Принцип работы газового котла отопления, двухконтурного, напольного, газовой горелки

Одним из самых популярных и экономичных способов отопления частных домов является использование газового котла с водяным контуром. Использование газа для отопления является доступным по цене, а также не требует значительных энергозатрат на обслуживание. Современная автоматика обеспечивает безопасность и удобство в эксплуатации. Рассмотрим принцип работы газового котла отопления.

Содержание:

• Устройство
  • Система управления
  • Подача кислорода и отвод дыма
  • Горелка
• Разновидности котлов
  • Двухконтурные модели
  • Напольные и настенные
  • Конвекция или конденсация

Устройство

Отопительный контур работает следующим образом: на горелку (виды газовых горелок для котлов отопления) поступает газ от магистрали либо из баллонов. Горелка сжигает горючее и разогревает теплоноситель в предназначенной для этого емкости.

Из теплообменника вода либо антифриз по трубам расходится к отопительным приборам: батареям, теплому полу. Проходит по контуру, остывает, возвращается в котел.

Рабочие органы котла:

• узел, отвечающий за подачу газа;
• горелка;
• дымоход (система отвода продуктов сгорания);
• теплообменник;
• автоматика, осуществляющая безопасный и надежный контроль процесса.

Необходимые элементы обвязки:

• расширительный бачок – сбрасывает излишек давления из контуров;
• циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию воды;
• для сложной разветвленной сети – коллектор (коллектор для теплого водяного пола). Его назначение – лучевая разводка горячего теплоносителя по контурам и регулировка температуры.

Система управления

Важную роль играет автоматика. Как минимум она отслеживает температуру и давление в системе, следит за работой основных узлов. Прекращает либо возобновляет подачу газа и процесс горения в зависимости от температуры, отключает агрегат при отсутствии топлива или в аварийных случаях.

Более сложное электронное управление выбирает рабочий режим в зависимости от температуры в комнате, а иногда и на улице.

Может запускать или отключать отопление по таймеру, имеет функцию программирования настроек на разные дни недели. Автоконтроль делает эксплуатацию не только удобной, но и максимально экономичной.

Еще одна важная функция – самодиагностика: если в системе что-то не так, автоматика не только выключит котел, но и выведет на дисплей данные о неполадках.

Некоторые модели позволяют даже дистанционное взаимодействие с котлом через интернет или мобильный телефон. Чем сложнее автоматика, тем меньше контрольных процедур приходится осуществлять владельцу котла (о схемах отопления частного дома с газовым котлом).

Подача кислорода и отвод дыма

Эти две функции неразрывно связаны и зависят от устройства котла. Агрегат с открытой топкой забирает кислород для горения из воздуха комнаты, а дым уходит через стандартный дымоход, аналогичный печной трубе.

У закрытых котлов и отвод, и подача осуществляется по коаксиальной трубе, проложенной сквозь стену на улицу.

Устройство коаксиального дымохода – труба в трубе: по внутренней выводится дым, по внешней с помощью встроенного вентилятора затягивается воздух снаружи. Благодаря этой особенности воздух поступает на горелку уже слегка разогретым.

Такие котлы дороже, но экологически чище. Экономия относительна: коаксиальный дымоход минимизирует теплопотери, но вентилятор потребляет электричество, а это тоже расходы.

Минусами следует считать также зависимость от подачи электроэнергии и шум от вентилятора. Для устранения последнего недостатка некоторые модели комплектуются глушителями.

Горелка

От конструкции камеры зависит вид горелки: атмосферная у открытых топок, вентиляторная у закрытых. Это не единственное их различие.

Принцип работы газовой горелки для котлов отопления: срабатывает запальник, через специальный клапан подается газ. После нагрева жидкости в теплообменнике газовый клапан закрывается.

Запальник функционирует по-разному: у систем с пьезорозжигом он включается один раз и горит все время, независимо от подачи газа. Подача возобновляется при снижении температуры в теплообменнике. Электронный запальник зажигается и гаснет в зависимости от наличия газа.

По строению горелки бывают прямоточные и вихревые. Выходные отверстия вихревой модели имеют круглое сечение, прямоточной – круглое, прямоугольное, щелеобразное.

Еще одно отличие горелок – по числу ступеней мощности: одноступенчатая, двухступенчатая. Современный экономичный вариант – модулируемая горелка: мощность регулируется плавно по мере необходимости.

Разновидности котлов

Кроме системы контроля эффективность работы агрегата обеспечивается особенностями устройства основных рабочих узлов.

По этим особенностям, а также в зависимости от дополнительного функционала, осуществляется классификация котлов (обзор видов газовых котлов отопления для частного дома): конвекционные и конденсационные, открытые и закрытые, просто отопительные или двухконтурные (кроме отопления котел разогревает воду для бытовых и хозяйственных нужд).

Двухконтурные модели

Принцип работы двухконтурного газового котла отопления: есть два теплообменника, первичный (отопительный) и вторичный (ГВС). Первый непосредственно контактирует с горелкой, второй нагревается от первого.

Есть два варианта устройства: раздельный пластинчатый теплообменник и комбинированный. Второй, аналогично коаксиальной трубке, устроен по принципу труба в трубе: внутренняя емкость предназначена для ГВС, наружная – для отопления.

Такие модели эффективнее, но уязвимее: накипь, образующаяся между стенками большой емкости и вкладыша, препятствует полноценной работе. У пластинчатых теплообменников накипь образуется тоже, но снижает КПД в меньшей степени.

Двухконтурные модели оптимальны в больших домах, где расход воды на отопление гораздо выше, чем на ГВС. Нагрев происходит по отдельности – либо отопление, либо горячая вода.

Переключение на второй режим происходит с помощью трехходового крана автоматически, когда кто-то открывает кран. При этом прекращается подача горячего теплоносителя в основной контур. Если протяженность контуров небольшая, а кран открыт длительное время, батареи могут остыть.

Напольные и настенные

Котлы различаются по месту монтажа. Напольные модели имеют большие габариты, для установки требуется отдельная комната под котельную. Настенный котел компактен, его можно повесить где угодно.

По принципу работы существуют котлы проточные и бойлерные. У проточных (газовых колонок) нагрев происходит одновременно с подачей воды.

Бойлерная модель подразумевает наличие накопителя, из которого жидкость распределяется дальше по контурам. Если настенная модель может быть любого типа, то принцип работы напольного газового котла отопления – только бойлер.

Напольные агрегаты чаще всего комплектуются атмосферными горелками, в то время как среди настенных много моделей с топками закрытого (в т.ч. конденсационного) типа.

Конвекция или конденсация

Простая конвекционная модель работает так же, как любой отопительный прибор – за счет конвекционного перемещения разогретого субстрата. Дополнительных мер по улучшению теплоэффективности в таких котлах нет.

Котел конденсационного типа за счет сложной спиралевидной формы теплообменника фактически использует тепловую энергию от горелки дважды: сначала первичный разогрев, потом (по мере прохождения горячей воды по спирали) за счет выделения тепла при конденсации на стенках емкости с теплоносителем.

Горелка у таких агрегатов имеет вытянутую форму и помещена внутрь спирали.

Особенностью конденсационной модели можно считать то, что горячий теплоноситель проделывает длинный путь и успевает частично остыть.

При устройстве теплых полов это плюс – такие системы работают при относительно низких температурах, до 50 градусов (варианты устройства теплого водяного пола). Для радиаторного отопления, работающего при 70 градусах и больше – минус.

Видео о принципе работы газового котла отопления.