Газовый котел в разрезе

Как известно, основным нагревательным элементом в большинстве современных отопительных систем выступает котел. Именно благодаря ему топливо преобразуется в тепловую энергию, которая передается теплоносителю и поступает в нагревательные приборы, такие как радиаторы. Важно понимать устройство газового котла отопления, изучить принцип его работы.

Принцип работы газового котла отопления, как становится понятно из его названия, основан на использовании газа как основного источника топлива. При этом идеальное устройство газовых котлов отопления должно быть таким, чтобы функционирование оборудование проходило с минимальными затратами, а вмешательство человека было минимальным.

О том, как работает газовый котел отопления и из каких элементов он состоит, далее и пойдет речь.

Разновидности и устройство газового котла

Перед тем как говорить непосредственно обо всех составляющих газового котла, требуется рассмотреть то, какие существует варианты этих отопительных устройств. Безусловно, все они имеют схожее строение, но, тем не менее, некоторые модели оснащены индивидуальными, характерными лишь для них особенностями.

Классификация котлов, функционирующих с помощью газа, является следующей:

  • образцы напольного и настенного типа. Если говорить об удобстве, то более приемлемым будет настенное оборудование, которое более характерно для частных построек. Основное достоинство напольного агрегата заключается в его гораздо большей мощности, вследствие чего с его помощью можно обогреть помещение с весьма существенной площадью. Такие модели очень часто эксплуатируются на производстве;
  • газовые котлы атмосферного и турбированного типа. Чтобы понять, как работает газовое отопление с атмосферным котлом, можно вспомнить принцип функционирования стандартной печи, где воздух из помещения поступает в специально предназначенный дымоход благодаря естественной тяге. Турбированные аппараты оснащены вентилятором, который входит в конструкцию, а камера сгорания топлива является полностью закрытой, поэтому все необходимое количество воздуха поступает с улицы (подробнее: "Как устроен турбированный газовый котел – принцип работы, преимущества и недостатки");
  • механизмы с одним и двумя контурами. Устройство газового котла с одним контуром рассчитано так, чтобы это оборудование использовалось исключительно для обогрева комнат, в то время как приборы с двумя контурами способны также играть важную роль в системе водоснабжения, обеспечивая помещение горячей водой;
  • котлы, оснащенные обычной горелкой или горелкой модулируемой (детальнее: "Какие бывают газовые горелки для котлов отопления – виды, различия, правила использования"). Во втором случае мощность работающего оборудования регулируется автоматическим образом, благодаря чему можно значительно уменьшить расходы на топливо;
  • устройства, имеющие электронный или пьезокерамический поджиг. Первый вариант является более удобным, так как зажечь топливо в камере сгорания можно и без непосредственного участия хозяев, а во втором случае обязательно нужно при каждом запуске включать аппарат, нажимая определенную кнопку. Читайте также: "Что такое термопара для газового котла отопления – как работает, преимущества оборудования".

Конструкция и принцип работы газового котла отопления

Как уже говорилось выше, по образу устройства большинство нагревательных котлов схожи между собой. Но для того чтобы понять, как пользоваться газовым котлом правильно, требуется, конечно же, знать, из каких структурных частей состоит это оборудование.

Основу стандартного котла на газу составляют следующие элементы:

  • прямоугольная газовая горелка. Эта конструкция включает в себя форсунки, которые и служат местом проведения газа внутрь камеры сгорания. Благодаря этим элементам пламя распределяется равномерно, что делает сгорание теплоносителя внутри системы наиболее эффективным;
  • теплообменник. Это устройство представляет собой короб из металла, оборудованный встроенной батареей. Внутри этого короба проходят трубы, по которым циркулирует теплоноситель. Нагрев воды происходит из-за того, что теплообменник, нагреваясь от сгорающего внутри камеры газа, передает ей тепло. Если в котле одноконтурного типа теплообменник может быть только один, то в двухконтурных аппаратах их может быть и два (первичный и вторичный);
  • циркуляционный насос. С помощью этого устройства регулируется давление, возникающее в системе с циркуляцией, работающей по принудительному принципу. Далеко не все котлы оснащены подобной деталью;
  • расширительный бак . Основное назначение данного элемента – временный отвод теплоносителя, что необходимо в случае нагрева и расширения воды. Такой бачок оснащен специальной емкостью, которая сможет подойти для любого котла на газу. Если планируется использовать отопительное оборудование на больших участках, то можно смонтировать еще один расширительный бак;
  • прибор, отвечающий за отвод продуктов сгорания топлива. В котлах атмосферного типа этот элемент присоединяется к отдельной дымовой трубе, имеющей естественную циркуляцию, а в турбированных механизмах в наличии уже есть двойная труба отвода коаксиального типа, вывод продуктов горения в которой осуществляется посредством вмонтированного вентилятора;
  • автоматическая система, которая служит центром управления котлом. Основным его элементом является электронная схема, позволяющая установить желаемый режим работы котла исходя из данных, отображаемых на установленных датчиках.

Для того чтобы срок службы газового котла был максимально долгим, важно, чтобы каждый его элемент функционировал надежно и исправно (прочитайте также: "Какой газовый котел самый надежный"). Добиться этого можно, лишь изучив особенности работы и строения каждой из основных функциональных частей котла.

Устройство газовой горелки

Исходя из вида конкретного котла, конструкция горелки может быть атмосферного или надувного типа. Первый вариант горелки работает с меньшим шумом, однако, и эффективность их более низкая по сравнению с надувным оборудованием.

Читайте также:  Какие телефоны поддерживают отг

Эти образцы, в свою очередь, имеют существенную мощность и делятся на следующие разновидности:

  • с одной ступеней;
  • с двумя ступенями;
  • модулированные надувные горелки.

Как работает теплообменник

Основной показатель, влияющий на качество работы этого функционального элемента газового котла – материал, из которого он произведен.

Наиболее долговечными считаются чугунные теплообменники. Кроме того, этот материал хорошо сохраняет тепло и может быть смонтирован как на одноконтурной, так и на двухконтурной системе (прочитайте также: "Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла – особенности конструкции"). Среди отрицательных сторон чугуна – его большая масса и вместе с тем низкая устойчивость к механическим повреждениям.

Сегодня популярностью пользуются теплообменники, изготавливаемые из стали. Этот материал не подвержен частым поломкам, он стойко переносит высокие температуры и перепады давления. Современные модели, где применяется сталь высокого качества, могут составить достоянную конкуренцию чугунным агрегатам в плане срока службы. Порой, чтобы увеличить этот показатель, изнутри на стальной теплообменник наносится слой меди, а сверху – устойчивая к высокой температуре краска.

Работа циркуляционного насоса

Принцип работы расширительного бака

Это устройство оказывает существенно более серьезное влияние на работу газового котла. Предназначен этот прибор для того, чтобы в случае избытка теплоносителя в системе, который обычно возникает вследствие перегрева теплоносителя, лишняя вода сохранялась и впоследствии использовалась вновь. Примерные расчеты показывают, что общий объем такого бака должен составлять около 10% от всей воды в отопительной системе, поэтому для монтажа такого оборудования важно иметь данные касательно длины труб и вместимости системы теплоснабжения.

Чтобы подробнее разобраться с особенностями монтажа газового котла, всегда можно изучить дополнительные фото всех его структурных частей и посмотреть видео по их установке, которые всегда можно найти у специалистов, занимающихся подключением такого оборудования.

Видео об устройстве газового котла отопления:

Конструкция газового котла рассчитана на то, чтобы нагреть теплоноситель с помощью газа и обеспечить отопление, а также выработку горячей воды. Для полноценной работы отопительному агрегату необходимы следующие элементы:

  • теплообменник;
  • газовая горелка;
  • циркуляционный насос;
  • система дымоудаления;
  • расширительный бак;
  • предохранительный клапан;
  • система автоматического контроля за работой котла;
  • множество различных датчиков, обеспечивающих безопасную работу агрегата.

Теплообменник

Теплообменник забирает все тепло, которое обеспечила горелка. Его производят из следующих материалов:

  1. Стали. Достоинствами стальных теплообменников являются простая конструкция и невысокая цена. К недостаткам таких агрегатов относятся: подверженность коррозии, громоздкость и большой вес. Для нагрева объемного стального теплообменника потребуется больший расход топлива.
  2. Чугуна. Плюсами чугунного теплообменника являются устойчивость к коррозии и длительный эксплуатационный срок. Минусы — большой вес и размеры, что приводит к существенному расходу газа. Также чугун требует четкого выполнения правил эксплуатации, иначе он может треснуть от перепада температур. Для того чтобы избежать этого, следует установить трехходовой кран, который предотвратит такую возможность.
  3. Меди. Медный теплообменник стоек к коррозийным процессам, имеет малый вес и скромные размеры – это делает его более экономичным, чем предшественники и увеличивает его КПД. Недостатком такого агрегата является только низкая прочность, но это легко компенсировать, если установить модулируемую горелку.

Обратите внимание! Больше всего теплообменник изнашивается, если горелка работает на полную мощность.

Горелка

Горелка – это главная деталь котла, которая напрямую влияет на КПД агрегата. Она трансформирует газовоздушную смесь и подает ее в камеру сгорания. Горелки делят на три категории:

  1. Одноступенчатые – которые регулируют температуру только путем включения и выключения.
  2. Двухступенчатые – горелки, имеющие два режима горения – мощностью на 100% и на 40%. Система автоматически снижает и повышает мощность горения для регулирования температуры теплоносителя.
  3. Модулируемые – горелки, имеющие существенный диапазон мощности – от 10% до 100%. Такой тип устройства имеет наибольшую стоимость, зато является самым экономичным.

Модулируемые горелки отличают по принципу регулировки на несколько типов:

  • механические;
  • пневматические;
  • электронные.

Самые экономичные устройства, которые регулируют температуру наиболее точно, имеют электронную систему модуляции.

Конструкция газовых горелок котлов отличается в зависимости от вида подаваемого газа: природного и сжиженного. Некоторые продвинутые европейские производители выпускают отопительные системы с универсальным типом горелок, способных перестраиваться с одного вида газа на другой.

Также горелки бывают:

Дутьевые горелки имеют сложную систему с турбиной и встроенным вентилятором. Смесь газа и воздуха подается в четких пропорциях благодаря принудительному нагнетанию воздуха. Котел с дутьевой горелкой характеризуется высокой производительностью и экономичностью.

Диффузные устройства не нашли распространения в бытовых котлах. Их ставят только на мощные агрегаты промышленного назначения. Горелки диффузного типа позволяют увеличить и стабилизировать газовое давление перед горелкой, что обеспечивает устойчивое пламя даже при снижении показателя.

Инжекторные горелки устанавливают в котлах бытового назначения малой и средней мощности. Они поддерживают оптимальную температуру теплоносителя посредством процесса включения и отключения.

Обратите внимание! По сравнению с инжекторными, дутьевые горелки отличаются экономичностью и сжигают газа на 15-20 % меньше.

И как сделать Монтаж настенного газового котла

Система дымоудаления газового котла

В процессе работы газовых котлов топливо сгорает, в результате чего образуются дым. Его следует вывести. Отвод продуктов сгорания в газовых котлах происходит с помощью:

  • естественной тяги – через высокий дымоход; из-за различия температур и давления происходит естественная тяга;
  • принудительной тяги, когда котел имеет вентилятор, выдувающий дым на улицу через коаксиальную трубу.

Первый вариант плох тем, что воздух для горения берется из помещения, где расположен котел. Также придется устанавливать серьезный дымоход.

Второй способ дымоудаления предпочтительнее, так как коаксиальная труба имеет небольшой диаметр и осуществляет сразу два процесса — вход воздуха, необходимого для горения и вывод продуктов сгорания. Такой дымоход представляет собой конструкцию из двух труб, одна из которых вставлена в другую. В одну из них входит воздух, а через другую уходят продукты горения.

Читайте также:  Как отделать балкон пластиковыми панелями своими руками

Циркуляционный насос

Конструкция большинства газовых котлов отопления включает циркуляционный насос. Он необходим для осуществления перекачки теплоносителя по системе отопления благодаря чему остывание происходит гораздо медленнее. Это уменьшает расход газа и повышает КПД агрегата.

Чаще в конструкцию газового котла включают двухступенчатые насосные системы – их скорость вращения составляет около 2600 оборотов в минуту.

Обратите внимание! Перед тем, как запустить котел в работу, из насоса требуется убрать воздух. Для этого в нем есть пробка, а вверху насоса – продувной вентиль.

Конструкция циркуляционного насоса имеет функцию добега, которая обеспечивает вывод тепла из камеры после отключения котла. Это предотвращает появление температурных пиков, тем самым продлевая службу теплообменника.

Расширительный бак

Расширительные баки могут отличаться по объему, но все они устроены одинаково – в металлическом корпусе находятся два завальцованных отсека. С одной стороны, расположен ниппель, а с другой – горловина для соединения с трубопроводом. При помощи ниппеля в бак накачивается давление. Внутри корпуса расположена диафрагма. В процессе работы теплоноситель увеличивается в объеме под действием тепла и его излишки попадают между диафрагмой и корпусом.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан – небольшой, но важный элемент конструкции газового котла. Его функция заключается в защите агрегата от повышенного давления в системе, которое может привести к повреждениям других более важных узлов.

При превышении давления свыше 3 бар, происходит сброс излишков воды.

Предохранительные клапаны устанавливают на входном узле, работают они автоматически. Эти элементы имеют простую конструкцию и состоят из полимерного или латунного корпуса, мембраны и крышки, которая при сбросе вод поворачивается.

Что вы знаете про Газовые котлы с открытой камерой сгорания http://oteple.com/gazovyj-kotel-s-otkrytoj-kameroj-sgoraniya/

Датчики безопасной работы котла

Датчики позволяют электронике котла получать важную информацию о происходящих процессах и контролировать работу всего оборудования. Эти элементы обычно делят на три группы:

  • предохранительные;
  • датчики режима работы;
  • измерительные.

Предохранительные устройства называют еще датчиками безопасности. Они отключают котел в следующих случаях:

  • слабой тяги в дымоходе;
  • перегреве теплообменника;
  • низком давлении в системе.

К предохранительным датчикам относятся: реле давления, прессостат, термостаты перегрева и дыма.

Датчики режима работы входят в конструкцию двухконтурного газового котла. Они служат для определения графика работы системы горячего водоснабжения или отопления.

Измерительные датчики предназначены для определения температуры теплоносителя. Когда она повышается, электрическое сопротивление уменьшается и наоборот.

Система защиты является важным фактором, влияющим на выбор газового отопительного оборудования. При выключении электричества современные агрегаты отключаются, когда электроэнергия появляется – они автоматически продолжат работу. Если же произошло отключение газа, горелки самостоятельно прекратят горение. После этого запуск котла делается только вручную, автоматический режим в этом случае не предусмотрен.

С развитием технологий газовые котлы оборудуют новыми устройствами удобного управления и контроля за работой агрегата. Большинство устройств имеют удобный модуль с экраном, с помощью которого можно настроить отопление по температуре в помещении, на улице или по уровню нагрева теплоносителя. Также существуют режимы экономии газа в отсутствии хозяев. Они не позволят отопительной системе разморозиться.

Ниже представлено устройство настенного газового котла.

Чем отличаются напольные и настенные котлы?

Как правило, конструкция напольного газового котла имеет два контура – для отопления и горячего водоснабжения. Данный вид котлов может иметь несколько горелок разных видов. Наименее шумные – агрегаты, имеющие атмосферные горелки.

Напольные котлы обладают большей мощностью и надежностью, так как обычно их теплообменник изготовлен из прочного чугуна, а не из стали, которая более подвержена коррозии. Стальные элементы настенных котлов делают их менее долговечными, зато такие агрегаты займут мало места и не потребуют дополнительного объемного оборудования.

Конструкция настенного газового котла предусматривает наличие двух или одного контура. Такой агрегат потребует подключения электроэнергии, в отличие от напольного, который работает автономно.

Конструкция различных газовых котлов примерно одинакова. Отличия состоят лишь в разных видах основных узлов, а также в наличии дополнительных режимов управления и контроля за работой агрегата.

Газовый котел – незаменимое устройство для обогрева дома или квартиры площадью до 500 кв. м.

Потратив на покупку 10–30 тыс. рублей, можно рассчитывать на бесперебойную подачу тепла и регулярный нагрев горячей воды для купания.

Виды газовых котлов для отопления: конденсационные, конвекционные и другие

Котлы, работающие за счет природного газа, бывают разных типов: напольные и настенные, с открытой и закрытой камерой сгорания, двух- и одноконтурные, конденсационные и конвекционные (первые более мощные и с высоким КПД).

Преимущества газового отопления:

  • обогрев большой площади (идеально для коттеджей, дач, загородных домов);
  • электрический или пьезорозжиг;
  • непрерывное поступление газа;
  • высокий КПД — минимум 90%;
  • электронная система управления (в том числе через интернет в дорогих моделях);
  • автоматическое возобновление работы в случае перепада напряжения;
  • низкие затраты на обслуживание;
  • экономия на коммунальных платежах;
  • минимальные риски во время эксплуатации.

Модели котлов отличаются по мощности, системам безопасности и легкости в управлении.

Вывод отработанного топлива организован через дымоход или посредством принудительной тяги через небольшую коаксиальную трубу. Помогает в выведении отходов и вентилятор, который присутствует во многих моделях котлов с принудительной тягой. Запускается прибор при помощи электрического или пьезорозжига. В первом случае возможно автоматическое включение при спаде напряжения в сети, во втором — нет.

Размещение: настенные, напольные

Настенные котлы представляют собой конструкцию весом от 30—50 кг, которая крепится к стене. За счет этого техника никому не мешает и фактически сливается с отделкой.

Читайте также:  Скрытые направляющие для ящиков с доводчиком

Фото 1. Настенный газовый котёл с подключенным водяным контуром. Также к системе присоединен бойлер для нагрева воды.

Для настенных устройств характерна мощность от 12—42 кВт. Подобные котлы способны обогреть территорию до 350—400 кв. м. За счет небольшого веса котлы легко монтируются и не доставляют хозяевам никаких неудобств. Теплообменники в таких устройствах, как правило, изготовлены из легких по весу медных трубок.

Настенные котлы подразделяются на виды:

  • обычные модели;
  • с модуляционной горелкой.

Модуляционная горелка котла позволяет экономно расходовать топливо и тратить меньше средств на оплату коммунальных услуг. Настенные котлы делятся на модели с принудительной и естественной тягой, то есть с вентилятором и дымоходом. Если в помещении нет отверстия для дымохода, необходимо выбирать первый вариант.

Справка. Стоимость настенных котлов — от 14 тыс. рублей. За эту цену можно купить в основном устройства отечественного изготовления слабой мощности. Средняя цена добротных моделей иностранных производителей не менее 24—35 тыс. рублей.

Напольные котлы. Это более тяжелые по весу агрегаты (до 120—200 кг), которые устанавливаются на пол. В основном их выбирают для обогрева больших помещений и устанавливают в мини-котельных или подсобках. Приличный вес котла связан с тем, что теплообменник изготовлен из тяжелых материалов, например, из чугуна.

Некоторые производители котлов предлагают узкие агрегаты, которые в ширину не превышают 35—45 см. Средний диапазон мощностей таких устройств — от 12 до 108 кВт, однако, есть котлы, в которых мощность достигает 1000 кВт.

Можно выбрать напольные газовые модели:

  • с наддувными горелками;
  • с атмосферными горелками.

Первые стоят дороже за счет энергопотребления и высокого КПД. Котлы с атмосферными горелками стоят меньше и работают практически без шума. Для напольного прибора характерны такие элементы, как датчик тяги, термостат, продуманная система безопасности на случай падения температуры, напряжения в сети, перегрева.

Стоимость напольных котлов российского производства — от 10 тыс. рублей. Качественные агрегаты с массой дополнительных функций от иностранных компаний стоят не менее 35—42 тыс. рублей, а элитные модели повышенной мощности — до 200 тыс. рублей.

Схема устройства, размеры

Любой современный котел состоит из газовой горелки, внутри которой находятся форсунки, через них топливо подается в камеру сгорания.

Неотъемлемая часть агрегата — теплообменник, внутри которого расположены трубы с теплоносителем.

Количество теплообменников зависит от типа техники: у одноконтурной (только для тепла) он один, а у двухконтурной (для тепла и нагрева воды) их может быть два.

В структуру котла входит циркуляционный насос и расширительный бак для отвода теплоносителя. Управляется устройство при помощи электронной системы.

Настенные модели котлов отличаются от напольных котлов не только способом установки. Они более легкие по весу, с меньшим уровнем мощности и почти не производят во время работы шум. Двухконтурные настенные котлы нагревают воду до 55—60 градусов тепла. У них есть возможность электрического розжига и горелка с модуляцией.

Технические характеристики настенного котла:

  • открытая или закрытая камера сгорания;
  • площадь обогрева — до 240—400 кв. м;
  • высота — до 70—74 см, длина — 30—31 см, ширина — 40 см;
  • средняя мощность — от 11—25 кВт;
  • производительность — минимум 10—15 л в минуту (для двухконтурных моделей);
  • показатели расхода газ — минимум 2,73—2,78 м³/час;
  • вместительность бака — 6—10 л;
  • предохранительный клапан и защита от замерзания;
  • КПД минимум 90%.

У современных настенных моделей котлов есть битермический теплообменник и датчик присутствия тяги. Они управляются при помощи жидкокристаллического дисплея. Важна в этом котле и система безопасности: защита от перегрева, недостатка воды, от накипи и блокировка насоса.

Фото 2. Схема и изображение внутреннего устройства двухконтурного конденсационного газового котла. Указаны основные части.

Еще один важный компонент — модулируемая горелка и вентилятор. Благодаря им можно изменять мощность котла и автоматически повышать его КПД. Желательно чтобы корпус котла был защищен по стандарту IPX5D на случай протечек и других повреждений.

Напольные котлы предполагают сложный монтаж, и считаются более безопасными в эксплуатации, чем настенные. Их габариты больше и во время работы может быть слышен шум. Исключения возможны, только если в котле предусмотрено естественное дымоудаление, и нет циркуляционного насоса. Играет свою роль и плавное включение, которое может быть очень тихим либо наоборот.

Двухконтурные напольные котлы способны нагревать воду до более высокой температуры, чем настенные: до 80—90 градусов. У оборудования есть встроенные предохранительные клапаны, реле минимального давления, стабилизатор тяги.

Технические характеристики напольного котла:

  • открытая или закрытая камера сгорания;
  • площадь обогрева — до 450—1000 кв. м;
  • высота — до 100 см, длина — до 45 см, ширина — до 52—60 см;
  • средняя мощность — от 7—50 кВт;
  • производительность — минимум 6—15 л в минуту (для двухконтурных моделей);
  • показатели расхода газа — минимум 0,94—1,45 м³/час;
  • вместительность бака — 6—10 л;
  • возможна работа котлов в каскаде;
  • предохранительный клапан и защита от замерзания;
  • КПД минимум 91—93%.

Напольные или, как их еще называют, стационарные котлы оснащаются ЖК-дисплеем, на котором можно прочитать сервисное меню и коды ошибок.

Контроль наличия пламени в котле ведется с использованием датчика ионизации. Пуск пилотной горелки котла выполняется с помощью пьезорозжига или электрического розжига.

Котлы могут эксплуатироваться при параллельном подключении в единую отопительную систему. Безопасность достигается благодаря автоматизации всех процессов управления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector