Werkingsprincipe van een dubbelcircuit gasverwarmingsketel en kenmerken van de aansluiting

Alle vragen over de organisatie van autonome warmtevoorziening en de bereiding van warm water worden opgelost door de aanschaf van één ketel die beide systemen kan bedienen. Zonder het werkingsprincipe van een dubbelcircuit-gasketel voor verwarming te kennen, zou het niet alleen onlogisch zijn om de aankoop te doen, maar ook om het apparaat te gebruiken. Bent u het ermee eens?

Wij vertellen u over het werkschema van het verwarmingstoestel en bekijken alle sterke en zwakke punten. Door de basis van de werking van de apparatuur te begrijpen, kunt u eenvoudig van alle voordelen gebruikmaken. En indien nodig kunt u tijdig storingen in de werking opsporen, de oorzaken ervan begrijpen en verhelpen.

Structuur van de ketel voor het bedienen van twee circuits

Een dubbelcircuit-gasketel verschilt van een enkelcircuit-model doordat het in plaats van één warmtewisselaar er twee heeft, die in de technische terminologie primair en secundair worden genoemd.

De eerste, d.w.z. de primaire warmtewisselaar, bevindt zich direct in de vlamverbrandingszone. Zijn taak is het verwarmen van het warmtetransportmedium voor het functioneren van het verwarmingsnet. De secundaire warmtewisselaar is verantwoordelijk voor de werking van het warmwatersysteem.

Stabiele werking van het verwarmingstoestel is mogelijk bij een goede samenwerking van al zijn onderdelen. Informatie over de belangrijkste functionele eenheden helpt het werkingsprincipe van de apparatuur te begrijpen.

De constructie van elke dubbelcircuiteenheid omvat de volgende standaardelementen:

• Verbrandingskamer met branderblok;
• Warmtewisselaars;
• Besturings- en beveiligingsapparaten van de apparatuur.

Om de bijzonderheden van de constructie van dubbelcircuit-gasketels te begrijpen, zullen we elk van zijn constructieve elementen in detail bespreken.

Soorten gasbranders voor dubbelcircuitketels

De brander van de gasketel is verantwoordelijk voor het verkrijgen van voldoende warmte die nodig is voor de werking van de verwarming en het warmwatercircuit. Thermische energie wordt verkregen door verbranding van brandstof. De brander wordt in de verbrandingskamer geplaatst, waarin naast gas ook lucht wordt geblazen. Deze is nodig voor het verbrandingsproces.

Afhankelijk van de bedrijfsmodi kan de brander worden geclassificeerd in de volgende typen:

• Eénstandbrander. Een apparaat met een dergelijke brander kan slechts in twee modi werken – 'Stop' en 'Start'. Dergelijke ketels zijn, ondanks de lage efficiëntie en verminderde levensduur, populair vanwege hun eenvoudige constructie en lage kosten.
• Tweestandbrander. Een verwarmingstoestel met een dergelijke brander kan op vol en half vermogen werken. De voordelen zijn merkbaar in het warme seizoen, wanneer het voor het verwarmen van niet te koud water niet nodig is het apparaat op vol vermogen te gebruiken.
• Modulerende brander. Het slimme systeem van de ketel met een dergelijke brander maakt het mogelijk het vermogen in te stellen en te regelen. Deze ketel kenmerkt zich door een lange levensduur en zuinigheid, maar is tevens een stuk duurder dan modellen met een- en tweestandbranders.

Branders worden onderverdeeld in open en gesloten uitvoeringen. Bij een open brander komt de voor de verbranding benodigde lucht rechtstreeks uit de ruimte waar de ketel zich bevindt. Voor het afvoeren van verbrandingsgassen is een schoorsteen nodig die voldoende natuurlijke trek moet bieden.

Atmosferische verwarmingsaggregaten worden meestal uitgerust met een gewone metalen buis, geturbineerde – met een coaxiale schoorsteen. Afhankelijk van de technische omstandigheden van de ruimte wordt het rookkanaal verticaal geplaatst of onder een hoek gebouwd. Hoekvarianten worden via de muur naar buiten geleid of aangesloten op een openbare rookgasafvoerschacht.

De gasbrander is het belangrijkste onderdeel van een combiketel; deze zorgt voor de verbranding van de brandstof en het verkrijgen van de benodigde hoeveelheid thermische energie.

Geturbineerde ketels zijn uitgerust met gesloten verbrandingskamers waar lucht niet spontaan kan binnendringen. Ze zijn veiliger en betrouwbaarder in gebruik, maar duurder en complexer. Ketels met gesloten branders hebben naast een rookgasafvoer ook een kanaal nodig waarmee de voor de verbranding benodigde zuurstof in de kamer wordt aangevoerd.

Daarom worden geturbineerde ketels uitgerust met coaxiale buizen, want naast het afvoeren van rook trekken ze ook verse lucht van buiten aan. Soms worden er voor een normale werking twee coaxiale rookkanalen aangesloten op de gesloten verbrandingskamer. Bovendien wordt de hele constructie aangevuld met een buis voor de luchttoevoer.

Al dit soort ketelmodellen zijn uitgerust met ventilatoren die de rookbeweging verzorgen, met meerdere beveiligingsniveaus en met automatisering. Voor de werking van deze apparaten en systemen is elektriciteit nodig. Hun nadeel is de afhankelijkheid van stroom, wat de operationele kosten verhoogt.

Varianten van warmtewisselaars van gasapparaten

Als met behulp van de brander brandstof wordt verbrand om warmte te verkrijgen, zorgt de warmtewisselaar voor het verkrijgen van deze warmte voor verdere overdracht aan water. Zoals al vermeld, bevat de constructie van een combiketel een primaire en secundaire warmtewisselaar.

De primaire warmtewisselaar bevindt zich direct boven de brander en bestaat uit een met ribben versterkte buis, in een slangvorm gebogen. Onder invloed van de vlam wordt het water in de warmtewisselaar verwarmd en stroomt het via de driewegklep verder naar het leidingnet van het verwarmingssysteem.

De secundaire warmtewisselaar is een systeem van golfvormige platen, die in een enkel blok zijn samengevoegd met twee paar openingen. Elk paar openingen heeft zijn eigen functie.

Door het ene paar stroomt water uit de waterleiding, en door het andere stroomt de warmtedrager die het verwarmingscircuit binnenkomt. Een dergelijk systeem van platen- en buiswarmtewisselaars wordt een dubbel systeem genoemd.

De primaire en secundaire warmtewisselaar zijn verenigd in één systeem, waarvan de correcte werking wordt verzekerd door een speciale driewegklep.

Er bestaan verwarmingstoestellen waarin in plaats van een dubbel systeem een bitermische warmtewisselaar met complexe configuratie wordt gebruikt. Deze warmtewisselaar is gemaakt van koper en bestaat uit een paar buizen, de een in de ander geplaatst. Door de buitenste buis stroomt de warmtedrager, en door de binnenste – het water voor de werking van de warmwatervoorziening.

De bitermische warmtewisselaar van de verwarming van warmtedrager en water heeft een complexe configuratie, waarbij de buis van het ene circuit in de buis van het andere circuit wordt geplaatst.

Ketels met een bitermische warmtewisselaar zijn complexer in gebruik, omdat beide warmtewisselaars als een enkel blok zijn weergegeven, wat de reiniging van kalkaanslag bemoeilijkt. Maar dergelijke verwarmingstoestellen zijn gewild, omdat ze zich onderscheiden door kleine afmetingen en een hoge snelheid van waterverwarming.

Automatisering of regelmodule van de ketel

De automatisering van de ketel is verantwoordelijk voor een veilige en stabiele werking. Ze controleert de watertemperatuur in de componenten van de warmwatervoorziening, handhaaft de temperatuur van de warmtedrager in de warmtevoorzieningsleidingen. De automatisering van de gasketel voorkomt dat het verwarmingstoestel werkt in gevaarlijke situaties.

Het apparaat onderbreekt de werking of start niet in de volgende gevallen:

• Verlaagde druk in het gasleidingssysteem;
• Gebrek aan trek;
• Afwezigheid of kritische oververhitting van de warmtedrager.

De besturingseenheid, die de werking van de beveiligingsapparaten en procesautomatisering regelt, bestaat uit een reeks schakelaars, microchips of een combinatie ervan. Naast het waarborgen van veiligheid en temperatuurregeling bewaakt hij ook de werking van de circulatiepomp en ventilator.

Moderne gasketels onderscheiden zich door de aanwezigheid van intelligente besturing, met software waarin verschillende bedrijfsmodi aanwezig zijn.

