Из чего состоит напольный газовый котел

Разновидностей отопительных приборов придумали не одну и не две, но лидерские позиции по востребованности и по уровню продаж давно и прочно закрепились за газовыми котлами.

Хорошо разбираться в этих агрегатах следует как потенциальным покупателям, так и уже состоявшимся владельцам — чтобы уметь выполнить посильный ремонт и хорошо понимать суть профилактического обслуживания.

Читателю предлагается изучить устройство газового котла и ознакомиться с назначением всех его компонентов.

Принцип работы газового котла

Данное оборудование работает по предельно простой схеме. Природный газ смешивается с воздухом, превращаясь в топливно-воздушную смесь, которая поджигается. Пламя и горячие продукты горения топлива нагревают содержимое специального резервуара — теплообменника, который подключен к системе отопления (СО) с жидкостным теплоносителем.

Последний постоянно циркулирует по системе — либо только за счет конвекции (естественная циркуляция), либо еще и за счет работы специального насоса (циркуляция принудительная).

Устройство настенного двухконтурного газового котла

Дымовые газы, отдав часть имеющейся у них энергии теплоносителю, выводятся наружу через дымоход.

Наряду с обычными котлами сегодня выпускаются так называемые конденсационные. Они «умеют» отбирать у дымовых газов больше тепла, так что те остывают до температуры конденсации содержащегося в них водяного пара.

Классификация газовых котлов

Такие приборы подразделяются на несколько групп по следующим признакам:

По способу установки

Доступны два варианта:

1. Настенные: в таком виде выпускают в основном котлы малой и средней мощности, предназначенные для отопления домов или квартир с небольшой площадью. Настенное исполнение весьма удобно, потому что весь пол остается свободным для размещения мебели или другого оборудования.
2. Напольные. Такой вид имеют мощные модели, имеющие большой вес.

Схема устройства напольного газового котла

Для установки котлов второго типа в помещении придется освободить достаточно большое пространство.

По функциональности

1. Одноконтурными. Это отопители в чистом виде — в их задачу входит только нагрев теплоносителя СО.
2. Двухконтурные. Имеют второй теплообменник, подключаемый к системе водоснабжения, и выполняют дополнительно функцию проточного водонагревателя.

Некоторые модели снабжаются встроенным бойлером.

Двухконтурный напольный газовый котел

По типу камеры сгорания

Здесь также имеется два варианта:

1. С открытой камерой. Топка сообщается с помещением котельной, откуда в нее и поступает воздух (засасывается естественной тягой).
2. С закрытой камерой (турбированные). Топка от котельной изолирована, воздух вентилятором засасывается с улицы.

Основные элементы газового котла

Независимо от принадлежности к той или иной группе, газовые котлы в основе своей устроены одинаково и имеют один и тот же набор основных компонентов:

• газовую горелку;
• теплообменник;
• циркуляционный насос (имеется не во всех моделях);
• расширительный бачок;
• систему автоматики.

Ниже можно ознакомиться с каждой из составляющих поближе.

Газовая горелка

Задача горелки — смешать поступающий в нее природный газ с воздухом, приготовив тем самым топливно-воздушную смесь. Далее она распределяется по нескольким соплам, где и сгорает.

Газовые горелки бывают:

Котлов отопления на рынке представлено великое множество. В чем преимущества газового котла Беретта перед остальными производителями, читайте на нашем сайте.

О преимуществах двухконтурных котлов отопления читайте тут.

Инструкция по изготовлению дизельной горелки представлена здесь.

Атмосферные

Воздух засасывается в газовую струю за счет имеющегося в ней низкого давления (согласно закона Бернулли давление в движущемся потоке понижается пропорционально его скорости).

Достоинства:

• низкая стоимость;
• простота конструкции;
• бесшумная работа.

Но при этом камеру сгорания приходится делать открытой, а мощность горелки ограничена.

Принцип работы атмосферной горелки

Наддувные

Более сложная конструкция, в которую воздух нагнетается вентилятором. С достоинствами и недостатками картина обратная: горелка стоит дорого и шумит, но зато камера сгорания является закрытой и нет ограничений по мощности.

У котлов с наддувными горелками и, соответственно, закрытыми камерами сгорания есть еще одно преимущество: поскольку дым выводится принудительно, их можно оснащать горизонтальной трубой, выходящей на улицу через стену.

Обычно используется коаксиальная труба, сечение которой разделено на две части: по внутренней отводятся продукты сгорания, по внешней — поступает воздух в топку.

