Chaudière à gaz à double circuit: dispositif et principe de fonctionnement

Comment une chaudière qui dessert deux circuits à la fois

La principale différence entre une chaudière à double circuit et une chaudière similaire à un circuit est la capacité de fournir simultanément à la pièce le chauffage et l'eau chaude. L'échangeur de chaleur primaire, en raison de son emplacement, chauffe le liquide de refroidissement afin que le système de chauffage dans toute la pièce puisse fonctionner pleinement. Le secondaire est chargé d'alimenter les locaux en eau chaude dans le volume requis.

La stabilité du fonctionnement du principe de fonctionnement d'une chaudière à double circuit ne peut être assurée que par une maintenance et une coordination complètes du fonctionnement de chaque composant.

Structurellement, toute chaudière à double circuit comprend des éléments tels que:

• échangeurs de chaleur au nombre de deux;
• chambre de combustion, à laquelle le bloc brûleur est obligatoire;
• équipement protecteur;
• Système de contrôle.

Pour comprendre exactement comment une chaudière à gaz de type à double circuit est agencée et son principe de fonctionnement, chaque composant important d'une telle conception doit être examiné plus en détail séparément.

Schéma typique d'une chaudière de chauffage au gaz à double circuit

Considérons un schéma de chaudière typique en utilisant l'exemple d'une chaudière de chauffage au gaz à double circuit Saunier Duval Themaclassic F 30:

Chaudière Saunier Duval Themaclassic F 30 (schéma)

1. Ventilateur. 2. Capteur de traction - manostat. 3. Échangeur de chaleur primaire. 4. Capteur de température (urgence). 5. Chambre de combustion de gaz. 6. Vase d'expansion. 7. Electrode pour le contrôle de présence de flamme. 8. Brûleur. 9. Electrode d'allumage. 10. Pompe de circulation. 11. Capteur de température du liquide de refroidissement. 12. Unité d'allumage. 13. Contournement. 14. Unité de gaz. 15. Capteur de pression d'eau dans le système de chauffage. 16. Échangeur de chaleur ECS. 17. Vanne à trois voies. 18. Sonde de débit ECS. 19. Filtre ECS. 20. Dispositif de reconstitution de l'eau pour l'installation de chauffage. 21. Soupape de sécurité du système de chauffage. 22. Robinet de vidange d'eau. 23. Filtre chauffant.

A - Arrivée d'eau du système de chauffage. B - Eau froide. C - Sortie d'eau vers l'installation de chauffage. D - Sortie ECS. E- Gaz.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière de chauffage à double circuit avec deux échangeurs de chaleur

Lorsqu'une chaudière de chauffage au gaz à double circuit fonctionne en mode "chauffage", de tels processus se produisent dans celle-ci.

• Le brûleur à gaz chauffe l'échangeur de chaleur primaire,
• L'échangeur de chaleur transfère l'énergie thermique au liquide de refroidissement qui y circule (grâce à la pompe)
• La vanne à trois voies est dans une position qui empêche l'entrée du fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur secondaire.
• Tout le liquide de refroidissement «va» dans le système de chauffage, donne de l'énergie aux radiateurs et retourne à la chaudière par la conduite de retour.

Schémas de fonctionnement de la chaudière en mode chauffage et eau chaude
Le fonctionnement d'une chaudière à gaz à double circuit dans le système ECS (alimentation en eau chaude)

• Brûleur à gaz, chauffe l'échangeur de chaleur primaire,
• L'échangeur de chaleur transfère l'énergie thermique au liquide de refroidissement qui y circule (grâce à la pompe)
• La vanne à trois voies est dans une position qui empêche le caloporteur de pénétrer dans le circuit externe du système de chauffage.
• Le liquide de refroidissement circule à travers l'échangeur de chaleur secondaire et le chauffe.
• L'eau froide du robinet, passant par l'échangeur de chaleur secondaire, se réchauffe et «entre» dans la conduite d'alimentation en eau chaude.

