Funktionsprinzip eines Zweikreis-Gaskessels und Besonderheiten seines Anschlusses

Alle Fragen der autonomen Wärmeversorgung und Warmwasserbereitung werden durch den Kauf eines einzigen Kessels gelöst, der beide Systeme bedienen kann. Ohne das Funktionsprinzip eines Zweikreis-Gasheizkessels zu kennen, wäre es nicht nur unlogisch, einen Kauf zu tätigen, sondern auch das Gerät zu betreiben. Sind Sie einverstanden?

Wir erklären Ihnen das Funktionsschema des Heizgeräts und betrachten alle seine Schwächen und Stärken. Wenn Sie die Grundlage der Funktionsweise der Anlage verstehen, können Sie alle ihre Vorteile problemlos nutzen. Und im Bedarfsfall können Sie rechtzeitig Störungen im Betrieb erkennen, deren Ursachen verstehen und beseitigen.

Aufbau des Kessels für zwei Kreisläufe

Ein Zweikreis-Gaswärmeerzeuger unterscheidet sich von einem Einkreis-Analogon dadurch, dass er statt einem Wärmetauscher zwei hat, die in der Fachterminologie als primär und sekundär bezeichnet werden.

Der erste, d.h. der primäre Wärmetauscher, befindet sich direkt im Flammenbereich. Seine Aufgabe besteht darin, das Heizmedium für den Betrieb des Heiznetzes zu erwärmen. Der sekundäre Wärmetauscher ist für die Warmwasserbereitung zuständig.

Ein stabiler Betrieb des Heizgeräts ist bei abgestimmter Arbeit aller seiner Komponenten möglich. Informationen über die wichtigsten Funktionseinheiten helfen, das Funktionsprinzip der Anlage zu verstehen.

Zur Konstruktion eines jeden Zweikreisgeräts gehören die folgenden Standardelemente:

• Brennkammer mit Brennerblock;
• Wärmetauscher;
• Steuer- und Schutzvorrichtungen der Anlage.

Um die Besonderheiten des Aufbaus von Zweikreis-Gaskesseln zu verstehen, werden wir uns detailliert mit jedem seiner Konstruktionselemente befassen.

Arten von Gasbrennern für Zweikreiskessel

Der Brenner des Gaskessels ist für die Bereitstellung ausreichender Wärme verantwortlich, die für den Betrieb der Heizung und des Warmwasserkreislaufs erforderlich ist. Die Wärmeenergie wird durch die Verbrennung des Brennstoffs gewonnen. Der Brenner wird in der Brennkammer platziert, in die neben dem Gas auch Luft eingeblasen wird. Diese wird für den Verbrennungsprozess benötigt.

Je nach Betriebsmodus können die Brenner in folgende Arten eingeteilt werden:

• Einstufiger Brenner. Ein Gerät mit einem solchen Brenner kann nur in zwei Betriebsarten arbeiten – „Stopp“ und „Start“. Trotz der geringen Wirtschaftlichkeit und verkürzten Lebensdauer erfreuen sich solche Kessel aufgrund der einfachen Konstruktion und der niedrigen Kosten großer Beliebtheit.
• Zweistufiger Brenner. Ein Heizgerät mit einem solchen Brenner kann bei voller und halber Leistung betrieben werden. Seine Vorteile sind in der warmen Jahreszeit spürbar, wenn es nicht notwendig ist, das Gerät mit voller Leistung zu betreiben, um nicht zu kaltes Wasser zu erwärmen.
• Modulierender Brenner. Das intelligente System des Kessels mit einem solchen Brenner ermöglicht die Einstellung und Regelung der Leistung. Ein solcher Kessel zeichnet sich durch eine hohe Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit aus, ist aber auch eine Größenordnung teurer als Geräte mit ein- und zweistufigen Brennern.

