Устройство газового котла: виды по конструкции, плюсы и минусы, элементы

Конструкция газового котла – основные элементы и принцип их работы

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.

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.

Виды и принцип работы газового котла для отопления частного дома

Газовые котлы отопления часто применяются в загородных домах, причем выступают они в роли главных составляющих отопительной системы. Большую популярность у владельцев загородных домов они получили благодаря низкой цене используемого топлива, ведь природный газ — это недорогой продукт. Также к преимуществам таких приборов относятся малый вес и безопасность в использовании.

Элементы конструкции и принцип работы

Прежде чем рассматривать принцип работы газовых отопительных котлов, необходимо узнать, что представляет собой их конструкция. В строении газового котла присутствуют следующие элементы:

  1. Горелка. Она нагревает теплоноситель. Специальные форсунки распределяют пламя. Образующийся при этом газ проникает в камеру сгорания.
  2. Теплообменник. Циркулирующая в нем вода получает тепловую энергию.
  3. Система автоматики. С ее помощью можно безопасно управлять работой прибора.
  4. Приспособление для вывода газа. Эффективно удаляет из системы все ненужные вещества, которые уже выполнили свою функцию.

Нередко устройство газового котла отопления оснащается циркуляционным насосом, обеспечивающим движение жидкости по трубам. Однако модели, оснащенные таким прибором, продаются по более высокой цене. Из-за дороговизны они не очень популярны у владельцев частных домов, поэтому зачастую котлы устанавливаются отдельно.

Главная задача отопительного оборудования — нагревать теплоноситель путём передачи энергии, образующейся в результате горения газа. В качестве примера можно взять котел с одним контуром, нагревающий воду для использования в быту. Принцип работы этого устройства заключается в следующем:

  1. Газ подается под некоторым давлением.
  2. Оказывается в специальной камере.
  3. Воспламеняется.

Этот процесс является абсолютно безопасным. Горение не должно быть слишком мощным. Контролируется оно системой автоматики и специальными датчиками.

Как только образуется пламя, начинает выделяться тепловая энергия. Она через теплообменник, где циркулирует вода, сразу же передаётся всей отопительной системе. Нагрев происходит снаружи. На теплообменник оказывает воздействие горящий газ. Чаще всего этот элемент котла является чугунным, стальным или медным.

В этом видео вы узнаете, как выбрать котёл:

Классификация и разновидности

Все газовые котлы для отопления частного дома состоят из одних и тех же основных элементов. Также в них могут присутствовать дополнительные детали, благодаря которым они приобретают специфические особенности.

Все существующие котлы подразделяются на множество разновидностей. По числу контуров они бывают одноконтурными и двухконтурными. Если устройство имеет только один контур, то оно предназначено лишь для отопления комнаты. Агрегаты с двумя контурами способны дополнительно обеспечивать жильцов горячей водой.

Газовые котлы могут быть установлены в разных местах. Одни модели предназначены для установки прямо на полу помещения, другие же закрепляются на стене. Настенные котлы обладают небольшими размерами, им чаще всего отдают предпочтение владельцы дач и жилых загородных домов. Однако их недостаток — это низкая мощность.

Данные котлы имеют разную классификацию

Напольные котлы могут обогревать большие по объему помещения за счет высокой мощности, поэтому чаще всего их размещают в производственных помещениях.

По эффективности сжигания топлива котлы бывают конвекционными и конденсационными. Последние появились сравнительно недавно. Основное различие между этими двумя типами котлов — металлический водяной экономайзер, способствующий конденсации водяных паров. Им оснащаются конденсационные котлы, а вот традиционные конвекционные устройства такого элемента лишены.

Характеристики котлов

Газовый котел может оснащаться атмосферными или наддувными горелками. Приборы с атмосферными горелками продаются по меньшей цене, также они издают меньше шума при работе. Но их недостаток — низкая производительность.

Читайте также:  Утепление ппу: технология производства, разновидности, плюсы и минусы

Наддувные горелки обеспечивают котлу большую мощность, зачастую измеряющуюся в тысячах киловатт. Также горелки отопительных котлов бывают одноступенчатыми, двухступенчатыми и моделированными. Последние — наиболее эффективные, так как позволяют контролировать расход топлива.