Кроме того, газовые горелки делятся на следующие разновидности:

1. Одноступенчатые: обладают фиксированной теплопроизводительностью и работают в режиме «старт-стоп». Дешевы, но элементы котла с такой горелкой работают в условиях значительных и резких температурных перепадов, из-за чего срок их службы сокращается.
2. Двуступенчатые: могут работать в двух режимах: с максимальной мощностью и с 40-процентной. Промежуточная ступень обеспечивает плавный запуск горелки и позволяет реже ее выключать, так что в конечном итоге режим работы котла становится более щадящем.
3. Модулированные: самые дорогие горелки, теплопроизводительность которых можно плавно менять в диапазоне от 10% до 100%. Вместо режима «старт-стоп» такая горелка работает постоянно с нужной мощностью, так что элементы котла не подвергаются тепловым перегрузкам, а температурные перепады полностью исключаются. Котел, соответственно, служит дольше. Кроме того, модулированная горелка оптимизирует расход топлива, так что теплогенератор становится еще и более экономичным.

Горелка оснащается устройством розжига одного из двух типов:

1. Пьезорозжиг: при запуске котла пользователь однократно нажимает кнопку пьезомеханизма, от искры которого загорается запальник или фитиль (дежурная горелка). Впоследствии от запальника загорается основная горелка.
2. Электронный. Устройство генерирует искру самостоятельно, без участия пользователя.

Теплообменник

Долговечность теплообменника зависит от его материала. В основном пользователям приходится выбирать из двух вариантов:

Чугун

Литой чугунный теплообменник имеет толстые стенки, потому он прочен и не прогорает.

Кроме того, он мало подвержен коррозии.

Соответственно, данный вариант является наиболее долговечным — он служит порядка 25-ти лет.

• хрупкость, причем лопнуть может не только при сильном ударе, но и при резком изменении температуры;
• большой вес.

Последнее обстоятельство не позволяет применять чугунные теплообменники в настенных котлах.

Сталь

Стальной теплообменник сравнительно быстро прогорает (имеет тонкие стенки) и сильно подвержен коррозии. Кроме того, он имеет слабые места в виде сварных швов. Как результат — срок службы составляет всего 15 лет. Но зато дешев, пластичен и весит немного.

Более долговечными являются теплообменники из нержавеющей термоустойчивой стали, которые устанавливаются в моделях премиум-класса.

Тем же покупателям, кому такой котел пока не по карману, можно порекомендовать обратить внимание на стальные теплообменники с антикоррозионной защитой в виде медного покрытия внутри и особой термоустойчивой краски снаружи.

Циркуляционный насос и гидравлическая группа

Сравнительно небольшая СО в масштабах частного дома может функционировать и без циркуляционного насоса, но его применение обеспечивает целый ряд преимуществ:

• можно сократить диаметр труб;
• за время движения по контуру теплоноситель не успевает сильно остыть, поэтому котел работает в щадящем режиме;
• появляется возможность эксплуатировать систему отопления в низкотемпературном режиме.

Характеристики насоса увязаны с мощностью котла, так что покупателю остается сосредоточить свое внимание только на производителе данного компонента. Желательно, чтобы это была известная компания с достойной репутацией – Grundfos, Wilo, Vortex и т.п.

Расширительный бачок

Чтобы теплоноситель не издавал журчания, система отопления должна быть полностью заполнена.

Но при этом должна быть предусмотрена возможность свободного расширения рабочей среды при нагреве. Для этого и устанавливается расширительный бачок.

Котлы оснащаются бачками мембранного типа, которые не имеют сообщения с атмосферой (закрытые). Такой бачок разделен эластичной мембраной на две части, одна из которых подсоединена к системе отопления, а другая содержит воздух при некотором давлении.

Объем первой части должен составлять примерно 10% от объема всего теплоносителя в СО. Во второй части нужно поддерживать давление на 0,2 атм меньше того, которое наблюдается в СО при работающем циркуляционном насосе.

Системы автоматики

Современные газовые котлы оснащаются автоматикой двух видов:

Рабочая

Управляет работой котла (регулирует мощность либо осуществляет включение/выключение) с целью поддержания на заданном пользователем уровне температуру теплоносителя или воздуха в помещении (зависит от того, где установлен температурный датчик).

Самой «продвинутой» является погодозависимая автоматика, которая учитывает наружную температуру и потому корректирует режим работы котла более своевременно.

При этом контроллер системы постоянно «учится», запоминая, как меняется температура в помещении при тех или иных теплопроизводительности котла и наружной температуре.

Знаете ли вы, что такое гребенка распределительная для отопления и для чего она используется? Подробно об этом читайте в статье.

Рекомендации по изготовлению горелки для биокамина своими руками вы найдете в этом материале.

Автоматика безопасности

• тяги;
• перегрева теплоносителя;
• пламени на горелке.

Если котел имеет запальник, то к клапану подключается еще и термопара, которая блокирует его при затухании запальника.

Прочие датчики блокируют подачу газа в случае аварийных ситуаций — ухудшения тяги, перегрева теплоносителя или затухания пламени на основной горелке.

Видео на тему

Сооружение индивидуальных домов сегодня является одним из приоритетных направлений в строительстве. В этом контексте становится особенно актуальным вопрос выбора оптимального вида отопления. Из существующих обогревательных устройств наибольшее распространение получил напольный газовый котёл. Подобное оборудование отличается широким ассортиментом. Далее мы рассмотрим принцип работы и конструктивные особенности газовых обогревателей.

Функционирование газовых отопительных устройств базируется на достаточно простых принципах. Выработка тепловой энергии осуществляется с помощью природного или сжиженного газа. В состав конструкции входит встроенный теплообменник. При сгорании газа он нагревается и в свою очередь увеличивает температуру проходящего через него теплового носителя. Для нагнетания воды используется специальный насос. Он же применяется для её подачи в контуры отопления.

Теплообменник

Лучший напольный газовый котел должен обладать качественным теплообменником. Он может изготавливаться из стали, меди или чугуна. От качества этих материалов будет зависеть продолжительность времени эксплуатации устройства:

• чугунный теплообменник прослужит более долго. Он не боится коррозии. Его стенки устойчивы к продолжительному воздействию высоких температур. Срок службы может превышать 50 лет. Но подобная конструкция обладает одним недостатком – она очень хрупкая. Велика вероятность разрушения при сильном ударном воздействии;
• стальное теплообменное устройство имеет повышенную механическую прочность. Оно немного весит и имеет хорошую пластичность. Но на неё быстрее воздействует коррозия. Через определённый промежуток времени конструкция может прогореть;
• теплообменники из меди сегодня практически не применяются. Медь является дорогим материалом и обладает меньшей способностью сопротивляться прогоранию.

Варианты конструктивного исполнения

Напольные газовые котлы могут изготавливаться в одноконтурном или двухконтурном исполнении. Одноконтурные устройства служат только для отопления помещений. Для создания системы горячего водоснабжения придёт приобрести дополнительное оборудование. Подобные конструкции могут различаться своим составом:

• для более экономичного расхода газа, устройства комплектуются водонагревателями с проточным устройством;
• при наилучшем варианте теплообменник размещается непосредственно в водонагревателе. В этом случае потребуется согласовать мощности используемых приборов.

С помощью конструкции, в состав которой входит 2 контура, отапливаются жилые строения и производственные помещения. Также они применяются для создания системы ГВС.

Двухконтурный обогревательный агрегат состоит из следующих частей:

• теплообменного устройства;
• горелки;
• расширительного бачка;
• насоса, для осуществления циркуляции теплового носителя.

Для того, чтобы подобное оборудование правильно работало, его следует подключить к отопительной системе и водяному контуру. Сегодня напольные газовые отопительные котлы активно используются для обогрева индивидуальных и производственных строений. Газ относится к относительно недорогим видам топлива. При наличии центральной газовой магистрали, монтажные работы не займут много времени.

Решая, какой выбрать напольный газовый котел, следует учитывать, что обогревательные агрегаты обладают значительными габаритными размерами и весом. Для их установки потребуется отдельное помещение и дымоход, через который будут удаляться продукты сгорания. Котельная должна соответствовать определённым требованиям, которые устанавливают государственные контролирующие органы. При отделке помещения следует использовать материалы, безопасные в пожарном отношении. Его размеры должны превышать 4 м2. Для установки корпуса котла необходимо использовать ровную поверхность.

При работе некоторых моделей используется электрическая энергия. Если её отключить газ перестанет подаваться в горелку, и она погаснет. Запуск подобных устройств осуществляется автоматически. При отсутствии системы автоматики, включение котла производится механически. В состав каждой отопительной газовой конструкции должны входить защитные датчики. Они контролируют работу обогревателя и предотвращают нежелательные сбои.

Атмосферные и наддувные устройства

При работе отопительных агрегатов используются атмосферные или наддувныые горелки. Конструкции с атмосферным устройством стоят дешевле и издают при работе меньше шума. Наддувное оборудование обладают более высоким КПД. Его стоимость гораздо выше. Но она компенсируется возможностью установки сменных горелок, способных работать на жидком топливе.

Какой лучше котёл выбрать? Ответ на этот вопрос будет зависеть от нескольких факторов, в том числе от условий эксплуатации и цены. Но при покупке оборудования надо помнить, что горелка, атмосферного типа является составляющей частью обогревательного устройства. Её стоимость входит в цену основного изделия. В наддувной конструкции цена горелки может не входить в стоимость котла. Этот элемент иногда продаётся отдельно.

Напольные обогревательные устройства обладают мощностью, которая может достигать 80 кВт. Некоторые импортные котлы, в состав которых входят сменные горелки имеют мощность, превышающую 1000 кВт.

Автоматическая система управления

В условиях российской действительности выбор напольного газового котла должен осуществляться с учётом ещё одного очень важного фактора – зависимости системы автоматического управления от перебоев в подаче электрической энергии. Значительная часть оборудования, изготовленного в России, может функционировать в независимом режиме.

В подобных устройствах система управления максимально упрощена. Она только поддерживает на заданном уровне температуру теплового носителя и не ориентируется на температуру воздушных масс.

Другой способ решения этой проблемы предполагает наличие в системе теплового генератора. Для получения электроэнергии, расходующейся в процессе работы системы автоматики, в данном случае используется тепло, образующееся при работе обогревателя. Такие конструкции часто дополняют термостатами. С помощью них котельный агрегат поддерживает заданную температуру.

Различают котлы с одноступенчатым и двухступенчатым устройством. Одноступенчатая конструкция может работать только с одним уровнем мощности. Двухступенчатые модели иногда оборудуются плавной системой регулировки этого параметра.

Обогреватели используются на полную мощность лишь в холодное время года. В остальной период бывает достаточно применения 20 % от полного ресурса отопительного агрегата.

Основными преимуществами двухступенчатых котлов являются следующие характеристики:

• продолжительное время эксплуатации;
• вредные вещества при горении выделяются в незначительном количестве;
• отопительную систему можно комплектовать бойлерами с различной мощностью.

Для правильного выбора газового котла, в первую очередь, следует ориентироваться на те функции, которые он должен выполнять и комплектацию отопительного устройства. Наличие системы автоматического управления позволит контролировать расход газа и более эффективно использовать обогреватель.

В разное время актуальным для людей остается вопрос отопления. Пожалуй одним из самых популярных источников тепла являются газовые котлы — устройства для получения тепловой энергии в помещениях различного назначения. Для начала следует разобраться в принципе работе и устройстве газовых котлов.

Газовые котлы используются для двух целей:

1. Отопление (помещений, объектов различного назначения);
2. Нагрев воды (для приема ванной, мытья посуды и т.д.).

По принципу работы и в зависимости от целей газовые котлы подразделяются на:

• Одноконтурные;
• Двухконтурные.

В данной статье нами будет рассмотрено все на примере устройство двухконтурного газового котла, а также принцип его работы.

Основная конструкция газового котла

Внешнее устройство такого газового котла включает в себя:

Корпус, защищающий сам котел от огня и от посторонних вмешательств для его качественной работы

• Панель управления для ввода определенных команд, регулирующих температуру в отоплении, соответственно, и температуру нагрева воды. По дизайну панель управления может состоять как из каких-либо поворотных ручек, так и из сенсорных кнопок
• Дисплей, наглядно отображающий ту температуру, которую мы задали с помощью панели управления, на какой стадии в текущий момент находится отопление, возможные ошибки и сбои в системе, с помощью чего можно определить, какие именно неполадки возникли с котлом
• Манометр (механический или электронный), с помощью которого мы можем увидеть давление жидкостей в системе отопления.

Стоит отметить, что современные котлы работают только в замкнутых системах с созданием давления воды в этой системе от 1 до 2 атм.

Внутреннее устройство газового котла включает:

1. Первичный теплообменник
2. Газовая горелка
3. Насос
4. Газовая арматура
5. Вторичный теплообменник
6. Трехходовой клапан
7. Турбина (дымосос)

Рассмотрим принцип работы газового котла, подробно разбирая каждый элемент внутреннего устройства:

Первичный теплообменник

теплообменник газового котла

Является определяющим элементом в работе котла, служит для передачи тепла от огня отопительной жидкости далее в систему отопления. Устройство такого теплообменника, как правило, одинаково для всех типов котлов всех производителей. Внешне это труба из меди, внутри которой протекает отопительная жидкость. Подобные теплообменники называются «медными». Так как теплообменник расположен над пламенем горелки, тепло огня нагревает медную трубу, которая передает тепло отопительной жидкости. Примечательно, что именно медь была выбрана в качестве металла, успешно справляющего с задачей удержания тепла и при необходимости достаточно быстрой его потерей, т.к. обладает высоким коэффициентом теплопередачи. Также медь не быстро ржавеет, за счет чего срок ее функциональности является достаточно высоким. Помимо медной трубы теплообменник оснащен специальными пластинами, которые помогают плавно распределить все тепло от огня, тем самым способствуя равномерному нагреву теплообменника.

Газовая горелка

горелка газового котла

Принцип устройства горелки газового котла подобен горелке газовой плиты с разницей лишь в габаритах и внешнем виде. Как и в газовой плите, чем больше мощность котла, тем больше по размеру горелка. Примечательно, что размеры горелки напрямую совпадают с размерами теплообменника, что позволяет котлу быть эргономичным. Такой тип горелки называется «инжекционным». Принцип работы его заключается в том, что в горелку подается газ и первичный воздух. Внутри нее происходит смешение и образование газовоздушной смеси. Далее приготовленная смесь выходит через отверстия в горелке, смешивается со вторичным воздухом и попадая в камеру сгорания, поджигается с помощью электроподжига, имеющегося у каждого котла. Камера сгорания, как правило, закрыта специальными крышками и защищена от утечки тепла и перегрева корпуса асбестовыми пластинами. При горении газа происходит образование огня и дыма.

Насос

Насос в газовом котле

Служит для предания движения теплоносителю. Это устройство заставляет циркулировать отопительную жидкость от нагретого первичного теплообменника в радиаторы, нагревать их и двигаться обратно для нагрева. Насос, как правило, имеет несколько скоростей и настраивается сервисным инженером, исходя из размеров вашей системы отопления.

Слишком высокая скорость насоса может создать дополнительный шум и снизить КПД котла. А слишком малая – приведет к неравномерному нагреву радиаторов. Поэтому для правильной настройки очень важно обращаться к квалифицированным инженерам сервисных служб.

Газовая арматура

Управляется автоматикой котла и отправляет в камеру сгорания столько газа, сколько необходимо сжечь в конкретный момент. Позволяет при смене параметров управлять мощностью котла. От правильного принципа работы арматуры зависит экономичность газового котла, поэтому хотелось бы лишний раз отметить, что для ее успешной настройки необходимо обращаться именно в сервисный центр.

Вторичный теплообменник

Отвечает за нагрев воды для хозяйственных нужд. Рассматривая устройство газового котла, стоит отметить, что данный элемент сделан из пластин пищевой нержавеющей стали. С одной стороны по теплообменнику движется нагретая отопительная жидкость, а с другой – холодная вода. Встречаясь, отопительная жидкость через тонкий слой металла передает свое тепло холодной воде. Таким образом вода нагревается, попадая затем в краны потребителей. При этом отопительная жидкость теряет свою температуру, поступая в первичный теплообменник для последующего нагрева. Такой теплообменник имеет от 8 до 30 чередующихся слоев и позволяет нагревать достаточно большое количество воды.

Трехходовой клапан

трехходовой клапан газового котла

Это устройство, с помощью которого отопительная жидкость вообще имеет возможность изменять свое направление. Либо оно пускает ее в систему отопления для нагрева радиаторов, либо – в пластинчатый теплообменник для нагрева воды.

Турбина (дымосос)

Турбина газового котла

Обычно используется для того, чтобы развить наибольшую мощность котла, либо моментально нагреть воду или дом. В устройстве газового котла турбина выполняет функцию дымососа (удаляет продукты сгорания).

Итак, нами были рассмотрены основные элементы, входящие в устройство газового котла, а также рассмотрен принцип работы газового котла. Практически все газовые котлы имеют один и тот же набор элементов, а стоимость, как правило, варьируется только в связи с разницей габаритов котла и материала, из которого он выполнен.