Brenner werden in offene und geschlossene Bauarten unterteilt. Bei einem offenen Brenner wird die für die Verbrennung benötigte Luft direkt aus dem Raum angesaugt, in dem sich der Kessel befindet. Zur Abführung der Verbrennungsprodukte ist ein Schornstein erforderlich, der einen ausreichenden natürlichen Zug gewährleisten muss.

Atmosphärische Heizgeräte werden in der Regel mit einem einfachen Metallrohr ausgestattet, turbinierte Geräte mit einem koaxialen Schornstein. Je nach den technischen Gegebenheiten des Raumes wird der Rauchkanal senkrecht oder schräg verlegt. Eckvarianten werden durch die Wand nach draußen geführt oder an einen öffentlichen Rauchabzugsschacht angeschlossen.

Der Gasbrenner ist das Hauptelement eines Zweikreis-Gasheizkessels; er ist für die Verbrennung des Brennstoffs und die Gewinnung der benötigten Wärmeenergie verantwortlich.

Turbinierte Kessel sind mit geschlossenen Brennkammern ausgestattet, in die die Luft nicht von selbst eindringen kann. Sie sind im Betrieb sicherer und zuverlässiger, aber teurer und anspruchsvoller. Kessel mit geschlossenen Brennern benötigen neben dem Rauchabzug einen Kanal, durch den der für die Verbrennung erforderliche Sauerstoff in die Kammer geleitet wird.

Deshalb werden turbogeladene Kessel mit koaxialen Rohren ausgestattet, denn sie ziehen neben dem Abtransport des Rauchs auch frische Luft von draußen an. Es kommt vor, dass für den normalen Betrieb an eine geschlossene Brennkammer zwei koaxiale Schornsteine angeschlossen werden. Darüber hinaus wird die gesamte Konstruktion durch ein Rohr für die Luftzufuhr ergänzt.

Alle derartigen Kesselmodelle sind mit Ventilatoren ausgestattet, die die Rauchbewegung gewährleisten, sowie mit mehrstufigen Schutzsystemen und Automatisierung. Für den Betrieb der genannten Geräte und Systeme wird elektrische Energie benötigt. Als Nachteil gilt die Energieabhängigkeit, die die Betriebskosten erhöht.

Varianten von Wärmetauschern für Gasgeräte

Während mit dem Brenner die Verbrennung des Brennstoffs zur Wärmeerzeugung erfolgt, sorgt der Wärmetauscher für die Aufnahme dieser Wärme zur Übertragung an das Wasser. Wie bereits erwähnt, verfügt der Zweikreis-Heizkessel über einen primären und einen sekundären Wärmetauscher.

Der primäre Wärmetauscher befindet sich direkt über dem Brenner und besteht aus einem gerippten Rohr, das schlangenförmig gebogen ist. Unter der Einwirkung der Flamme wird das Wasser im Wärmetauscher erhitzt und bewegt sich durch ein Dreiwegeventil weiter in die Verteilung des Heizsystems.

Der sekundäre Wärmetauscher stellt ein System aus gewellten Platten dar, die zu einer Einheit mit zwei Paaren von Öffnungen zusammengefasst sind. Jedes Paar von Öffnungen hat seine eigene Funktion.

Durch das eine Paar fließt Wasser aus der Leitung, durch das zweite strömt das Heizmedium, das in den Heizkreislauf gelangt. Ein solches System aus Platten- und Rohrwärmetauscher wird als Doppelwärmetauscher bezeichnet.

Der primäre und der sekundäre Wärmetauscher sind zu einem System vereint, dessen korrekte Funktion durch ein spezielles Dreiwegeventil gewährleistet wird.

Es gibt Heizgeräte, bei denen anstelle des Doppelsystems ein bithermischer Wärmetauscher mit komplexer Konfiguration verwendet wird. Ein solcher Wärmetauscher wird aus Kupfer gefertigt und besteht aus einem Paar von Rohren, die ineinander angeordnet sind. Im äußeren Rohr strömt das Heizmedium, im inneren das Wasser für die Warmwasserbereitung.

Der bithermische Wärmetauscher des Heizmedium- und Wassererhitzers zeichnet sich durch eine komplexe Konfiguration aus, bei der das Rohr eines Kreislaufs in das Rohr des anderen Kreislaufs eingeführt wird.

Kessel mit bithermischem Wärmetauscher sind in der Handhabung komplizierter, da beide Wärmetauscher als eine Einheit ausgeführt sind, was die Entkalkung erschwert. Aber solche Heizgeräte sind gefragt, da sie sich durch geringe Abmessungen und eine hohe Aufheizgeschwindigkeit des Wassers auszeichnen.

Automatik oder Steuereinheit des Kessels

Die Kesselautomatik ist für einen sicheren und stabilen Betrieb verantwortlich. Sie überwacht die Wassertemperatur in den Komponenten der Warmwasserbereitung und hält die Temperatur des Heizmediums in den Wärmeversorgungsleitungen. Die Automatik eines Gaskessels verhindert den Betrieb des Heizgeräts in gefährlichen Situationen.

Das Gerät unterbricht den Betrieb oder schaltet sich in folgenden Fällen nicht ein:

• Niedriger Druck in der Gasanlage;
• Fehlender Zug;
• Fehlen oder kritische Überhitzung des Heizmediums.

Die Steuereinheit, die die Arbeit der Schutz- und Automatisierungseinrichtungen überwacht, besteht aus einer Reihe von Schaltern, Mikrochips oder einer Kombination davon. Neben der Gewährleistung der Sicherheit und der Temperaturregelung überwacht sie auch den Betrieb der Umwälzpumpe und des Ventilators.

Moderne Gaskessel zeichnen sich durch eine intelligente Steuerung aus, deren Software verschiedene Betriebsmodi umfasst.

Funktionsprinzip und Besonderheiten

Viele Besitzer von Gasgeräten machen sich gar keine Gedanken darüber, wie ein Zweikreis-Gaskessel tatsächlich funktioniert. Sie nehmen fälschlicherweise an, dass die Erwärmung des Wassers und des Heizkreislaufs gleichzeitig erfolgt. In Wirklichkeit sieht das Ganze nicht so rosig aus.

Ein Zweikreis-Gaskessel kann nicht gleichzeitig in zwei Betriebsarten arbeiten, die die Heizungs- und Warmwasserversorgung gewährleisten. Dies wird durch das Vorhandensein eines Dreiwegeventils in seiner Konstruktion bestätigt.

Im Normalbetrieb arbeitet der Kessel ständig nur zur Erwärmung des im System zirkulierenden Heizmediums. Dabei werden die Einschalthäufigkeit und die Intensität der Flammenverbrennung durch einen Temperatursensor gesteuert. Gleichzeitig mit dem Brenner erfolgt auch der Start der Umwälzpumpe, wenn die Funktionsweise des Heizsystems nicht auf natürlicher Zirkulation des Heizmediums basiert.

Der Raum im unteren Teil des Wandkessels ist für den Gasanschluss, den Kaltwasseranschluss sowie für die Abgänge des Warmwassersystems und des Heizkreises vorgesehen.

Im Wesentlichen sendet der Sensor ein Signal zur Reduzierung der Brenneraktivität, sobald die Temperatur des Wärmeträgers den eingestellten Wert erreicht hat. Solange die Temperatur nicht auf den eingestellten Wert gefallen ist, bleibt der Kessel im passiven Modus. Danach erfolgt erneut ein Befehl vom Sensor an die Automatik zur Aktivierung des Kraftstoffzufuhrventils.

Wirkungsweise eines Zweikreiskessels

Das Vorhandensein eines Warmwassersystems erschwert den Arbeitsablauf eines Gaskessels vom Zweikreistyp etwas. Das durch den Brenner erhitzte Heizmedium, das sich durch den Wärmetauscher bewegt, sorgt für die Erwärmung des Plattenwärmetauschers, durch den das Wasser aus der Wasserleitung fließt.

