Газовый котел Bosch Gaz 6000
В данной публикации рассказывается о газовом настенном котле Bosch Gaz 6000 W. Модель WBN6000–24HRN мощностью 24 кВт с закрытой камерой сгорания, одноконтурная. Приводится описание конструкции котла, рассказывается об основных узлах котла и принципах их работы. Надеюсь, что эта публикация станет началом для цикла статей о настенном газовом котле Bosch Gaz 6000 W, так как поместить всю информацию о данном изделии в одной статье просто не возможно.
Введение
Котел Bosch Gaz 6000 приобретался на замену отслужившему свой срок котлу Ariston Clas 24FF. Выбор нового котла в некоторой степени был обусловлен десятилетним опытом эксплуатации настенного котла Ariston. Начну с того, что объясню, почему выбор пал именно на Bosch Gaz 6000. Во-первых, для приготовления горячей воды у меня применяется бойлер косвенного нагрева, поэтому котел нужен был одноконтурный. Во-вторых, предыдущий котел был с закрытой камерой сгорания и продукты горения отводились принудительно через коаксиальный дымоход с горизонтальной установкой. Дымоход я менять не хотел, а уж тем более устанавливать высокую трубу для естественного отвода дымовых газов, поэтому котел нужен был с закрытой камерой сгорания. Еще хотелось, что бы у котла было развернутое сервисное меню для удобного управления параметрами котла. Изучив предложения магазинов я пришел к выводу, что выбор настенных газовых котлов с закрытой камерой сгорания довольно обширен, но вот одноконтурных моделей маловато. Собственно, среди доступных как по цене, так и по наличию в продаже был Bosch WBN6000–24HRN. Изучив имеющуюся информацию в интернете и проконсультировавшись со специалистами я сделал вывод, что данный котел по конструкции и характеристикам очень даже мне подходит, более того, имеющийся от Aristona температурный датчик бойлера, цена которого порядка 1500 рублей и смонтированную коаксиальную трубу я смогу оставить и использовать с новым котлом.
Решение было принято – приобретен настенный одноконтурный газовый котел с закрытой камерой сгорания Bosch Gaz 6000. Модель WBN6000–24HRN. Мощность котла 24 кВт. Цена котла без дополнительных комплектующих на июнь 2018 года в г. Омске составила 31500 рублей.
Общий вид котла Bosch Gaz 6000
A – манометр;
B – отверстие для подачи свежего воздуха в камеру сгорания (по коаксиальной трубе);
C – ниппель для подкачки воздушной полости расширительного бака;
D – труба отвода продуктов сгорания (подключается к внутренней части коаксиальной трубы);
E – расширительный бак на 8 литров (плоской конструкции);
F – кран для слива теплоносителя из котла;
G – выход (подача в систему отопления) теплоносителя, наружная резьба 3/4 дюйма;
H – кран подпитки (в одноконтурных моделях отсутствует);
I – выход/подача теплоносителя в нагревательный контур бойлера, наружная резьба 1/2 дюйма;
J – подключение газа, наружная резьба 3/4 дюйма;
K – выход предохранительного клапана (сброс теплоносителя при превышении давления);
L – вход/возврат теплоносителя из нагревательного контура бойлера, наружная резьба 1/2 дюйма;
N – вход (обратка из системы отопления) теплоносителя, наружная резьба 3/4 дюйма.
Про дисплей и кнопки управления достаточно подробно написано в инструкции пользователя. Необходимо отметить, что кнопка включения/выключения котла физически не прерывает подачу питания на котел, а всего лишь переводит котел в неактивный режим и наоборот. При этом все системы котла остаются под напряжением. Для полного обесточивания котла необходимо отключить соответствующий автомат или вынуть вилку из розетки питания (зависит от того как у вас подключен котел к электросети).