Werkingsprincipe en specificiteit

Veel eigenaren van gasapparatuur denken er niet eens over na hoe een combiketel werkelijk werkt. Ze denken ten onrechte dat de verwarming van water en het verwarmingscircuit gelijktijdig plaatsvindt. In werkelijkheid ziet het er niet zo rooskleurig uit.

Een tweekringgas ketel kan niet tegelijkertijd in twee modi werken, namelijk voor verwarming en warmwatervoorziening. Dit wordt bevestigd door de aanwezigheid van een driewegklep in de constructie.

In normale modus werkt de ketel continu alleen om de warmtedrager, die in het systeem circuleert, te verwarmen. De inschakelfrequentie en de intensiteit van de vlam worden geregeld door de temperatuursensor. Tegelijkertijd met de brander wordt ook de circulatiepomp gestart, indien de werking van het verwarmingssysteem niet gebaseerd is op natuurlijke circulatie van de warmtedrager.

De ruimte aan de onderkant van de wandketel is bedoeld voor de gasaansluiting, aansluiting van koud water, alsmede voor de afvoeren van het warmwatersysteem en het verwarmingscircuit.

In wezen, wanneer de temperatuur van de warmtedrager de ingestelde waarde bereikt, stuurt de sensor een signaal om de activiteit van de brander te verminderen. Totdat de temperatuur daalt tot de ingestelde waarde, blijft de ketel in passieve modus. Vervolgens komt er opnieuw een commando van de sensor naar de automatisering om de brandstoftoevoerklep te activeren.

Schema van de werking van een dubbelcircuitketel

De aanwezigheid van een warmwatersysteem maakt het werkingsschema van een gas tweekringketel iets complexer. De door de brander verwarmde warmtedrager, die door de warmtewisselaar stroomt, zorgt voor de verwarming van de platenwarmtewisselaar, waar het water uit de waterleiding doorheen stroomt.

Constructieschema van een tweekringgas ketel met een bithermische en twee gewone warmtewisselaars. In het eerste geval is het niet nodig om twee warmtewisselaars te gebruiken.

Gelijktijdig gebruik van een tweekringmodel in de verwarmingsmodus en warmwatervoorziening is niet mogelijk. Bij het openen van de warmwaterkraan wordt, dankzij de drieweg thermostaatklep, de circulatie van de warmtedrager in de verwarmingsleidingen gestopt. De ketel schakelt over naar de modus waarbij water door het circuit met de platenwarmtewisselaar stroomt, waarmee het water voor huishoudelijk gebruik wordt verwarmd.

Bij een aanzienlijk langdurig verbruik van warm water kan de werking van de ketel, gericht op verwarming, worden verlamd. Het probleem kan op twee manieren worden opgelost: door een krachtiger verwarmingstoestel te installeren of door in het inrichtingsschema een indirecte boiler op te nemen.

Bij actief gebruik van het warmwatersysteem is het mogelijk een tweekringketel met ingebouwde boiler te installeren. In dit geval neemt het brandstofverbruik enigszins toe doordat in de pauze tussen de werkcycli van het verwarmingssysteem de energie van de brander wordt gebruikt om de watertemperatuur in de extra gasboiler op peil te houden.

Een bepaalde reserve aan warm water in de ingebouwde boiler maakt het mogelijk het warmwatersysteem te gebruiken zonder de verwarmingskring uit te schakelen. Hierdoor werken beide systemen afwisselend, waarbij er geen sprake is van oververhitting van de vloeistof en de levensduur van de warmtewisselaar wordt verlengd.

Een ketel met een ingebouwde standaard boiler zorgt niet alleen voor voldoende reservewarm water, maar helpt ook een langdurige uitschakeling van de verwarmingskring te voorkomen.

Een ingebouwde standaard boiler levert op elk moment warm water op de gewenste temperatuur, waarvan de voorraad automatisch wordt verzekerd. Terwijl een doorstroomsysteem enkele minuten nodig heeft om water tot de gewenste temperatuur te verwarmen.

Uitvoeringstypen van gas ketels voor twee circuits

De werking van gasapparatuur wordt grotendeels bepaald door de uitvoering van het verwarmingstoestel. Moderne ketels zijn verkrijgbaar in twee vormfactoren: vloermodellen en wandmodellen.

Bij de keuze van de uitvoering moet u rekening houden met de grootte van het te verwarmen oppervlak en de intensiteit van het gebruik van het warmwatersysteem. U moet begrijpen dat wandketels compacter zijn, maar aanzienlijk minder vermogen hebben.

Een wandgemonteerde gasgestookte tweecircuitketel kenmerkt zich door compacte afmetingen en een modern design, maar is alleen effectief bij het verwarmen van kleine ruimtes met een matig verbruik van warm water.

De keuze voor een wandgemonteerde tweecircuitketel kan gerechtvaardigd zijn als het te verwarmen oppervlak niet groter is dan 200 m² en de totale capaciteit van het warmwatersysteem niet meer dan 14 l/min bedraagt.

Hoewel de compacte afmetingen van een wandketel als een voordeel lijken, schuilen er eigenlijk veel nadelen in. De compactheid wordt bereikt door het gebruik van dunnere buizen van de warmtewisselaar. Naast dat ze een kortere levensduur hebben, is er ook kans op verstopping.

In vloeropstellingen worden massievere en betrouwbaardere gietijzeren warmtewisselaars gebruikt. Dit verhoogt niet alleen de betrouwbaarheid van het verwarmingstoestel, maar verlengt ook de levensduur.

Voor- en nadelen van dubbelcircuitapparaten

De voordelen van een tweecircuitverwarmingstoestel zijn als volgt:

• Economisch brandstofverbruik. Het vergelijkingspunt is het gebruik van een tweecircuitketel versus een enkelcircuitketel met een indirect gestookte boiler.
• Compacte afmetingen. Het overgrote deel van de tweecircuitketels zijn wandgemonteerde verwarmingstoestellen. Ze zijn eenvoudig te plaatsen in zowel bijkeukens als kleine keukens.
• Universaliteit. U hoeft geen extra apparatuur aan te schaffen of problemen met de compatibiliteit met de ketel op te lossen.

In één toestel zijn een doorstroomboiler, een verwarmingsapparaat en een circulatiepomp al succesvol geïntegreerd in één geautomatiseerd systeem.

Het is duidelijk dat er naast de voordelen ook nadelen zijn:

• Onmogelijkheid van gelijktijdige werking van de verwarming en het warmwatercircuit. In verband hiermee kan een aanzienlijk verbruik van warm water leiden tot een temperatuurdaling in huis.
• Beperkingen van het vermogen van wandmodellen. Compacte wandketels kunnen vanwege de minimale grootte van de brander niet het vereiste temperatuurniveau bij maximale druk leveren. Dit nadeel doet zich voor bij afgelegen plaatsing van wateraftappunten.
• Gevoeligheid voor de waterkwaliteit. De secundaire platenwarmtewisselaar is veeleisend voor de kwaliteit van het gebruikte water. De aanwezigheid van onzuiverheden leidt tot het gebruik van middelen om de hardheid te verminderen en tot het reinigen van de warmtedrager.

Een ander beoordelingscriterium voor de combiketel is de prijs. De prijs van een combiketel is hoger dan die van een enkelcircuitketel.

Echter, als men kijkt naar de aanwezigheid van een warmwatersysteem en de oplossingen bij installatie van een enkelcircuitketel, dan is de prijs van een combiketel lager bij het opnemen van een indirecte boiler in het schema.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De volgende video stelt u op de hoogte van de constructieve componenten en het werkingsprincipe van gasverwarmingsapparatuur:

De auteur van de video demonstreert de aansluiting van een combi-gasboiler:

Een gedetailleerde kennismaking met de kenmerken en het werkingsprincipe van combi-gasapparaten biedt de mogelijkheid om de voordelen van het gebruik ervan te bepalen. De aanschaf van dergelijke verwarmingsapparaten helpt geld te besparen op de aankoop van extra apparatuur die nodig is voor het opzetten van een warmwatersysteem.

Bij een defect van een van de circuits is het andere circuit bruikbaar en vervanging van een circuit is altijd goedkoper dan reparatie van een aparte verwarmingsinstallatie. Een combiketel kan ook in het warme seizoen worden gebruikt, alleen voor het verwarmen van water voor huishoudelijk gebruik, wat het gemak en de zuinigheid is in vergelijking met de aanschaf van afzonderlijke apparaten.

Vertel ons hoe u een combi-gasboiler hebt gekozen voor uw eigen huis/appartement/vakantiehuis. Wat was voor u het doorslaggevende criterium bij de keuze? Deel alstublieft nuttige informatie over het onderwerp, foto's in het onderstaande blok en stel vragen.