Отопительные котлы подразделяются на два вида в зависимости от типа поджига:

  1. Приборы с электронным поджигом. Этот вариант более удобен, так как возгорание газов происходит автоматически.
  2. Устройства с пьезокерамическим поджигом. При их использовании нужно для поджига всякий раз нажимать на соответствующую кнопку.

Поджиг у данных котлов различен

Также котлы бывают атмосферными и турбированными. Первые работают примерно так же, как и обыкновенная печь: из комнаты вытягивается воздух и благодаря естественной тяге поступает в специальный дымоход. В турбированных котлах тяга образуется за счет встроенного вентилятора. При этом воздух забирается не из комнаты, а с улицы.

Если хорошо разобраться в том, как устроен газовый котел отопления, то, придя в магазин, можно легко показать продавцу на нужную модель. Но главное — уметь определять необходимую мощность прибора. Именно эту характеристику нужно учитывать в первую очередь, чтобы добиться нормального отопления жилья.

Мощность следует рассчитывать, принимая во внимание объем комнаты и степень ее теплоизоляции. Узнать мощность газового котла очень просто. Для этого нужно лишь заглянуть в технический паспорт устройства.

Правила эксплуатации

Принцип работы газового котла довольно сложный. При его эксплуатации следует соблюдать множество правил. Основными из них являются следующие:

  1. Первичный запуск отопительного прибора должен быть осуществлен профессионалом. Он сможет грамотно проверить корректность работы устройства и сделать правильный вывод. Попытки установить и запустить котел самостоятельно часто заканчиваются неудачей.
  2. При использовании газового котла нужно проводить его обслуживание. Только в этом случае он сможет прослужить дольше отведенного ему производителем срока. Дело в том, что в камере сгорания постоянно образуются загрязнения, а на внутренних сторонах труб появляется нагар. Если вовремя не провести чистку, то эффективность работы котла будет постепенно уменьшаться, пока он вовсе не выйдет из строя.
  3. Не стоит допускать повышения температуры до отметки, близкой к 100°C. Это может пагубно повлиять на прибор. Оптимальная температура для эксплуатации газового котла — 75-80°C.
  4. Для предотвращения выхода из строя прибора из-за чрезмерного увеличения давления нужно присоединить специальные элементы: приспособление для отвода газа, прибор для измерения давления и предохранительный клапан.

Если устройство прослужило дольше срока, который указан в его техническом паспорте, то перед дальнейшим его использованием следует провести специальную экспертизу. Она позволит убедиться в том, что эксплуатация прибора не несет никакой опасности.

Обзор двух моделей

Наибольшей популярностью сегодня пользуются такие модели котлов, как Wolf CGG-1 K-24 и Baxi Luna-3 Comfort 240 Fi.

Модель Wolf CGG-1 K-24 — это двухконтурный котел, предназначенный для закрепления на стене. У него имеется закрытая камера сгорания. Газ ходит по концентрическим и раздельным дымоходам. Основные особенности этой модели следующие:

  • высокий КПД;
  • малый вес (чуть более 40 кг);
  • небольшие размеры;
  • возможность подключения к баллонному и магистральному газу;
  • возможность применения автоматики WRS.


Мощность устройства варьируется от 9400 до 24000 Вт. Объем его расширительного бака — 8 л. Самым серьезным недостатком этой модели следует считать ее высокую стоимость. Впрочем, соотношение «цена — качество» здесь соответственное.

Что касается другой модели — Baxi Luna-3 Comfort 240 Fi — то это устройство хорошо подходит для эксплуатации в российских домах. Оно может работать при уменьшении входного давления газа до 5 мбар. На корпусе прибора имеется панель управления. Ее можно снимать и переустанавливать в другое место. Она же одновременно исполняет роль датчика температуры в комнате.

Прибор может работать на сжиженном и магистральном газе. Он имеет множество дополнительных функций, поэтому цена его немалая. Но главный его недостаток — это не дороговизна, а повышенная чувствительность к перепадам напряжения в электросети, поэтому подключать его следует лишь через стабилизатор.

Потребители положительно характеризуют газовые отопительные котлы. Перечисляя положительные свойства оборудования, они обычно указывают на его малые размеры и эффективную автоматику. Особой популярностью у владельцев загородных домов пользуются настенные котлы, ведь места для их установки гораздо больше, чем для напольных.

Типы газовых котлов и их отличия

Существуют условия, без которых повседневная жизнь человека не будет считаться полноценно комфортной.

Прежде всего, это различные системы жизнедеятельности, к которым относятся отопление и источник горячей воды в помещениях.

Первые конструкции, которые позволяли эффективно отапливать внутренние пространства зданий, появились еще во времена Древнеримской империи.

Изначально для этого процесса использовалось твердое топливо (дрова, уголь и так далее), но развитие цивилизации привело к возможности использования для подобных целей электричество, жидкое топливо, энергию солнца, природный газ.

История развития газовых котлов

Первое серийное производство газового оборудования для нагрева воды было налажено в начале 20-го века в Германии.

Производителем стала компания «Юнкерс», которая также применила в своем продукте инновационную на то время технологию – блок автоматического управления всей системой.

Первый отечественный серийный газовый котел появился только в 1947-ом году. Модель выпускалась под названием «Конорд».

В мировой практике развитие отопительного и водонагревательного оборудования зависело от доступности тех или иных ресурсов.

Например, в СССР производили преимущественно газовые котлы, так как топливо для них было и остается очень доступным.

В Европе больше ценили модели, работающие за счет электричества.

В США хорошо продавалась продукция, которая работает на дизельном топливе, а в последнее время и на солнечной энергии.

Разновидности и типы газовых котлов

Газовое оборудование делится по своему функционалу и месту установки. В первом случае котлы можно разделить:

На настенный тип монтажа.

На напольный вариант эксплуатации.

Каждый из этих типов обладает собственными особенностями, которые следует учитывать при выборе необходимой модели.

Одноконтурные газовые котлы

Главная особенность этого варианта в том, что его предназначение заключается только в работе в системе отопления помещений. Если владелец модели желает использовать установленное оборудование еще и в качестве источника горячей воды в доме, то ему придется пойти на дополнительные финансовые растраты – потребуется купить специальный бойлер, который можно подключить к данному газовому котлу.

Двухконтурные газовые котлы

Подобное оборудование, кроме того, что работает в системе отопления, дополнительно является источником горячей воды. Естественно, что двухконтурный котел стоит дороже, чем одноконтурный вариант, но практически всегда дешевле тандема, состоящего из бойлера и модели с одним контуром.

Тем не менее, стоит отметить у двухконтурного котла ряд недостатков:

Чем больше количество потребителей горячей воды, тем менее эффективно такой оборудование (рекомендуется рассчитывать на трех человек максимум, которые потребляют подогретую жидкость из котла). Следовательно, в других ситуациях все равно потребуется установка бойлера или другого водонагревательного оборудования, что приведет к дополнительным финансовым растратам.

Чем дальше находится точка потребления воды, тем дольше потребуется ждать достижения приемлемой температуры жидкости. Обычно специалисты не рекомендуют размещать потребительские краны на расстоянии, более чем 7 метров трубы от котла. Превышение этого придела приведет к достаточно длительному ожиданию, а также напрасному расходу воды, которую придется сливать.

В отличие от одноконтурных, двухконтурные котлы позволяют осуществить возможность подключать в одну полноценную систему сразу несколько моделей оборудования, что иногда бывает очень удобно и эффективн

Настенные газовые котлы

Главные преимущества подобного варианта:

Относительная простота монтажных работ.

Компактные габариты, что позволяет экономить на свободном пространстве при установке настенного котла.

Главный минус – меньшая мощность, а значит, и производительность такого варианта, по сравнению с напольным оборудованием. Следовательно, такой котел станет эффективным в обычных квартирах или в небольших частных домах, тогда как в более серьезных вариантах такой тип не подойдет.

Настенный вариант размещения оборудования накладывает определенные требования к его весу. Поэтому подобное оборудование изготавливается из облегченных материалов, которые не всегда способны выдержать длительную эксплуатацию. Это еще один недостаток настенных котлов – профилактический ремонт и обслуживание потребуется выполнять чаще, нежели аналогичные процессы с напольной модель

Напольные газовые котлы

Напольный вариант газового котельного оборудования считается более надежным и долговечным. Один из важнейших плюсов этого типа – более высокая мощность, позволяющая отапливать достаточно большие частные домовладения или несколько квартир одновременно.

Минусы напольных газовых котлов:

Повышенный вес оборудования, так как основными материалами, использованными при их создании, являются сталь или чугун.

Большие габариты моделей. Свободного места для этого оборудования нужно достаточно много, так как для его функционирования очень часто требуется установка дополнительных элементов, например, насосов, кранов, бойлера и так далее.

Два основных недостатка способствуют усложнению процесса монтажных работ и практически всегда требуют отдельного помещения для установки напольного котла, особенно если учесть тот факт, что подобные модели издают достаточно много шума при работе.

Отличия котлов разного типа

Газовые котлы различаются также по типу горелки и способу отвода продуктов горения.

Атмосферные. Естественная подача воздуха, необходимая для работы пламени. Требует присутствия хорошей вентиляции в помещениях. Характеризуются наличием открытой камеры сгорания.

Вентиляторные, или как их ещё называют – турбинные.Принудительная подача воздуха. Характеризуются закрытой камерой сгорания и наличием автоматики. К минусам подобных систем можно отнести повышенный уровень шума и необходимость подсоединения к электрической сети (для работы встроенных вентиляторов).

Диффузионно-кинетические. Нечто среднее между двумя первыми типами, когда воздух подается в камеру сгорания определенными порциями. Достаточно редкий вариант в бытовом оборудовании – обычно используется в промышленных условиях.

Комбинированные. Позволяют использовать несколько типов топлива (газ, дрова или мазут) без смены горелки. Универсальность системы привела к появлению ряда недостатков: более низкий КПД, высокая стоимость, сложность конструкции, которая увеличивает время и затраты на профилактические и ремонтные работы.

По типу отвода продуктов горения газовые котлы делятся:

На модели с естественной тягой. Продукты горения газовых котлов легче воздуха, поэтому этот факт и используется в оборудовании с естественной тягой. Для эксплуатации подобных моделей необходимо наличие специального дымохода с хорошей вытяжкой воздуха. Обычно такие котлы ставят в частных домах, где можно отдельно построить стояк для отвода газов.

На оборудование с принудительным отводом газов. В этих моделях установлены вентиляторы, которые принудительно избавляют котлы от продуктов сгорания. Требуют подключения к электрической сети. Обычно такие газовые котлы устанавливаются в квартирах.

Преимущества и недостатки газовых котлов по сравнению с котлами на другом топливе

Главные преимущества газовых котлов:

Топливо (природный газ) стоит дешевле, нежели использование электричества, дров, угля или мазута для аналогичного процесса.

Коэффициент полезного действия газовых котлов выше, чем аналогичный параметр у аналогов.

Более высокая стоимость монтажных работ. Владельцу газового котла потребуется собрать дополнительные документы и получить разрешение от Газтехнадзора. Естественно, это требует траты времени и дополнительных денег.

Для обеспечения безопасности работы газового оборудования потребуется установка дополнительных систем и конструкций. Это, прежде всего, монтаж дымохода и газовой сигнализации.

Требует наличия газовой магистрали в большинстве случаев. Оборудование, работающее на баллонном газе, экономически невыгодное.

Что ещё необходимо знать при установке котлов

Газовые котлы считаются наиболее распространенным типом систем индивидуального отопления в частных владениях граждан нашей страны.

Современные газовые котлы управляются электронными платами, которые имеют множество датчиков для защиты от аварийных ситуаций.

Также платы управляют различными клапанами, турбинами, контролируют температуру и осуществляют автоподжиг газа.

Но они имеют недостаток – чувствительность к перепадам и скачкам напряжения.

Читайте также:  Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя

Защитить плату от поломки и последующего ремонта поможет установка стабилизатора напряжения или реле контроля напряжения.

Стабилизатор поддерживает напряжение на постоянном уровне, сглаживая его, а реле контроля – отключает напряжение, если произошёл скачок.

Принцип работы и устройство газового котла в системе отопления: какие бывают, составные части

В отопительной системе частного дома основной элемент – котел, который нагревает теплоноситель, циркулирующий по трубам к радиаторам. Газовые котлы популярны из-за доступности энергоносителя.

Коэффициент полезного действия газовых устройств также на высоте. Но газ как топливо доступен только в регионах, где пролегают газовые магистрали. Приобретение баллонов с газом увеличивает стоимость эксплуатации системы. Стоит подробнее разобрать общие принципы устройства газового отопления.

Газовый котел

Какой котел лучше: с закрытой или открытой камерой сгорания?

У котельного оборудования с открытой камерой сгорания воздух поступает снаружи. Циркуляция естественная. Такой вид компоновки считается классическим. Его достоинства:

  1. Проще проводить монтаж. Для наружного выведения требуется расположить только дымоход. Трубу для подачи воздуха монтировать не надо.
  2. Независимость от электрической энергии. При отсутствии автоматики, контролирующей работу оборудования, проблемы с подачей электричества не отражаются на работе отопительных устройств.
  3. Цена ниже аналогов с закрытой камерой.
  1. Требуется хорошая циркуляция воздуха для нормальной работы системы. При работе отопительного устройства воздух в помещении становится сухим, влажность уменьшается.
  2. Если монтировать оборудование самостоятельно, возможно попадание дыма внутрь помещения из-за недостаточной герметичности дымохода. Это может привести к отравлениям и другим проблемам со здоровьем.
  3. Котел необходимо регулярно чистить, чтобы оборудование не вышло из строя.

Устройства с закрытой системой получают воздух из отдельного воздуховода с вентилятором.

  1. Нет ограничений по установке.
  2. При правильном монтаже системы забора воздуха с фильтрующим оборудованием снижается скорость попадания пыли в камеру сгорания.

К недостаткам относят:

  1. Более сложный монтаж из-за необходимости подключения дымохода и воздуховода.
  2. Потребность в электропитании, без которой не будет работать вентилятор.
  3. Стоимость оборудования намного выше.

Большая стоимость компенсируется надежностью работы. К прибору подключается дымоход коаксиального типа. Он состоит из 2 труб — внешней и внутренней. Между их стенками присоединены перемычки, которые образуют каналы. Через один из проходов из топки выводятся продукты горения. Во второй подается кислород.

Отличие напольного от настенного газового котла

По методу прикрепления котлы делятся на настенные и напольные. Навесные варианты отличаются более низкой мощностью. Чаще всего их используют для отопления домов с небольшой площадью.

Напольный вариант

Настенные устройства подходят для дач или небольших загородных домов. В остальных случаях лучше использовать напольные агрегаты. Они более надежные и мощные, способны обеспечить нагрев воды в доме или квартире.

Оба вида котлов оснащаются открытой или закрытой топкой. Настенные модели с открытой камерой не зависят от электричества. Аналоги с закрытой камерой появились на рынке недавно. В систему добавлено множество модулей, которые отвечают за работу и безопасность.

Напольные варианты большие и занимают много места. Для некоторых моделей требуется выделить отдельное помещение. Однако мощность и надежность у них значительно выше. Напольные котлы с закрытой камерой сгорания используются для отопления больших помещений. Они самые дорогие среди всех видов нагревательного оборудования.

Настенный тип

В двухконтурных системах используется теплообменник из чугуна, который устойчив к коррозии. Это повышает срок эксплуатации конструкции. Однако масса таких приборов возрастает.

Естественная и принудительная циркуляция: какой котел практичнее?

Чтобы вода циркулировала по трубопроводу, нужно добавить конструкционные элементы. В системах с естественной циркуляцией используются трубы большего диаметра, за счет которых обеспечивается нормальное давление.

В отопительных системах с принудительной циркуляцией требуется установить помпу для увеличения давления. Питается она от электрической сети, теплоноситель под воздействием насоса движется по трубам. Этот вариант отличается экономичностью и простотой в установке.

Одноконтурный или двухконтурный?

Конструкция отопительных агрегатов зависит от количества контуров – линий подачи и отвода жидкости в его составе. Одноконтурные имеют невысокую стоимость. При их установке будут низкие затраты на топливо. Поэтому они считаются менее затратными. Подходят эти устройства только для отопления небольших помещений. Если горячая вода требуется в хозяйственных целях, устанавливается бойлер.

Двухконтурный нагревает помещение и подает горячую воду. Но одновременная работа обеих систем невозможна. Например, когда включен кран с горячей водой, система отопления отключается. Если требуется небольшой объем жидкости за один раз, хорошо подойдет двухконтурный котел проточного типа. При потребности большого количества горячей жидкости нужно выбирать модели с бойлером.

Схема работы газового агрегата

Как устроен газовый отопительный котел? В центральных системах как источник энергии и тепла используется природный газ. Вариантов для сгорания два: метан и смесь пропана и бутана. Стоит разобрать основные моменты работы нагревательного оборудования.

Принцип работы котла

Принцип работы всех газовых котлов отопления можно описать так:

  1. В подключенном к системе подачи газа оборудовании активируется система возгорания.
  2. Искра от электричества зажигает горелку.
  3. От запальника разгорается основная горелка, которая может иметь разное исполнение.
  4. Огнем нагревается водяная рубашка и теплоноситель. В результате теплообменник прогревает воду до определенного значения, которое задано пользователем. После чего горелка отключается.
  5. Если температура снижается, сенсоры подают сигнал автоматике, что возобновляет работу системы до повторного нагрева.

Одноконтурный котел

Устройство газового котла

У моделей от различных производителей может несущественно отличаться конструкция и расположение компонентов, однако они имеют несколько общих деталей:

  1. Клапан для подачи или перекрытия топлива.
  2. Горелку.
  3. Электрический блок.
  4. Сенсор наличия огня.
  5. Камеру для сгорания газа.
  6. Вентилятор.
  7. Теплообменник.
  8. Набор датчиков.
  9. Расширительный бак.
  10. Фильтр для воды.
  11. Набор клапанов.
  12. Байпас.
  13. Фильтр ГВС.

Стоит рассмотреть работу основных узлов по отдельности, чтобы разобраться в работе котла в целом.

Газовая горелка и система удаления дыма

Горелка представляет собой основной модуль, который обеспечивает нагрев теплоносителя. В большинстве современных устройств она может регулировать объем подаваемого газа. Регулировка происходит под действием термостата, который подает сигнал при чрезмерном нагреве или снижении температуры.

Подача газа производится за счет клапана. Он регулируется электрическим силовым агрегатом, который управляется системой автоматики в котле. Это позволяет управлять большинством процессов работы ГВС.

К горелке присоединен электрод и датчик наличия или отсутствия пламени. Горелку размещают в герметичной камере. На выходе имеется дымоход для отвода продуктов горения.

Теплообменники

В системе присутствует два вида теплообменников: первичный и вторичный. Первый расположен над горелкой, включает несколько медных труб, по которым циркулирует теплоноситель. Вторичный нужен для подогрева воды от горячего водоснабжения. Он выглядит как набор ламелей, в промежутках между которыми циркулирует жидкость от первичного и вторичного теплообменника.

Двухконтурный котел

Система ГВС

Данная система является основным отличием двухконтурных элементов. Именно за счет неё можно быстро получить доступ к горячей воде. Она обеспечивается вторичным теплообменником, несколькими клапанами и датчиками, контролирующими работу прибора. Основным сенсором является датчик протока.

Жидкость начинает нагреваться в главном теплообменнике. После она при помощи насоса движется внутри корпуса, проходя через вторичную систему ламелей, в которой она дополнительно нагревается.

Байпас

Эта обводная труба соединяет прямой и обратный трубопровод. Дополнительно на ней прикреплен клапан, который при необходимости открывается, и часть воды начинает двигаться в обратный трубопровод.

Расширительный бачок

Эта часть системы требуется для стабилизации давления при нагреве. Из-за повышения давления вода расширяется, что может привести к порче оборудования. Бак состоит из 3 компонентов:

  • емкость под воду;
  • мембраны;
  • пространство под газ.

За счет изгибов мембраны он уравновешивает давление в системе.

Плата управления и датчики

Блок управления является обязательным модулем, необходимым для работы котла. Именно за счет этого модуля можно установить необходимый режим работы и регулировать работу элементов.

Мембранный бак

Способы установки отопительных газовых агрегатов

По способам монтажа различаются две основных модификации:

  1. Настенные. Котлы компактные, легко вписываются в интерьер. Однако их мощность недостаточна для нагрева воды в хозяйственных целях. Могут использоваться только в небольших домах.
  2. Напольные отличаются большей мощностью и КПД. Однако, требуют отдельного помещения.

На чем можно экономить при использовании газового котла

Для небольшого помещения устанавливать мощный промышленный агрегат не рентабельно. Уменьшить расходы на отопление поможет правильная организация системы.

Некоторые модели котлов можно почистить собственноручно. Это стоит учитывать при выборе. Чистка отопительных устройств продлевает сроки их службы и улучшает работу отопительной системы.

Устройство газового котла отопления и принцип работы

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.
Читайте также:  Теплый пол в ванной: плюсы и минусы, монтаж водяного и электрического пола

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.

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:


Принцип работы газового котла отопления: особенности, устройство и отзывы

Многие владельцы частных домов хотят подробнее узнать о принципе работы газовых котлов, так как именно эти устройства используются в качестве основных элементов отопительной системы. Это связано с относительной дешевизной применяемого топлива в виде природного газа. Кроме того, рассматриваемые приборы имеют небольшие габариты и безопасны в эксплуатации.

Базовые элементы конструкции

Прежде чем коснуться непосредственно принципа работы газовых котлов отопления, следует ознакомиться с их строением. Обычно устройства состоят из следующих элементов.

  1. Горелка обеспечивает нагрев теплоносителя. Газ подается в камеру сгорания посредством специальных форсунок, которые позволяют равномерно распределить пламя.
  2. Теплообменник отдает тепловую энергию жидкости, циркулирующей в отопительной системе.
  3. Система автоматики предназначается для безопасности и управления режимом работы.
  4. Приспособление для отвода отработанных газов.

Иногда в котел встраивается циркуляционный насос, позволяющий обеспечивать принудительное движение теплоносителя в трубах системы отопления. Однако такие модели стоят дороже. Они не пользуются популярностью у потребителей. Чаще всего насос устанавливается отдельно.

Принцип работы газового котла отопления: схема нагрева

Основная функция отопительного оборудования заключается в подогреве теплоносителя путем прямой передачи тепловой энергии, которая образуется в ходе горения газообразного вещества. Для наглядности ниже рассматривается процесс работы одноконтурного устройства, неспособного обеспечивать нагрев воды для потребительских нужд.

Газ, подающийся под определенным давлением из магистральной сети, попадает в специальную камеру, где и происходит его возгорание. Важно, чтобы данный процесс был полностью безопасным. Мощность горения контролируется при помощи различных датчиков и системы автоматики.

При появлении пламени происходит выделение значительного объема тепла. Оно передается отопительной системе непосредственно через теплообменник, внутри которого циркулирует рабочая жидкость. Нагрев осуществляется снаружи. На теплообменник воздействует струя горящего газа. В качестве материала для этого элемента используется чугун, сталь или медь.

Отвод продуктов сгорания

С устройством и принципом работы газовых котлов примерно стало все понятно, но необходимо понимать, как работают другие важные узлы отопительного агрегата. Немаловажную роль играет система удаления продуктов сгорания. Она может быть открытого или закрытого типа. В первом случае отработанные газы выходят через дымовую трубу системы вентиляции. Что касается подачи воздуха, то она осуществляется из помещения, где установлен прибор без каких-либо дополнительных приспособлений. Турбинные горелки относятся к конструкциям закрытого типа. Они обеспечивают принудительный забор воздуха и отвод газов посредством специальных трубопроводов.

Функционирование системы автоматики

Используемые принципы работы автоматики газовых котлов призваны обеспечить безопасную эксплуатацию и добиться поддержания определенной температуры теплоносителя на протяжении какого-то времени. Приборы оснащаются всевозможными датчиками и терморегуляторами.

Автоматические системы защиты позволяют отключать подачу газа при его временном отключении. Система просто перестанет работать. Ее будет необходимо перезапустить вручную сразу после возобновления транспортировки газа по сетевой магистрали. Это можно сделать за несколько минут.

Современные модели имеют энергосберегающие функции, а также способ защиты от замерзания. Температурный режим теплоносителя регулируется посредством специальных датчиков. Если столбик термометра снизится до 5 градусов, то включение котла произойдет автоматически для прогрева.

Новые модели начали оснащаться системами самодиагностики. В процессе эксплуатации анализируется состояние основных узлов, после чего информация передается на дисплей посредством кодов ошибок. Такой технологичный способ позволяет выявить около 90 процентов вероятных неисправностей.

Принцип работы двухконтурных газовых котлов

Часто требуется не только отопить какое-то помещение, но и обеспечить нагрев воды для бытовых нужд. В этом случае помогут двухконтурные газовые котлы. Принцип работы таких устройств практически не отличается от одноконтурных аналогов. Однако есть дополнительные элементы.

Нагрев воды в контуре ГВС происходит косвенным образом. Чтобы получить горячую воду, необходимо на протяжении всего времени поддерживать определенную температуру в основном контуре для отопления. При нагреве воды будет работать и отопительная система. Такой вариант неприемлем летом, поэтому на обратном трубопроводе устанавливается кран, способный прерывать циркуляцию теплоносителя. В этом случае нагревать будет только вода.

Как функционируют конденсационные устройства?

В обычных приборах продукты сгорания минуют теплообменные поверхности и отдают часть энергии рабочей среде отопительной системы. Отработанные газы отводятся через обычный дымоход. В данном случае теряется определенная часть тепла в виде водяного пара, появившегося при сжигании топлива.

Принцип работы конденсационных газовых котлов несколько отличается. Устройства способны использовать скрытую энергию водяного пара. Они оснащены нагнетающим вентилятором, который имеет изменяемое количество оборотов. В связи с этим камера сгорания является закрытой. Выброс отработанных газов производится при помощи коаксиального дымохода.

Изменяемое число оборотов вентилятора позволяет регулировать соотношение газа и подаваемого воздуха. Конденсационный котел не во всех случаях функционирует с максимальной отдачей. Чтобы прибор работал в экономичном режиме, необходимо поддерживать температуру теплоносителя на обратном трубопроводе менее 57 градусов.

Коэффициент полезного действия конденсационного устройства повышается с уменьшением рабочей температуры отопительной системы. В других ситуациях эффективность несколько снижается. Поэтому такой прибор уместен при использовании с теплыми полами, где рабочий диапазон температур колеблется в пределах 40-45 градусов.

В отличие от обычного котла, конденсационный аналог обладает теплообменником большей площади. В нем отработанные газы охлаждаются до температуры ниже 40 градусов. Процесс конденсации происходит непосредственно в теплообменнике, поэтому он изготавливается из материалов, устойчивых к коррозии.

Как работают настенные приборы?

Для небольших домов вполне подойдут настенные газовые котлы. Принцип работы их примерно тот же, но используются менее габаритные детали и дополнительные элементы в виде циркуляционного насоса и мембранного бака. От обычных аналогов они отличаются компактными размерами.

Как и в случае с напольными конструкциями, настенные газовые котлы могут быть одноконтурными или двухконтурными. Они могут быть оснащены закрытой или открытой камерой сгорания. Устройства фиксируются на стене при помощи специальных кронштейнов.

Принцип работы газового котла настенного типа базируется на наличии сложной системы автоматики, которая считается наиболее капризным блоком в плане технического обслуживания. Она часто дает сбой в процессе эксплуатации устройства. Своими руками отремонтировать ее проблематично, поэтому приходится вызывать специалиста, что приводит к дополнительным расходам.

Правила эксплуатации

Как видно, принцип работы газового котла не так прост, поэтому при использовании необходимо придерживаться ряда правил.

  1. Первый запуск устройства должен осуществлять только технический работник специализированного учреждения. Он протестирует корректность работы всей системы.
  2. Многие пренебрегают проведением ежегодного обслуживания, но делать этого не стоит. Своевременное удаление загрязнений из камеры сгорания и устранение нагара в трубах позволяет увеличить эксплуатационный период прибора.
  3. Желательно избегать таких ситуаций, когда температура поднимается выше 90 градусов. Это может быть губительно для устройства. При эксплуатации рекомендуется придерживаться диапазона от 65 до 90 градусов.
  4. Для избежания аварийных ситуаций в ходе работы котла от повышения давления следует подсоединить группу безопасности, состоящую из манометра, приспособления для отвода воздуха и предохранительного клапана.
  5. Если при использовании превышен период эксплуатации, отраженный в техническом паспорте, то необходимо проведение экспертизы для безопасной эксплуатации.

Отзывы об устройствах в заключение

Понимая принцип работы газового котла, можно сделать осознанный выбор в пользу той или иной модели. Однако самое главное заключается в определении мощности, которая необходима для нормального отопления жилого дома. Она рассчитывается с учетом общего объема помещений и уровня теплоизоляции ограждающих конструкций. Показатели мощности газового оборудования указываются в техническом паспорте.

Потребители оставляют множество положительных отзывов о настенных устройствах. Они отмечают их компактность и эффективную систему автоматики. При выборе места установки проблем не возникает. О напольных приборах отопления положительно высказываются владельцы больших домов, где есть возможность выделить отдельное помещение для агрегата.

Ссылка на основную публикацию