Avantages des chaudières de chauffage avec échangeurs de chaleur séparés:

• L'échangeur de chaleur primaire est moins sensible à la corrosion et à la formation de plaque (tartre), car le liquide de refroidissement circule en boucle fermée et ne change pas constamment et de manière significative sa composition chimique.
• L'échangeur de chaleur secondaire est plus sensible aux «attaques» de l'eau du robinet «agressive». Les sels qui le composent, au fil du temps, l'obstruent et l'échangeur de chaleur tombe en panne.

C'est important! En cas de panne de l'échangeur de chaleur secondaire, il est possible de faire fonctionner la chaudière en mode chauffage. Donc sans eau chaude - mais chaude.

• L'échangeur de chaleur secondaire est moins cher à remplacer que l'échangeur bithermique.

Inconvénients des chaudières de chauffage avec différents échangeurs de chaleur: coût plus élevé par rapport aux chaudières bithermiques.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière de chauffage au gaz à double circuit avec un échangeur de chaleur bithermique

Schéma d'une chaudière à double circuit avec un échangeur de chaleur bithermique
Lorsque la chaudière fonctionne en mode alimentation en eau chaude, le brûleur à gaz chauffe le liquide de refroidissement dans le circuit externe. Et déjà à partir de là, l'eau courante du robinet, qui se trouve dans le tuyau intérieur de l'échangeur de chaleur, se réchauffe.

Noter! Lorsque la chaudière fournit de l'eau chaude sanitaire, le fluide caloporteur ne circule pas dans l'installation de chauffage! Le fluide caloporteur est fermé dans le circuit de la chaudière. La circulation simultanée de fluide dans les deux circuits ne doit pas se produire!

Avantages des chaudières à échangeurs de chaleur bithermiques: coût inférieur à celui des chaudières à échangeurs de chaleur séparés.

Inconvénients: augmentation de la "charge" thermique sur l'échangeur de chaleur (chauffage du caloporteur et de l'eau chaude).

Brûleurs à gaz faisant partie d'une chaudière à double circuit

Le brûleur d'une chaudière à gaz est responsable de l'obtention de la quantité de chaleur requise, ce qui peut assurer le bon fonctionnement du système de chauffage dans chaque pièce de l'objet chauffé. En outre, l'eau est chauffée à la température requise et déjà chaude est fournie dans le volume approprié. L'énergie thermique peut être obtenue en brûlant des volumes appropriés de combustible. Pour cela, le brûleur est placé dans la chambre de combustion, où, en plus du gaz, de l'air est également injecté, ce qui contribue à maintenir la flamme.

Selon le mode sélectionné, les brûleurs peuvent être conditionnellement divisés en un seul niveau, plusieurs niveaux et simulés. Dans la première version, l'équipement ne fonctionne que selon deux modes - «démarrage» et «arrêt», il est très efficace, peu coûteux et de conception simple. Les brûleurs à deux étages peuvent fonctionner à puissance totale ou partielle. Ses avantages peuvent être pleinement appréciés, à partir du printemps, lorsqu'il n'y a pas besoin de chauffage, et donc cela n'a aucun sens de faire fonctionner l'appareil à pleine puissance. Le brûleur modulant est considéré comme le plus cher, avec son aide, vous pouvez ajuster et réguler la puissance de la chaudière. Ce dernier est économique et dure assez longtemps.

Structurellement, les brûleurs sont ouverts et fermés. Dans le premier cas, l'air, sans lequel la combustion complète du combustible est impossible, est fourni à partir de la pièce où se trouve la chaudière. Un tel système est équipé d'une cheminée, avec son aide, un tirage naturel est fourni.

Les chaudières de chauffage atmosphérique sont équipées d'un tuyau métallique conventionnel, tandis que les modèles turbocompressés sont équipés d'une cheminée coaxiale. Ils peuvent être installés verticalement, mais ils sont souvent placés sous un angle - cette option est connectée à un arbre commun, à travers lequel la fumée et les produits de combustion sont entièrement éliminés.

Une attention particulière doit être accordée aux modèles turbocompressés de chaudières à gaz dans lesquels des chambres de combustion de type fermé sont installées. L'oxygène y pénètre de force, et par conséquent, ils sont considérés comme plus fiables et ne présentent aucun danger en cours de travail, ce qui les rend très demandés dans les locaux résidentiels. En plus de la cheminée, ils ont besoin d'un canal spécial - c'est à travers celui-ci que l'oxygène sera fourni à la chambre.