В моей модификации котла дисплей с белой подсветкой. Бывают модели с желтой подсветкой дисплея, тут уж как повезет. В режиме отопления на дисплее постоянно отображается температура теплоносителя на выходе из теплообменника, то-есть на подаче в систему отопления. Сразу отмечу, что датчик температуры на обратке у данного котла отсутствует. В режиме нагрева воды в бойлере на котле отображается температура нагреваемой воды по датчику, установленному в бойлере. По окончании нагрева воды на дисплее снова будет отображаться температура теплоносителя на выходе из теплообменника, даже при выключенной горелке.
К отверстию (B) для подачи воздуха с помощью фланца подключается коаксиальная труба, внутри данной трубы расположена труба меньшего диаметра, которая подключается к трубе (D) отвода продуктов сгорания.
Краном (F) для слива теплоносителя я никогда не пользовался, уж очень он не удобен. При проектировании системы отопления необходимо предусмотреть возможность слива теплоносителя, например установить для этого специальный дополнительный кран. То же касается и крана подпитки (H), даже если он предусмотрен конструкцией котла (в двухконтурных котлах он есть), все равно рекомендуется установить в системе отдельный шаровый кран для заполнения системы отопления.
Гофрированная трубка (K) подключена внутри котла к предохранительному клапану (11). При срабатывании предохранительного клапана избыточный теплоноситель выводится через эту трубку, поэтому ее лучше удлинить и вывести в канализацию. В качестве удлинителя я использовал сливной шланг от стиральной машины. Клапан срабатывает (открывается) при превышении давления в системе отопления более 3 бар.
Резьбовые подсоединения (I) и (L) предназначены для подключения нагревательного контура бойлера косвенного нагрева. Данный котел примечателен тем, что при подключении бойлера не требуется докупать дорогой трехходовый клапан, он уже встроен в котел и установлен на линии возврата теплоносителя. Поэтому подключение выполняется по упрощенной схеме. Следует отметить, что резьбовые подсоединения (I) и (L) расположены очень близко к стене, на которой висит котел. Расстояние от оси отверстия до стены составляет 30 мм. Для того, что бы накрутить шаровый кран на эту резьбу, приходится немного отодвигать котел от стены, а с крана снимать ручку вращения.
Внутреннее устройство и компоновка котла Bosch Gaz 6000
Внутренняя компоновка котла показана на рис. 2. Пронумерованы некоторые модули котла.
1 – дифференциальное реле давления;
2 – внутренняя часть коаксиальной трубы (отвод продуктов сгорания);
3 – вентилятор принудительного отвода продуктов сгорания;
4 – камера сгорания;
5 – регулятор подачи газа (газовый клапан) Sigma 845;
6 – циркуляционный насос Wilo;
7 – газовая горелка;
8 – основной медный теплообменник;
9 – плоский расширительный бак 8 литров;
10 – сервопривод трехходового клапана;
11 – предохранительный клапан на 3 бара;
12 – байпас (обходной контур);
Функциональные узлы и элементы котла Bosch Gaz 6000, их назначение и принцип работы
Рассмотрим более подробно функциональные узлы котла. Единая нумерация компонентов котла соблюдается на всех рисунках публикации.
Камера сгорания, розжиг и контроль пламени
Камера сгорания закрытого типа с открытой крышкой показана на рис. 3.
Внутри камеры сгорания расположена газовая горелка (7), основной теплообменник (8), электрод контроля пламени(14), электрод розжига(13). На стенках камеры сгорания закреплены листы из огнеупорного теплоизоляционного материала с целью минимизировать нагрев других внутренних элементов котла от работающей горелки, расположенных за пределами камеры сгорания.
Горелка модулируемая, то-есть мощность на горелке выбирается автоматически в пределах от 7.2 кВт до 24 кВт. На мой взгляд достаточно хороший диапазон регулирования. Каким образом регулируется мощность на горелке рассмотрим позже при описании регулятора подачи газа.
Электрод розжига (13) установлен на правой стороне горелки и обеспечивает поджигание газа путем искрообразования за счет высокого напряжения, возникающего между окончанием электрода и металлической газовой горелкой. Электрод подключен к электронной плате специальным высоковольтным проводом с усиленной изоляцией. По команде микропроцессора высокое напряжение в виде импульсов по высоковольтному проводу подается на электрод со специального трансформатора, установленного на электронной плате котла.
Для справки: на моем котле длительность процесса розжига в нормальном режиме работы составляет 1–3 секунды. При отсутствии газа на горелке попытка розжига длится около 5–6 секунд, затем следует пауза около 15 секунд и процесс розжига повторяется. Котел делает 5 попыток розжига, после чего выдает ошибку ЕА — «Не распознается пламя».
Полный перечень ошибок котла Bosch Gaz 6000 приведен в техническом паспорте, который можно скачать в конце статьи.
На левой стороне горелки закреплен электрод контроля пламени (14), его еще называют датчиком ионизации. С помощью данного электрода контролируется наличие пламени на горелке. Если не вдаваться в подробности, то принцип действия можно описать так — при горении газа электрод ионизации находится внутри пламени горелки, при этом между электродом и корпусом горелки сопротивление уменьшается и возникает так называемый ток ионизации, если пламени нет, то сопротивление стремится к бесконечности и ток отсутствует. Схема контроля измеряет этот ток и по его величине определяет наличие или отсутствие пламени на горелке. Именно на основании состояния этого датчика появляются такие ошибки котла как EA — «Не распознается пламя» или FA — «Пламя распознается после отключения газа».
Основной теплообменник с указанными размерами показан на рис. 4. Он выполнен из меди без дополнительного покрытия. Имеет размеры ШхВхГ – 270х55х155. Количество ребер 88.
Отвод продуктов горения
Обратимся теперь к рис. 5. В верхней правой части камеры сгорания расположено отверстие (17), на котором сверху установлена турбина вентилятора (3) отвода продуктов сгорания. За счет данного вентилятора осуществляется отвод отработавших газов по внутренней части коаксиальной трубы, при этом в камере возникает пониженное давление, что способствует поступлению свежего воздуха (показан синими стрелками) по внешней части коаксиальной трубы в полость котла, в которой расположена камера сгорания. Воздух в саму камеру поступает в нижней ее части. В котле установлен вентилятор от Польского производителя FIME мощностью 40 Ватт с одной обмоткой.
Для справки: Измеренное сопротивление обмотки вентилятора постоянному току составляет ∼ 50 Ом.
Обороты вентилятора меняются в зависимости от установленной мощности горения и изменяют объем подаваемого воздуха в камеру сгорания. Это позволяет более оптимально настроить процесс горения и, самое главное, расширить диапазон регулирования мощности горелки. Для контроля оборотов вентилятора на его оси установлен датчик Холла (18). Частота импульсов с датчика Холла пропорциональна количеству оборотов вентилятора. Текущую частоту вращения вентилятора можно посмотреть в сервисном меню в разделе 2.9b. Полный обзор сервисного меню котла Bosch WBN6000 приведен в техническом паспорте (стр. 22), который можно скачать в конце статьи. Если по какой то причине вентилятор не заработает (например обрыв обмотки), то котел выдаст ошибку C7 — «Не работает вентилятор». Эта же ошибка появится и в том случае, если будет неисправен датчик оборотов вентилятора. Эти неисправности можно отличить по следующему признаку. Перед зажиганием горелки первым делом должен заработать вентилятор. Так вот, если вентилятор начинает вращаться и через 2–3 секунды отключается с выдачей ошибки C7, то неисправен датчик оборотов (ну или его цепи), если же вентилятор вообще не включается значит неисправен сам вентилятор или цепи его питания.
Для контроля процесса принудительного отвода продуктов сгорания в котле установлено дифференциальное реле давления (1), показанное на рис. 6. Еще его называют прессостатом или пневмореле. По сути это датчик тяги в дымоходе. При включении вентилятора возникает разность давлений на определенных участках внутренней части коаксиальной трубы. Когда разность давлений достигает необходимого значения контакты реле замыкаются, сигнализируя о нормальной работе вентилятора. Если при запуске вентилятора контакты реле не замкнутся в течение 40–50 сек., то котел выдаст ошибку C6 — «Дифференциальное реле давления не замыкается». В нормальном положении при выключенном вентиляторе контакты реле разомкнуты.
Датчик перегрева теплообменника
Слева (рис. 6) на медной трубке основного теплообменника установлен датчик перегрева (16). Не путать с датчиком температуры. Он предназначен для аварийного выключения горелки при перегреве теплообменника. Температура срабатывания датчика 105 °С. В нормальном положении контакты датчика замкнуты. В каких же случаях он может сработать? Ну например, забыли открыть кран контура системы отопления и включили котел, при этом циркуляции теплоносителя не будет и теплообменник резко начнет набирать температуру, когда температура теплообменника достигнет 105 °С контакты датчика разомкнуться и автоматика котла отключит горелку (прекратит подачу газа). Это спасет теплообменник от физических повреждений (оплавление, разрыв и пр.). Подобная ситуация может случиться и при выходе из строя циркуляционного насоса или при значительном завоздушивании системы, то-есть при всем том, что может привести к прекращению циркуляции теплоносителя. В нормальном состоянии контакты датчика замкнуты. При срабатывании датчика котел выдает ошибку E9 — «Сработал ограничитель температуры теплообменника».
Контроль температуры теплоносителя
На рис. 7 показан датчик (19) измерения температуры теплоносителя в подающей линии.
Сопротивление данного датчика меняется в зависимости от температуры, поэтому автоматика котла всегда «знает» текущую температуру теплоносителя на выходе из теплообменника и подстраивает ее под установленную пользователем температуру теплоносителя в режиме отопления путем модуляции горелки. Характеристики датчика (зависимость сопротивления от температуры) приведены в паспорте на стр. 39. При неисправности датчика котел выдаст ошибку E2 — «Неисправен датчик температуры подающей линии». Следует отметить, что на обратной линии (обратке) котла подобный датчик отсутствует.
Гидравлические узлы и газовая арматура котла Bosch WBN6000
Перейдем к нижней части котла в которой располагаются гидравлические узлы и газовая арматура.
На рис. 8 показан регулятор подачи газа (5) Sigma 845, еще его называют газовым клапаном.
Как следует из названия данное устройство обеспечивает регулировку объема подаваемого газа на газовую горелку. Именно регулятор обеспечивает модуляцию (изменение) мощности горелки. Управление регулятором осуществляется от электронной платы управления. Газ подается в нижней части регулятора. Подача газа на горелку осуществляется по медной трубке (20). При неисправности регулятора котел выдаст ошибку d7 — «Неисправна газовая арматура». Паспорт на газовый клапан Sigma 845 можно скачать в конце статьи.
На рис. 9 показан циркуляционный насос(6) от немецкого бренда Wilo с максимальной мощностью 84 Вт.
В данном котле не предусмотрен автоматический выбор скорости насоса, поэтому на корпусе насоса расположен трехступенчатый регулятор (24), которым пользователь сам может установить производительность насоса в зависимости от гидравлических характеристик системы отопления. Всего имеется три ступени регулировки. Как правило, используется максимальная скорость. Ведь чем больше скорость теплоносителя в системе, тем более равномерно будут разогреты радиаторы и/или другие элементы отдачи тепла. На корпусе насоса расположен винт (25), который используется для удаления воздуха из корпуса насоса при первом наполнении системы. Кроме того, под этим винтом расположен шлиц вала насоса. При длительном бездействии (например котел долго пролежал на складе) вал насоса может заблокироваться, при этом, при помощи отвертки можно провернуть вал для его разблокировки. Насос подключается к плате управления и коммутируется через реле. Автоматика котла не контролирует работу насоса, поэтому при выходе его из строя котел не выдаст ошибок о неисправности самого насоса, но наверняка заблокируется с ошибкой Е9, так как при отсутствии циркуляции неизбежен перегрев теплообменника. На этом же рисунке показан автоматически воздухоотводчик (26). Воздухоотводчик выполнен из пластика и установлен в правом гидравлическом блоке за насосом, имеет классическую конструкцию с поплавком и клапаном. При появлении воздуха в контуре котла он скапливается в воздухоотводчике, и при значительном объеме выходит через соответствующее отверстие.
