando a vida útil do trocador de calor.

Uma caldeira com caldeira padrão integrada não só fornece um volume de reserva suficiente de água quente, mas também ajuda a evitar desligamentos prolongados do circuito de aquecimento

A caldeira standard incorporada permite obter água quente à temperatura desejada a qualquer momento, cujo abastecimento é feito automaticamente. Enquanto um sistema de AQS de fluxo leva vários minutos para aquecer a água até a temperatura necessária.

Tipos de caldeiras a gás com dois circuitos

As características operacionais do equipamento a gás são amplamente determinadas pela versão do projeto do dispositivo de aquecimento. As caldeiras modernas estão disponíveis em dois formatos - montadas no chão e na parede.

Ao escolher uma opção de projeto, você precisa se concentrar no tamanho da área aquecida e na atividade de utilização do sistema de água quente. É preciso entender que as caldeiras de parede são mais compactas, mas ao mesmo tempo têm muito menos potência.

A caldeira a gás de parede de circuito duplo tem dimensões compactas e design moderno, mas só é eficaz no aquecimento de pequenas áreas com consumo moderado de água quente

Escolha caldeira de circuito duplo montada na parede pode ser justificado se a área aquecida não exceder 200 m2 e a produtividade total do sistema de água quente não exceder 14 l/min.

O pequeno tamanho de uma caldeira de parede, embora pareça uma vantagem, na verdade esconde muitas desvantagens. A compacidade é alcançada através do uso de tubos trocadores de calor mais finos. Além de terem vida útil mais curta, existe a possibilidade de entupimento.

Em instalações de piso, são utilizados trocadores de calor de ferro fundido mais maciços e confiáveis. Isto não só aumenta a confiabilidade do dispositivo de aquecimento, mas também prolonga sua vida útil.

Vantagens e desvantagens de dispositivos de circuito duplo

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

• Consumo econômico de combustível. A direção de comparação é usar uma caldeira de circuito duplo ou uma caldeira de circuito único com aquecimento indireto.
• Tamanhos compactos. A esmagadora maioria das caldeiras de circuito duplo são dispositivos de aquecimento montados na parede. São fáceis de colocar tanto em despensas como em pequenas cozinhas.
• Versatilidade. Não há necessidade de adquirir equipamentos adicionais e resolver problemas de compatibilidade com a caldeira.

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

Obviamente, junto com as vantagens, também existem desvantagens:

• Impossibilidade de funcionamento simultâneo do circuito de aquecimento e AQS. Neste sentido, um consumo significativo de água quente pode provocar uma diminuição da temperatura da casa.
• Limitações de energia dos modelos montados na parede. As caldeiras compactas de parede, devido ao tamanho mínimo do queimador, não conseguem fornecer as condições de temperatura exigidas à pressão máxima. Uma desvantagem semelhante é observada quando os pontos de captação de água estão localizados remotamente.
• Sensibilidade à qualidade da água. O trocador de calor de placas secundário exige muito da qualidade da água consumida. A presença de impurezas obriga a utilização de meios para reduzir sua dureza e limpar o líquido refrigerante.

Outro critério para avaliar uma caldeira de circuito duplo é o seu custo. O preço de um aquecedor de circuito duplo é superior ao preço de um análogo de circuito único.

Porém, se considerarmos a presença de um sistema de água quente e as formas de resolver o problema no caso de instalação de uma caldeira de circuito único, então se o aquecimento indireto estiver incluído no esquema de montagem da caldeira, o preço de uma caldeira de circuito duplo será ser mais baixo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo a seguir apresentará os componentes do projeto e o princípio de operação do equipamento de aquecimento a gás:

O autor do vídeo apresentará a tubulação de uma caldeira a gás de circuito duplo:

Um conhecimento detalhado das características e princípio de funcionamento das unidades de gás de circuito duplo permite determinar as vantagens do seu funcionamento. A compra desses aquecedores ajudará você a economizar na compra de equipamentos adicionais necessários para organizar um sistema de água quente.

Se um dos circuitos avariar, o outro poderá ser utilizado e a substituição do circuito custará sempre menos do que a reparação de uma instalação de aquecimento separada. Uma caldeira de circuito duplo também pode ser utilizada na estação quente, operando-a apenas na modalidade de aquecimento de água para uso doméstico, o que é cómodo e económico em comparação com a aquisição de unidades separadas.

Conte-nos como você escolheu uma caldeira a gás de circuito duplo para equipar sua própria casa/apartamento/dacha. Qual foi o critério decisivo para você na sua escolha? Por favor, compartilhe informações úteis sobre o tema, fotos no bloco abaixo e faça perguntas.