Pour les chaudières turbo, des tuyaux coaxiaux sont nécessaires pour éliminer la fumée et aspirer l'air frais de la rue. Dans certains modèles, il existe deux éléments de ce type, en plus ils sont équipés d'un tuyau d'alimentation en air.

Tous les modèles ci-dessus sont nécessairement équipés de ventilateurs favorisant la fumée, ainsi que d'une automatisation et d'un système de protection à plusieurs niveaux.

Raccordement d'une chaudière à double circuit

La chaudière à double circuit peut être réalisée en version au sol ou murale. L'installation d'une unité murale est un peu plus simple: pour cela, il n'est pas nécessaire d'équiper spécialement le lieu et toutes les connexions se font de la même manière.

Avant d'installer une chaudière à gaz à double circuit, il est nécessaire de commander le développement du projet et de le coordonner avec les représentants des services de supervision. Après l'approbation du projet, le travail est effectué dans l'ordre suivant:

1. Emplacement de la chaudière... L'installation d'un appareil mural à double circuit doit être effectuée à l'aide de fixations spéciales, en tenant compte du poids de l'unité et du matériau du mur. Afin d'éviter les accidents, il est nécessaire d'assurer la fixation la plus fiable sur le mur. La chaudière au sol est installée sur une base préalablement préparée et renforcée;
2. Installation du circuit de chauffage... Pour connecter la conduite de chauffage, il est nécessaire d'utiliser les entrées et sorties correspondantes de la chaudière.
   

   Il est recommandé d'installer un filtre à l'entrée de la chaudière (retour) pour empêcher la saleté de pénétrer.

3. Raccordement au gaz... Le raccordement d'une chaudière à gaz à double circuit au réseau doit être effectué par un spécialiste disposant des agréments nécessaires. Le schéma de raccordement comprend une vanne à gaz, un compteur et une vanne d'arrêt thermique.
4. Installation du système d'échappement... Une chaudière à double circuit a généralement une chambre de combustion fermée, de sorte que les gaz sont évacués par un tuyau coaxial. Il est mis sur la prise et sorti dans la rue par un trou dans le mur le plus proche. Le schéma d'installation d'une telle cheminée et les exigences de base pour son entretien sont donnés dans les instructions de la chaudière;
5. Câblage électrique... Il est fortement conseillé de connecter la partie électrique à la prise via un stabilisateur de tension;
6. Remplir avec de l'eau. De l'eau ou un liquide de refroidissement spécial est versé dans la conduite de chauffage d'une chaudière à double circuit. Si de l'eau est utilisée, elle doit être soigneusement nettoyée. L'utilisation d'une eau trop dure peut entraîner une défaillance prématurée du groupe hydraulique. Au circuit ECS, vous devez connecter l'eau sanitaire sous pression créée par un équipement approprié, par exemple un accumulateur hydraulique;
7. Premier départ... Une unité de gaz à double circuit est un appareil techniquement complexe, c'est pourquoi seul un ingénieur spécialement formé peut le configurer correctement. De nombreux fabricants n'offrent des garanties pour leurs produits que si l'installation et la mise en service ont été effectuées par des installateurs agréés.

La chaudière est la partie la plus importante d'un système de chauffage autonome. Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à son installation. Le raccordement correct d'une chaudière à gaz à double circuit est la clé de son fonctionnement fiable et sans problème tout au long de sa durée de vie.

Quels sont les échangeurs de chaleur des chaudières à gaz

Un échangeur de chaleur dans une chaudière à gaz est chargé de recevoir la chaleur afin de la transférer plus tard à l'eau. Si nous parlons d'une chaudière à double circuit et de son principe de fonctionnement, il existe un échangeur de chaleur primaire et secondaire. Le premier est situé au-dessus du brûleur et est représenté par un tube à nervures, un serpent courbé. L'eau chauffée à la température requise dans l'échangeur de chaleur passe dans la vanne à trois voies, après quoi elle pénètre dans le système de chauffage. L'échangeur de chaleur secondaire est représenté par tout un système de plaques courbées par des vagues, toutes combinées en un seul bloc, sur lequel se trouvent également 4 trous.À travers 2 d'entre eux, l'écoulement de l'eau est effectué, 2 autres sont responsables du mouvement du liquide de refroidissement, qui est fourni au circuit de chauffage.

Le système de deux échangeurs de chaleur est appelé double. Il existe sur le marché des appareils de chauffage utilisant un échangeur de chaleur bithermique. Il se caractérise par une configuration compliquée. Pour sa fabrication, on utilise du cuivre, l'élément lui-même est représenté par des tubes situés les uns dans les autres: le caloporteur se déplace le long de l'extérieur, celui de l'intérieur sert au mouvement de l'eau, à l'aide duquel l'alimentation en eau chaude est assurée .

Les chaudières à gaz équipées de tels échangeurs de chaleur sont difficiles à faire fonctionner, ces derniers étant difficiles à détartrer. Cependant, de tels dispositifs de chauffage sont demandés, car ils sont de petite taille et chauffent l'eau très rapidement.

Comment fonctionne la chaudière dans différents modes

L'appareil possède des fonctionnalités importantes. Pour les comprendre, le principe de fonctionnement d'une chaudière à gaz à double circuit doit être considéré séparément dans différents modes.

Pour le chauffage

La vanne à trois voies est amenée dans une position spéciale. Cela signifie que le fluide de travail de l'échangeur de chaleur primaire entre dans le circuit de chauffage.

Le mode est le suivant:

1. La température du liquide de refroidissement est surveillée par un capteur. Lorsqu'il refroidit de 1 °, le capteur envoie un signal au contrôleur - l'alimentation en gaz s'ouvre et une flamme s'allume sur le brûleur principal.
2. Après avoir chauffé le liquide de refroidissement à une température supérieure de 5 ° C à la valeur réglée par l'utilisateur, la chaudière s'éteint.
3. Après refroidissement, les étapes 1 et 2 sont répétées.

S'il y a un thermostat à distance, la chaudière prend également en compte la température de l'air dans la maison. Les modèles les plus avancés sont équipés de capteurs dépendant de la météo qui déterminent la température extérieure. Lorsqu'il est changé, le radiateur a le temps de corriger la production de chaleur en temps opportun.

Lors du chauffage de l'eau

Lorsque l'utilisateur ouvre le robinet, le liquide dans la conduite d'ECS commence à bouger et le capteur de débit envoie un signal au contrôleur. Cela commute la vanne à trois voies, et la substance qui circule dans le circuit de chauffage est envoyée de l'échangeur de chaleur primaire vers le secondaire. Ce processus est illustré dans la vidéo.

Une chaudière fonctionnant dans ce mode ignore le système de chauffage. Par conséquent, avec un grand débit d'eau chaude, il fera froid dans la pièce. Dans un tel cas, il est préférable d'acheter une chaudière à circuit unique et un chauffe-eau à gaz séparés.

La quantité d'eau chaude préparée par unité de temps dépend de la puissance du chauffe-eau. Ce paramètre est indiqué dans les spécifications techniques (par exemple, 11 l / min). Il est nécessaire de clarifier quelle différence de température entre l'entrée et la sortie est implicite (dt). Pour certains fabricants, il est de 35 ° C, pour d'autres, il n'est que de 25 ° C.

Avec une puissance de chaudière inférieure à 20 kW, les performances de l'eau chaude sont faibles. Dans de telles conditions, un modèle avec une chaudière intégrée est plus pratique.

Ses avantages:

1. Le chauffage du liquide est effectué pendant les périodes où le système de chauffage n'a pas besoin de chaleur.
2. Même avec la plus petite puissance, les performances sont suffisantes pour plusieurs points d'analyse.
3. L'eau chaude sort immédiatement du robinet.

Il y a aussi des inconvénients:

• grandes dimensions;
• capacité d'eau chaude limitée dans le temps (dépend du volume de la chaudière).

Il est également nécessaire de prendre en compte l'augmentation de la consommation de gaz, qui est due à la perte de chaleur dans le réservoir de stockage.

Heure d'été

Lors du passage à ce mode, la chaudière effectue les actions suivantes:

1. La vanne à trois voies est déplacée sur la position "Vers l'échangeur de chaleur secondaire".
2. Le brûleur principal est allumé à la commande du capteur de débit.
3. Après avoir chauffé le liquide de refroidissement à la température réglée, la chaudière s'éteint, puis lorsque la substance refroidit, elle se rallume.

Ainsi, en mode été, l'appareil fonctionne uniquement comme chauffe-eau.

Comment la chaudière est contrôlée

Afin d'assurer le fonctionnement stable et sûr de ces équipements de chauffage, il est préférable de choisir l'automatisation. Il contrôle la température de l'eau dans les composants individuels, maintient la température du liquide de refroidissement au niveau approprié et est responsable du principe de fonctionnement compétent de la chaudière à double circuit. En cas de situations potentiellement dangereuses, la chaudière s'éteint automatiquement - une manifestation similaire est affichée si:

• diminution de la pression dans le système de gaz;
• chauffage maximal du liquide de refroidissement;
• manque de traction.

Dans les chaudières à gaz qui sont sur le marché aujourd'hui, on utilise principalement une commande «intelligente», dont le logiciel vous permet de sélectionner l'un des modes de fonctionnement disponibles.

Les spécificités du fonctionnement des chaudières à deux circuits

Ceux qui pensent que les deux circuits d'un tel système chauffent immédiatement en même temps se trompent, en fait, tout fonctionne complètement différemment. En fonctionnement normal, un tel équipement ne fonctionne en continu que pour chauffer le liquide de refroidissement circulant dans le système. La fréquence à laquelle il s'allumera et l'intensité de la flamme pendant le processus dépend du capteur de température qui surveille ces processus. Avec le brûleur, la pompe démarre, mais seulement si la circulation du liquide de refroidissement n'a naturellement aucun effet sur le fonctionnement du système de chauffage. Une fois que la température de ce dernier atteint le niveau souhaité, un signal est envoyé par le capteur indiquant que l'activité du brûleur doit être réduite. Après cela, la chaudière fonctionne uniquement en mode passif jusqu'à ce que l'indicateur de température atteigne le niveau programmé. Ensuite, le capteur envoie un signal à l'automatisme, qui, à son tour, démarre la vanne, qui est responsable de l'alimentation en carburant.

Il suffit d'abord de se familiariser avec certaines subtilités du fonctionnement des chaudières à gaz équipées de deux circuits pour comprendre quels avantages peuvent être obtenus de leur fonctionnement. De plus, l'achat de tels systèmes de chauffage vous permet de ne pas acheter d'équipement supplémentaire, qui peut être nécessaire dans tous les autres cas afin d'alimenter la maison en eau chaude. Même si un circuit tombe en panne, le second peut être exploité davantage, le remplacement d'un circuit sera toujours beaucoup moins cher que de réparer une installation de chauffage entière.

Une chaudière à double circuit peut très bien fonctionner en été, lorsqu'il n'y a pas besoin de chauffage et qu'elle n'est nécessaire que pour chauffer l'eau destinée aux besoins domestiques. De cette façon, vous pouvez vraiment économiser de l'argent, car l'achat de deux unités en même temps, chacune fonctionnant de manière autonome, coûtera beaucoup plus cher.

Un peu plus sur les caractéristiques du travail

Une vanne à trois voies est utilisée pour empêcher le fluide de pénétrer dans le deuxième circuit. Ainsi, il était possible de réaliser l'alimentation en eau chauffée de la chaudière au système par une conduite (alimentation) et de retour par une autre (retour). Il convient de prêter attention au fait que la chaudière à gaz murale à double circuit est conçue de manière à ce que le transporteur se déplace en cercle sans former de raid. Mais cela s'applique au premier échangeur de chaleur. Dans le second, l'eau est prélevée sur le pipeline. Comme le montre la pratique, la qualité des médias laisse souvent à désirer. Pour cette raison simple, il est judicieux d'installer des filtres devant le média qui élimineront les composés insolubles. Si le circuit d'alimentation en eau chaude tombe en panne, la chaudière peut fonctionner en mode de chauffage de la pièce. Ainsi, vous ne serez pas assis dans un appartement ou une maison froide en hiver.