Konstruktives Schema eines Zweikreis-Gaskessels mit einem bitermischen und zwei gewöhnlichen Wärmetauschern. Bei der ersten Variante besteht keine Notwendigkeit, zwei Wärmetauscher zu verwenden.

Die gleichzeitige Nutzung eines Zweikreis-Modells im Heiz- und Warmwasserbetrieb ist nicht möglich. Bei Betätigung des Warmwasserhahns wird durch das Dreiwege-Thermostatventil die Zirkulation des Wärmeträgers in den Heizungsleitungen unterbrochen. Der Kessel wechselt in den Modus der Wasserbewegung durch den Kreislauf mit dem Plattenwärmetauscher, der die Wassererwärmung für den Haushaltsbedarf vornimmt.

Bei einem erheblichen Warmwasserverbrauch über einen längeren Zeitraum kann der auf Heizung ausgerichtete Betrieb des Kessels lahmgelegt werden. Das Problem kann auf zwei Wegen gelöst werden – durch die Installation eines leistungsstärkeren Heizgeräts oder durch die Einbeziehung eines indirekt beheizten Warmwasserspeichers in das Anlagenschema.

Bei aktiver Nutzung des Warmwassersystems ist die Installation eines Zweikreiskessels mit eingebautem Warmwasserspeicher möglich. In diesem Fall erhöht sich der Brennstoffverbrauch geringfügig, da in der Pause zwischen den Heizzyklen die Energie des Brenners zur Aufrechterhaltung der Wassertemperatur im zusätzlichen Gas-Wassererwärmer genutzt wird.

Ein bestimmter Vorrat an Warmwasser im eingebauten Boiler ermöglicht die Nutzung des Warmwassersystems ohne Abschaltung des Heizkreislaufs. Dadurch arbeiten beide Systeme abwechselnd, wobei eine Überhitzung des Fluids vermieden wird und die Lebensdauer des Wärmetauschers verlängert wird.

Ein Kessel mit serienmäßig eingebautem Boiler gewährleistet nicht nur einen ausreichenden Warmwasservorrat, sondern hilft auch, eine längere Abschaltung des Heizkreislaufs zu vermeiden.

Der serienmäßig eingebaute Boiler ermöglicht es, jederzeit Warmwasser mit der gewünschten Temperatur zu erhalten, dessen Vorrat automatisch bereitgestellt wird. Während das Durchlaufsystem für Warmwasser einige Minuten benötigt, um das Wasser auf die gewünschte Temperatur zu erhitzen.

Ausführungsarten von Zweikreis-Gaskesseln

Die Arbeitsweise von Gasgeräten wird maßgeblich durch die Ausführung des Heizgeräts bestimmt. Moderne Kessel werden in zwei Bauformen angeboten – Standmodelle und Wandmodelle.

Bei der Wahl der Ausführung sollten Sie sich an der Größe der beheizten Fläche und der Nutzungsintensität des Warmwassersystems orientieren. Es ist zu beachten, dass Wandkessel kompakter sind, aber eine deutlich geringere Leistung aufweisen.

Der Wand-Gas-Zweikreiskessel zeichnet sich durch kompakte Abmessungen und modernes Design aus, ist aber nur bei der Beheizung kleiner Räume mit mäßigem Warmwasserverbrauch effizient.

Die Wahl eines wandhängenden Zweikreiskessels kann gerechtfertigt sein, wenn die beheizte Fläche 200 m² nicht überschreitet und die Gesamtleistung des Warmwassersystems nicht mehr als 14 l/min beträgt.

Die kompakten Abmessungen eines Wandkessels scheinen zwar ein Vorteil zu sein, bergen jedoch viele Nachteile. Die Kompaktheit wird durch die Verwendung dünnerer Wärmetauscherrohre erreicht. Diese haben nicht nur eine kürzere Lebensdauer, sondern es besteht auch die Gefahr ihrer Verstopfung.

In Standgeräten werden massivere und zuverlässigere gusseiserne Wärmetauscher verwendet. Dies erhöht nicht nur die Betriebssicherheit des Heizgeräts, sondern verlängert auch seine Lebensdauer.

Vor- und Nachteile von Zweikreisgeräten

Die Vorteile eines Zweikreis-Heizgeräts sind die folgenden:

• Sparsamer Brennstoffverbrauch. Als Vergleich dient der Einsatz eines Zweikreiskessels oder eines Einkreiskessels mit indirekt beheiztem Boiler.
• Kompakte Abmessungen. Die überwiegende Mehrheit der Zweikreiskessel sind Wandheizgeräte. Sie lassen sich sowohl in Wirtschaftsräumen als auch in einer kleinen Küche leicht unterbringen.
• Vielseitigkeit. Es ist nicht erforderlich, zusätzliche Geräte zu kaufen und Fragen der Kompatibilität mit dem Kessel zu klären.

In einem Gerät sind ein Durchlauferhitzer, ein Heizgerät und eine Umwälzpumpe erfolgreich zu einem einzigen automatisierten System vereint.

Offensichtlich gibt es neben den Vorteilen auch einige Nachteile:

• Unmöglichkeit des gleichzeitigen Betriebs von Heizung und Warmwasserkreis. Infolgedessen kann ein hoher Warmwasserverbrauch zu einer Temperaturabsenkung im Haus führen.
• Leistungsbeschränkungen von Wandmodellen. Kompakte Wandkessel können aufgrund der minimalen Brennergröße das erforderliche Temperaturniveau bei maximalem Druck nicht gewährleisten. Ein solcher Nachteil tritt bei entfernt angeordneten Wasserentnahmestellen auf.
• Empfindlichkeit gegenüber der Wasserqualität. Der sekundäre Plattenwärmetauscher stellt hohe Anforderungen an die Qualität des verbrauchten Wassers. Das Vorhandensein von Verunreinigungen führt zum Einsatz von Mitteln zur Wasserenthärtung und zur Reinigung des Wärmeträgers.

Ein weiteres Bewertungskriterium für einen Zweikreiskessel ist sein Preis. Der Preis eines Zweikreisheizgeräts liegt über dem Preis eines Einkreis-Pendants.

Betrachtet man jedoch die Warmwasserversorgung und die Lösungsansätze bei der Installation eines Einkreiskessels, so ist der Preis eines Zweikreiskessels niedriger, wenn ein indirekt beheizter Warmwasserspeicher in den Montageplan einbezogen wird.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Mit den konstruktiven Komponenten und dem Funktionsprinzip von Gasheizgeräten macht Sie das folgende Video vertraut:

Die Verrohrung eines Zweikreis-Gaskessels stellt der Autor des Videos vor:

Eine detaillierte Kenntnis der Besonderheiten und des Funktionsprinzips von Zweikreis-Gasgeräten ermöglicht es, die Vorteile ihres Betriebs zu erkennen. Der Erwerb solcher Heizgeräte hilft, beim Kauf zusätzlicher, für die Warmwasserversorgung notwendiger Geräte zu sparen.

Bei einem Ausfall eines Kreises kann der andere betrieben werden, und ein Kreisaustausch ist stets günstiger als die Reparatur eines separaten Heizgeräts. Ein Zweikreiskessel kann auch in der warmen Jahreszeit genutzt werden, indem er nur im Modus der Warmwasserbereitung für den Haushalt betrieben wird – darin liegen der Komfort und die Wirtschaftlichkeit im Vergleich zum Kauf separater Geräte.

Erzählen Sie, wie Sie einen Zweikreis-Gaskessel für Ihr eigenes Haus/Wohnung/Datscha ausgewählt haben. Was war für Sie das entscheidende Kriterium bei der Wahl? Teilen Sie bitte nützliche Informationen zum Thema, Fotos im untenstehenden Block und stellen Sie Fragen.