На рис. 10 показан сервопривод (10) трехходового клапана, под сервоприводом можно увидеть сам клапан, далее предохранительный клапан (11), байпас (12). Еще тут можно увидеть автоматический воздухоотводчик (26) с обратной стороны.
Как уже упоминалось выше, несмотря на то, что описываемый котел является одноконтурным, в нем, как и в двухконтурной модификации, установлен трехходовый клапан. Задача клапана направлять поток теплоносителя из основного теплообменника либо в контур отопления, либо в контур нагрева горячей воды (ГВС). Клапан переключается сервоприводом, который управляется от электронной платы. Напряжение питания сервопривода 24 вольта. Скорость переключения из режима ГВС в режим отопления и наоборот порядка 5 сек. Работоспособность сервопривода не контролируется автоматикой котла, поэтому при его неисправности котел не выдает ошибок.
В данном котле реализован байпас (англ. bypass — обход) теплоносителя по медной трубке (12). Если по какой-либо причине циркуляция теплоносителя через систему станет затруднительной или вообще прекратится, например при закрытии зонных термостатов на радиаторах или при засорении фильтров на трубопроводах, то теплоноситель начнет циркулировать по малому кругу через байпас, что исключит резкий перегрев теплообменника. Часто при построении системы отопления возникает вопрос — а что будет если на всех батареях в двухтрубной системе закроются термостатические клапаны? Так вот, на такой случай как раз и предусмотрен байпас, теплоноситель начнет циркулировать по малому кругу, его температура плавно но быстро достигнет установленного пользователем значения и котел отключиться. Байпас срабатывает автоматически и в регулировке не нуждается. Информация о том, при каком давлении срабатывает байпас, отсутствует.
На рис. 11 слева показан датчик давления (27) или другими словами, реле давления теплоносителя.
Датчик представляет из себя микропереключатель, контакты которого замыкаются при давлении в контуре котла больше (0,4–0,5) бар, что сигнализирует автоматике котла о наличии в системе теплоносителя с достаточным давлением. При утечках теплоносителя в системе и снижении давления меньше необходимого, контакты датчика разомкнуться и котел отключит горелку с выдачей ошибки CE — «Проверьте давление заполнения отопительной системы». После заполнения системы теплоносителем до необходимого значения котел сам перейдет в штатный режим работы.
Расширительный бак (9) расположен за камерой сгорания и имеет номинальный объем 8 литров при компактных размерах. Объема бака при начальном давлении в 0,5 бар и давлении в системе отопления не более 2,5 бар хватает для систем отопления с объемом теплоносителя до 70 литров. В руководстве на котел есть графики для определения необходимости в дополнительном расширительном баке. Рекомендуемое давление в системе отопления 1–1,5 бар. В моей системе отопления установлен дополнительный расширительный бак на 8 литров. И не потому, что у меня большой объем теплоносителя, а потому, что отдельный расширительный бак проще контролировать. При наличии соответствующих кранов из бака всегда можно оперативно слить воду и проверить его начальное давление в воздушной камере. Начальное давление можно правильно оценить (измерить) только если слить воду из бака. А вот что бы слить воду из встроенного в котел расширительного бака, необходимо сливать воду из котла, что довольно таки проблематично. Часто в отопительных системах подобного типа возникает проблема, когда давление резко падает до нуля, при этом после заполнения системы до необходимого давления буквально на следующий день снова происходит падение давления. При этом явных утечек теплоносителя обнаружить не удается. Причиной такого поведения системы является неработоспособность расширительного бака, а именно, отсутствие первоначального давления воздуха в воздушной камере. Необходимо слить воду из бака и создать в воздушной камере бака необходимое давление воздуха обычным воздушным насосом.
Электронная плата котла Bosch Gaz 6000
Отдельным элементом котла, заслуживающим особого внимания является электронная плата управления. Это один из самых дорогих узлов котла. Сама плата и ее расположение в котле приведены на рис. 12.
Плата расположена в брызгозащищенном отсеке (28), что предохраняет ее от случайного попадания воды и других посторонних предметов. Плата легко вынимается из отсека, например для замены или ремонта. Для отключения от платы внешних электрических цепей, исполнительных механизмов и датчиков применены удобные разъемы (30). Отдельным проводом (29) в высоковольтной изоляции подключен электрод розжига. Более подробно об электронной плате будет рассказано в одной из следующих статей.
Установка и запуск котла
Котел был установлен на место отработавшего свой срок Аристона. Коаксиальный дымоход не менялся и подошел к данному котлу по всем размерам. Температурный датчик бойлера тоже использовался от Аристона. Отличительной особенностью данного котла является то, что при первом запуске необходимо установить скоростной режим (в паспорте используется термин «ступень») вентилятора принудительной тяги в зависимости от конструкции и длины коаксиального дымохода, иначе котел не запустится. В руководстве подробно описано как это сделать. Необходимо обратить внимание, что при горизонтальной конструкции трубопровода первое колено считать не надо.
Для справки: длина горизонтальной части моей коаксиальной трубы составляет 2,5 метра, вертикальная часть имеет длину 0,5 метра. При этом я установил ступень вентилятора 3 (три).
Ниже, на рис. 13, приводится один из вариантов подключения котла в систему отопления и ГВС
На подающей линии (A) установлен удлинитель 30 мм, шаровый кран (3/4 дюйма), далее расходомер (выполнен на базе счетчика воды Ду-20). Если удлинитель не устанавливать, то барашек крана упирается в корпус котла и процесс открытия/закрытия крана становится невозможным. После расходомера установлен тройник (на фото не показан) для подключения контура бойлера и подающей линии системы отопления. При этом линия (B) остается свободной и используется для наполнения и подпитки всей системы теплоносителем. На этой линии установлен кран (диаметром 1/2) и, по указанной выше причине, удлинитель. Гибкой подводкой она подсоединена к системе центрального водоснабжения. Такой вариант подключения стал возможен благодаря тому, что линии (A) и (B) внутри котла конструктивно соединены.
По линии (E) осуществляется возврат теплоносителя из контура бойлера. Тут так же установлен удлинитель 40 мм и кран (1/2). По линии (F) осуществляется возврат теплоносителя из системы отопления. Кран в этой линии установлен ниже по трубе и на фото не показан. Именно линии (E) и (F) переключаются трехходовым клапаном в зависимости от того, в каком режиме работает котел — нагрев горячей воды или отопление.
Выход предохранительного клапана (C) через удлинительный шлаг выведен в канализацию для сброса теплоносителя при аварийном превышении давления.
Все показанные на рис. 13 трубы из полипропилена, армированные стекловолокном диаметром 25 мм.
Газ подается через сильфонную подводку (D) диаметром 20 мм.
Котел подключен к электросети стационарно, то-есть вилка и розетка не используются. Для подключения котла специально установлен отдельный электрощит небольших размеров рядом с котлом. К электрощиту подводится напряжение отдельным кабелем ВВГ-3х1,5 от основного распределительного щита дома. В электрощите котла установлен автомат на 4 ампера и устройство защитного отключения (УЗО). К электрощиту котла подключен источник бесперебойного питания (ИБП) Powercom SMK-800A (выходная мощность 480 Вт) таким образом, что при пропадании основного электропитания котел работает от ИБП. Кроме того, ИБП защищает котел от перепадов напряжения. Корпус котла заземлен на контур заземления дома отдельным проводом сечением 4 мм². Котел Bosch Gaz 6000 является фазонезависимым, то-есть котел сохраняет работоспособность при любом подключении нулевого и фазного проводника к электросети. Тем не менее, я подключил котел в соответствии со схемой подключения — нулевой проводник (синий) котла к нулевой шине электрощита, фазный к автоматическому выключателю, желто-зеленый проводник к земляной шине электрощита.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: