Устройство газового котла для отопления дома основано на выработке тепловой энергии и передаче ее теплоносителю. Передвигающаяся по системе вода попадает в радиаторы, которые расположены по всему помещению. Используются такие котлы на дачах и в частных домах, где часто отсутствует центральное отопление, поэтому газовое оборудование берет на себя функцию обогрева жилья.
Устройство газовых котлов отопления при разных модификациях имеет похожее строение, но каждая разновидность имеет некоторые особенности. В зависимости от принципа работы существует много видов приборов. Общая классификация газовых агрегатов выглядит следующим образом:
- 1. Напольные и настенные. Первые отличаются большой мощностью, поэтому находят применение в промышленных предприятиях. Настенные виды устанавливаются в квартирах и частных домах. Приборы имеют компактный внешний вид и хорошо смотрятся на стене.
- 2.
Котлы функционируют в автоматическом режиме. Порядок работы следующий:
- 1. При низкой температуре термостат дает команду на включение оборудования.
- 2. Включается насос.
- 3. Нагретый теплоноситель поступает в систему.
- 4. Котел остается включенным до достижения заданной температуры.
- 5. Затем отключается и находится в ожидании.
- 6. Как только температура понизится ниже определенного уровня, снова происходит включение.
В некоторых конструкциях теплоноситель, движение которого не зависит от температуры, разносится по системе благодаря циркуляционному насосу. В двухконтурном котле расположен трехходовой клапан, не пропускающий жидкость в контур, отвечающий за горячее теплоснабжение.
Движение воды идет по замкнутому контуру. В прочистке система нуждается редко, потому что на внутренней гладкой поверхности осадок не формируется.
Зная устройство газовых котлов и принцип их работы, важно правильно задать программу. Все остальное выполняется в автоматическом режиме.
Чтобы понять, как устроен газовый котел, необходимо ознакомиться с инструкцией, посмотреть чертеж, где представлена фронтальная проекция разреза аппарата, дающая наглядное представление о конструкции оборудования.
Агрегат состоит из следующих узлов:
- горелка;
- теплообменник;
- расширительный бачок;
- система автоматики.
Устройство настенного газового котла состоит из тех же элементов. Внутри него находится камера сгорания.
Теплоноситель расположен над горелкой. В качестве него может использоваться антифриз или вода. Если котел одноконтурный, то теплоноситель разносится по батареям и обогревает помещение. Холодная вода опять поступает в котел, нагревается, и цикл повторяется.
В двухконтурном котле имеется 2 горелки. Они зажигаются автоматически и работают одновременно.
В этом месте идет смешивание воздуха с газом. Затем смесь поступает в сопла, где и происходит горение. Существует несколько классификаций таких горелок. По засасыванию воздуха они разделяются на 2 вида:
- 1. Атмосферные. Основаны на принципе действия закона Бернулли. Пониженное давление в газовой струе способствует засасыванию воздуха. Преимущества заключаются в простоте конструкции и бесшумности работы. К недостаткам относится низкая мощность горелки и открытая камера сгорания.
- 2. Надувные. Здесь нагнетание воздуха ведется вентилятором. Достоинства и недостатки обратные: горелка обладает большой мощностью, она закрытого типа, но шумит при работе и имеет высокую цену.
Существует и другая классификация. По ней горелки разделяются еще на 3 вида:
- 1. Одноступенчатые. Их теплопроизводительность фиксированная, а принцип работы идет в режиме «стоп-старт». Учитывая, что функционируют они в условиях больших температурных перепадов, срок службы их ограничен.
- 2. Двухступенчатые. Они рассчитаны для работы в 40%-м и полном режиме. В первом случае обеспечивается плавный запуск горелки, что создает ей щадящие условия.
- 3. Модулированные. Режим работы горелки лежит в диапазоне 10−100%. Она постоянно функционирует с нужной мощностью, что обеспечивает экономный расход топлива.
Срок службы теплообменника зависит от применяемого материала. Использоваться может 2 варианта:
- 1.
- 1. Рабочая. Она отвечает за функционирование котла — занимается его включением и выключением, контролирует мощность нагрева. В современном оборудовании также устанавливается погодозависимая автоматика, самостоятельно регулирующая работу агрегата при изменении наружной температуры.
- 2. Автоматика безопасности. На вводе в горелку устанавливается электромагнитный клапан. К нему подключены датчики тяги, перегрева воды и пламени горелки. Часто в котлах имеется запальник. В таком случае устанавливается еще и термопара. Суть ее работы — в блокировке запальника при его затухании. Все остальные датчики выполняют отведенную им роль — отключают подачу газа при отсутствии тяги, перегреве горелки или затухании пламени.
В частном секторе или квартирах часто устанавливаются газовые котлы. Их устройство и принцип работы подробно расписан в прилагающейся к устройствам документации.
Главное — определиться с подбором мощности. Зная квадратуру отапливаемой площади, несложно будет сделать правильный выбор оборудования.
Все чаще для отопления и горячего водоснабжения в домах используются котлы. Они компактны, мощны, удобны в эксплуатации. Газ на сегодняшний день обходится дешевле, чем другие виды топлива. Если вы задумываетесь об установке такого оборудования у себя дома, важно понять, как работает газовый котел. Это поможет вам быстрее разобраться в управлении техникой и успешно ее эксплуатировать.
СодержаниеКак устроен газовый котел
Из чего состоит техника? Ответ на этот вопрос важно знать каждому пользователю, потому что при работе могут возникать разные ситуации. Кроме того, знания об устройстве газового котла и его составляющих помогут выбрать ту модель, которая подходит именно для вашего помещения.
Основные узлы
Горелка. Прямоугольная конструкция оборудована форсунками. Через них газ попадает в горелку и распределяется. Так поверхность радиатора равномерно прогревается по всей поверхности.
Существует две разновидности горелки:
- Атмосферная. Устанавливается возле дымохода. Принцип работы прост: воздух для поддержания пламени забирается из помещения. В этом случае обязательно наличие окна и нормальной вентиляции. Преимущество атмосферного типа — независимость от электроэнергии. Чаще встречается в моделях напольного типа.
- Турбированная. Работа такого котла не зависит от наличия тяги в дымоходе и вентиляции, так как встроенный вентилятор принудительно выводит продукты сгорания через коаксиальный дымоход. Вывод может быть сделан в стене. Встречается в котлах настенного размещения. Основной недостаток – энергозависимость.
Теплообменник представляет собой короб, внутри которого расположены трубки. По ним циркулирует вода. Узел может состоять из разных сплавов, что сказывается на сроке его эксплуатации. Двухконтурный прибор оснащен двумя радиаторами, одноконтурный — одним. Разновидности:
- Стальной. Самый простой и дешевый вариант. Материал устойчив к перепадам температур, однако обладает низкой теплопроводностью и недолговечностью.
- Медный. Это стойкий к коррозии и перепадам температур сплав. Медь в семь раз лучше стали проводит тепло, поэтому радиатор обходится дороже. Имеет ограниченную температуру нагрева.
- Чугунный. Устойчив к коррозии и высоким температурам. Хорошо проводит тепло, но обладает большим весом. Поэтому чаще используется для напольных котлов в виде разборной конструкции.
Циркуляционный насос создает давление в системе для постоянной циркуляции воды. Не во всех моделях есть насос. Но если вы выбираете технику для газового отопления, он должен присутствовать в конструкции.
Расширительный бак. При нагреве теплоноситель расширяется, поэтому бак принимает его излишки во избежание аварийной ситуации.
Дымоотвод. В атмосферных моделях труба соединяется с патрубком корпуса и выводится к дымоходу. В турбированных типах котлов создается коаксиальный дымоотвод, другой конец которого присоединяется к отверстию в стене.
Электроника и модуль управления включает датчики, проводки, схемы: все, что позволяет устройству стабильно функционировать.
Автоматика безопасности. Это сенсоры, которые защищают прибор от таких неполадок:
- отсутствие тяги;
- перегрев;
- отсутствие пламени в горелке.
Если система дает сбой, датчики посылают сигнал модулю управления и работа изделия прекращается.
Принцип работы
По магистрали в систему поступает холодная вода. Через насос циркуляции она подается в теплообменник. Открывается газовый клапан, и в горелку через форсунки поступает топливо. Срабатывает электрод розжига, от чего газ загорается.
Котел работает на отопление или обеспечение горячего водоснабжения (ГВС). Переключение происходит с помощью трехходового клапана. В процессе работы продукты сгорания выводятся через дымоход. При достижении установленной температуры пламя гаснет. Некоторые модели имеют наружный термостат, поэтому при понижении температуры сразу включают нагрев.
Ниже представлена схема работы:
Разновидности и классификация
Как должен работать котел? Это зависит от его разновидности.
По способу установки техника делится на два типа:
- Настенные. Небольшие приборы малой и средней мощности. Часто устанавливаются в квартирах и домах с небольшой площадью. Размещение на стене экономит свободное пространство.
- Напольные. Габаритные конструкции, для размещения которых понадобится много места. Зато они способны одновременно отапливать и обеспечивать ГВС большие площади.
По строению дымоотвода, типу отвода продуктов сгорания:
Режимы их работы мы описывали выше.
- Одноконтурные. Обеспечивают оптимальную работу на отопление.
- Двухконтурные. Оснащены двумя радиаторами, поэтому могут обеспечивать систему отопления и наполнять краны горячей водой.
- Модулируемая. Плавная автоматическая регулировка силы пламени.
- Обычная. Без какой-либо регулировки.
По типу поджига:
- Пьезорозжиг. Запуск проводится путем нажатия кнопки и деформации пьезоэлемента. Преимущества розжига в энергонезависимости. Недостатки: постоянный ручной запуск, большой расход топлива.
- Электронный. Срабатывает встроенный трансформатор, который управляется автоматикой.
По принципу работы:
- Конвекционные. Обычная схема, по которой тепло при сгорании переходит к теплоносителю (воде).
- Конденсационные. Кроме обычного нагрева устройство использует тепло водяного пара. Конденсат скапливается в дополнительном теплообменнике. Поэтому модели Аристон >Обычные котлы энергозависимы, но встречаются устройства, которые работают по другому принципу. Они устанавливаются в помещениях с наличием дымохода и обладают открытой камерой сгорания. Зажигание происходит при помощи пьезоэлемента. Некоторые из них (например, «Конорд») имеют чугунный радиатор.
Техника может работать на природном и сжиженном газе, а крепится на стену или устанавливается на пол. Существует вариант парапетной установки — газовый котел крепится на внешней стене, обладает закрытой камерой сгорания и подключается к коаксиальной трубе.
Рассмотрев устройство и особенности водонагревательной техники, вы сможете выбрать оптимальный вариант для своего жилища. Видео поможет вам лучше разобраться в теме:
Конструктивное устройство газового котла – важный критерий выбора теплогенератора для системы отопления и нужд ГВС. Газовые котлы имеют общий принцип устройства, но существует несколько конструктивных особенностей. Конфигурации конструкции зависят от мощности агрегата, возлагаемых на него задач, сложности системы управления.
Принцип работы газового котла отопления
Алгоритм работы котла состоит из цепи последовательных этапов:
- Готовность котла к работе – система заполнена теплоносителем, подан природный газ, подключено электричество (для энергозависимых моделей);
- При отсутствии давления газа, напряжения электрической сети и отсутствии протока автоматика котла не даст разрешение на пуск;
- При выполнении условий готовности по сигналу блока управления открывается газовый клапан, подается газ на горелку;
- При подаче газа производится розжиг пламени электрическим устройством или пьезоэлементом;
- На панели управления котла задается требуемая температура теплоносителя на выходе с котлоагрегата;
- В процессе горения пламя нагревает теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель;
- При достижении заданной температуры закрывается газовый клапан, прекращается процесс горения;
- При снижении температуры теплоносителя датчик температуры дает команду на повторное включение котла;
- Набор действий повторяется в циклическом режиме.
Данный принцип работы верен для котла с полным набором встроенного оборудования и наличием качественного блока автоматики. Алгоритм работы немного видоизменяется в зависимости от вида котла.
Виды газовых котлов отопления
Газовые котлы делятся на две основные группы:
Разделение обусловлено тепловой мощностью оборудования. Настенные котлы обычно имеют производительность не выше 30 – 35 кВт. Увеличение производительности влечет повышение общей массы изделия, установить которое настенным способом проблематично.
Поэтому котлы с увеличенной мощностью выпускаются в напольном исполнении. Они могут иметь мощность до нескольких сот кВт.
Настенные котлы, в свою очередь, делятся на два подвида:
Одноконтурные устройства работают только на систему отопления, для них верен алгоритм работы, описанный в предыдущем разделе. Двухконтурные модели имеют два теплообменника – системы отопления и комплекса производства горячей воды.
При этом теплоноситель перестает двигаться по системе отопления. Контур ГВС обладает средними показателями мощности, при большом и постоянном потреблении горячей воды остывание радиаторов становится ощутимо.
Следующий важный конструктивный принцип газовых котлов – система удаления дыма. Она бывает двух видов:
- Принудительное дымоудаление;
- Удаление дыма за счет естественной тяги.
Принудительное дымоудаление присуще в основном настенным моделям котлов. Реализуется удаление дыма и забор воздуха с помощью встроенного вентилятора через коаксиальный или раздельный дымоход.
Диаметр труб системы удаления дыма не превышает обычно 100 – 125 мм, комплект имеет компактные габаритные размеры. Котлы с такой системой называют теплогенераторами с закрытой камерой сгорания.
Удаление продуктов сгорания естественной тягой производится с мощных напольных моделей. Для этого требуется сооружение дымовой трубы. Котлы с такой системой называют атмосферными, с открытой камерой сгорания. Воздух для процесса горения эти котлы забирают из помещения котельной. Для качественной работы оборудования необходима система вентиляции.
Напольные котлы отличаются уровнем сложности системы автоматики. Современные модели оборудованы качественными блоками автоматики, являются в основном энергозависимыми.
Некоторые модели напольных котлов имеют механическую автоматику, основанную на работе биметаллической пластины. При нагреве теплоносителя до заданной температуры пластина изгибается от прогрева и закрывает подачу газа, при остывании – открывает. Такие напольные модели полностью энергонезависимы.
Кроме атмосферного принципа дымоудаления напольные котлы оборудуются вентиляторными (наддувными) горелками. Процесс горения за счет увеличения избытка воздуха происходит более интенсивно. Такие котлы обладают повышенной мощностью и КПД, являются агрегатами с закрытой камерой сгорания. Чаще всего наддувом оборудуются промышленные паровые котлы.
Ряд моделей напольных котлов имеют вторичный контур производства горячей воды или встроенный бойлер ГВС. К другим моделям возможно подключение бойлера косвенного нагрева.
Выбор вида (соответственно и устройства) газового котла во многом зависит от способа циркуляции теплоносителя в системе отопления.
Циркуляция теплоносителя в системе отопления
Существует два типа циркуляции теплоносителя:
- Принудительная;
- Естественная — за счет разницы плотностей холодного и горячего теплоносителя.
Настенные котлы имеют диаметры подключения ¾ дюйма (20 мм). Малый диаметр становится серьезным препятствием для беспрепятственного движения теплоносителя.
Принудительная циркуляция в системе реализуется работой циркуляционного насоса. Данная схема универсальна для всех видов газовых котлов. В настенные модели насос обычно встроен, с напольными котлоагрегатами он монтируется отдельно.
Внутренние устройства газового котла
Внутренние устройства котельного оборудования можно разделить на две группы:
К обязательным конструктивным элементам газового котла относятся:
- Горелочное устройство;
- Теплообменник;
- Наружная обшивка (кожух);
- Элемент управления температурой теплоносителя;
- Газовый клапан.
Горелочное устройство состоит из группы труб с перфорацией по диаметру, воздухозаборной решеткой (атмосферные горелки). В закрытые камеры сгорания воздух нагнетается вентилятором. Наддувные горелки оборудованы вентилятором повышенной производительности.
Теплообменный аппарат – трубчатый змеевик с пластинами оребрения. Выполняется из чугуна или стали.
Стальные теплообменники отличаются высокой прочностью, более высокими показателями теплопередачи. Сталь несколько легче чугуна, поэтому все настенные агрегаты имеют теплообменник из этого материала. Сталь более подвержена коррозии, срок службы изделий из нее меньше чугунных аналогов.
Наружная обшивка выполняется из стали или пластика, под ней иногда оборудуется слой тепловой изоляции.
Элемент управления температурой имеет различные модификации – от механической до дистанционного управления режимом работы.
Газовый клапан осуществляет процесс подачи газа, регулирует величину объема подаваемого на горение топлива. Работа его напрямую зависит от терморегулятора температуры теплоносителя.
К дополнительным элементам относятся:
- Циркуляционный насос;
- Расширительный бак (экспанзомат);
- Вентилятор системы удаления дыма и забора воздуха;
- Теплообменник ГВС;
- Трехходовой клапан ГВС;
- Система управления и автоматики.
Циркуляционные насосы всегда приблизительно соответствуют по производительности тепловой мощности котла. Объем встроенного расширительного бака довольно мал, рекомендуется проводить проверочный расчет его соответствия смонтированной системе отопления.
Вентиляторами оборудуются настенные котлы с закрытой камерой сгорания. Система ГВС входит в состав двухконтурного котла, как настенного, так и напольного типа.
Системы управления отличаются степенью сложности и наполненности функциями. Простейшие системы осуществляют управление температурой, имеют ряд блокировок безопасности (от закипания, наличие протока и так далее).
Более сложные системы обладают возможностями самодиагностики, интегрирования с системами погодозависимой автоматики, программирования режимов работы, дистанционное управление.
Выбор газового котла для отопления
Выбор газового котла зависит от следующих критериев:
- Расчетная мощность;
- Возлагаемые задачи;
- Функциональность системы управления;
- Материалы изготовления;
- Зачастую – страна-производитель.
Комплексное сопоставление этих показателей ложится в основу подбора вида газового котла, а соответственно и его конструкции. Основы знаний устройства газовых котлов для отопления помогут выбрать более рациональный вариант теплогенератора.
«>