Устройство и принцип работы газового котла отопления

Устройство и принцип работы газового котла отопления

Газовый котел – устройство, функционирующее на основе выделения тепловой энергии вследствие сгорания газообразного топлива. Полученное тепло в дальнейшем направляется конструкцией на обогрев помещений и нагрев воды. Для запуска процесса используется природный газ — один из наиболее дешевых видов топлива. Качественное устройство действует надежно, чтобы не требовать от владельцев регулярного вмешательства или значительных затрат.

Узнать, как работает газовый котел отопления, достаточно просто: функционирование обеспечивается конструктивными элементами, выполняющими каждый свою задачу.

Разновидности моделей

Все отопительные устройства имеют примерно одинаковое строение, хотя у отдельных моделей могут быть индивидуальные особенности. Существуют следующие разновидности отопительных устройств:

• напольные или настенные;
• атмосферные (с открытой камерой сгорания, куда воздух попадает из помещения, а продукты горения удаляются через дымоход) или турбированные (с камерой сгорания замкнутого типа и вентилятором, помогающим воздуху поступать с улицы);
• одно- или двухконтурные (исключительно для обогрева или для отопления и доступа к ГВС (горячему водоснабжению));
• с обычной или модулируемой (регулируемой автоматически) горелкой;
• с электронным (запускается без воздействия владельцев) или пьезокерамическим (требует нажатия кнопки) поджигом.

Все модели газовых котлов представляют собой сложные замкнутые системы, преобразующие энергию природного газа (переработанного) в тепло для достижения и поддержания комфортного уровня температуры в помещениях, а также – при наличии двухконтурной системы – для регулярного снабжения владельцев горячей водой.

Схема одно и двухконтурного газового котла

Работа двухконтурной системы

Все котлы созданы по одной типичной схеме, хотя могут отличаться устройством отдельных составляющих и их расположением. В конструкцию отопительного устройства двухконтурного типа входит большое количество элементов, всевозможных датчиков и устройств для наблюдения за системой и ее автоматическим режимом функционирования. Данная разновидность устройства может работать одновременно в одном режиме: либо как отопительная система, либо как контур ГВС.

Самыми важными элементами газовой двухконтурной конструкции являются:

• газовая горелка (в сочетании с системой выведения дыма);
• теплообменники (основной системы отопления и системы ГВС);
• расширительный бачок;
• плата управления.

От правильного функционирования этих частей конструкции зависит долгий срок службы и эффективность работы двухконтурного котла.

Устройство газового котла

Газовая горелка

Газовая горелка – основная часть конструкции, на нее подается топливо через газовый клапан. Этот процесс регулируется электронной платой, а владелец через панель управления использует ее, чтобы задавать желаемую температуру обоих контуров котла. Расположение горелки — в камере сгорания, где производится удаление отработанных газов, а также есть вентилятор и моностат. После подачи топлива и запуска горелка долго работает, поднимая в контуре отопления температуру до заданного уровня. После этого подача топлива прекращается, выработанное тепло нагревает воду, которая далее в принудительном режиме расходится по всей системе. Благодаря трехходовому клапану теплоноситель (вода) перемещается по основному теплообменнику, не затрагивая контур ГВС.

В двухконтурном газовом котле горячее водоснабжение включается тогда, когда задействуется водопроводный кран. При этом действии ток воды переключает трехходовой клапан, вследствие чего отопительная система отключается. В этот же момент разжигается горелка (если она не работала до этого) и горячий теплоноситель направляется в теплообменник ГВС, то есть вторичный. Движение воды через систему горячего водоснабжения происходит через малый круг циркуляции.

Теплообменники

В двухконтурном котле устанавливаются теплообменники для первичного (отопительная система) и вторичного (ГВС) контуров. Основной – первичный – это система медных трубок, располагается над горелкой, в нем прогревается и циркулирует теплоноситель отопительной системы. Вторичный теплообменник используется для контура ГВС – это набор пластин, которые согревают воду до того момента, когда откроется «горячий» кран. После этого на блок управления идет сигнал, трехходовой клапан перекрывается, работа отопления прекращается. Вода, прошедшая через вторичный теплообменник, и течет из крана.

Расширительный бачок

Когда вода разогревается в отопительной системе, выделяется тепло и повышается давление, компенсировать которое помогает расширительный бачок. Конструкция бачка состоит из 3 компонентов:

• пространства для теплоносителя в системе отопления;
• мембраны;
• пространства, накачанного азотом.

Когда отопительная система работает, мембрана в конструкции помогает скомпенсировать повышение давления разогретой воды, благодаря чему котел не подвергается опасности взрыва.

Плата управления

Вся конструкция газового котла находится под контролем платы управления (электронного блока), благодаря которому есть возможность выставлять оптимальные режимы работы отопительного устройства и следить за всеми датчиками. Все установки платы отрегулированы и «вшиты» в блок на заводе, однако владелец может дополнительно подключить наружный датчик температуры, чтобы конструкция автоматически запускалась, если в помещении станет холодно.

Работа одноконтурной конструкции

Одноконтурный котел по строению и принципу действия мало отличается от двухконтурного. В его камере сгорания располагается газовая горелка, на нее подается топливо. В верхней части находится теплообменник, где нагревается вода. Далее с помощью насоса теплоноситель разносится по системе, а его давление компенсируется посредством расширительного бачка. Контроль работы и регулировка температуры производится с помощью автоматического блока.

Хотя данная конструкция отличается от двухконтурной большей простотой, надежностью и доступностью, а также предоставляет владельцу широкий набор функций, настроек и режимов, устройства одноконтурные имеют один недостаток: для необходимости обеспечения ГВС придется докупить оборудование (бойлер) и встроить его отдельно.

Разобраться в том, как работает газовый котел отопления, стоит хотя бы потому, что это знание поможет вовремя выявить неисправность в функционировании устройства и провести простейший ремонт. Любой котел – замкнутая система, задачей которой является обеспечение в помещении необходимого температурного режима и доступа к горячему водоснабжению (если это позволяет конструкция). При этом работает устройство достаточно просто, и для каждой модели этот принцип одинаков.

Выбрать газовый котел для дома поможет видео:

Электрокотёл для отопления дома в 100 кв. м. Об этом можно почитать в одной из наших статей по ссылке.

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 21.06.2020

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Как работает газовый котел, как устроен

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.

Как 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:

• атмосферные;
• турбированные.

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 Class Premium Evo обладают высоким КПД.

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:

Как работает газовый котел — ремонт и конструкция, как устроен

Устройство настенного газового котла несложное. Работает он по простой схеме. Можно выделить несколько основных блоков, которые ремонтируются чаще полной заменой. Поэтому отремонтировать газовый котел в основном не занимает много времени. Другое дело стоимость ремонта…. Рассмотрим конструкцию газового котла подробно, какие основные узлы, какие функции выполняют, почему газовый котел выдает ошибки на табло, и как с ними бороться…

Конструкция газового котла — основные блоки

Рассматривается наиболее распространенная конструкция газового котла — с закрытой камерой сгорания и принудительным движением воздуха.

• Вентилятор — именно он подает воздух с улицы через дымоход (коаксиальный) и питает горелку кислородом.
• Патрубок выхода продуктов сгорания — к нему подключается дымоход.
• Камера сгорания — объединяет горелку и теплообменник.
• Горелка с оборудованием розжига и датчиком контроля горения.
• Теплообменик — наиболее дорогой элемент, в добротных моделях котлов применяется медный, по нему движется теплоноситель и нагревается пламенем.
• Пластинчатый теплообменник второго контура — его можно обнаружить только в двухконтурных котлах, греет воду для бытовых нужд (ГВС), нагрев происходит за счет горячего теплоносителя поступающего с первого телообменника.
• Гидравлический насос — это то, что обычно шумит в котле больше всего, гоняет воду по котлу, но чаще и по всей системе отопления.
• Гидроблок — объеденяет в себе манометр давления в системе отопления, воздушный клапан, который стравливает воздух из системы, и располагается выше других гидравлических трубок в котле.
• Электронный блок.
• Пульт управления, может располагаться на самом котле, но в продвинутых моделях используется выносной.
• Газовый клапан с термопарой — основная защита газового оборудования. Если прекращается горение, клапан перекрывает подачу газа.

Далее несколько слов о типичных поломках газового котла и описание его работы.

Чистка теплообменника газового котла от нагара

Основные виды газовых котлов, которые наиболее широко применяются в частных домах

• Одноконтурный автоматизированный газовый котел с закрытой камерой сгорания — рабочая лошадка современного домоотопления в частных домах и квартирах. Важно то, что с ним можно сделать шикарную систему подачи горячей воды для ванн и душей с большим бойлером косвенного нагрева, которым этот котел умеет управлять.
• Двухконтурный — то же что и первый, но со вторым пластинчатым теплообменником для нагрева ГВС. С помощью него можно сделать эконом-вариант подготовки горячей воды, поэтому вся система получается дешевле, но не столь комфортной, сам котел может быть немного дороже.
• Конденсационный котел — такой же как и выше описанные, но с дополнительным теплообменником забора энергии у отработанных газов. Это наиболее экономичный вариант, предписанный к применению в странах Европы законодательно. Дорогой, но при больших ценах на энергоносители окупается и дает значительную экономию. Подробней узнать о конденсационных котлах
• С открытой камерой сгорания — обычно напольный и мощный, для больших домов. Работает за счет естественной тяги дымохода. Поэтому требует специального помещения для установки, с нормируемым дымоходом и обеспечением подачи воздуха снаружи…

Как работает

Современный газовый котел на стене — фактически мини-котельная, автоматизированная и не требующая вмешательства в свою размеренную жизнь.

• Розжиг производится нажатием кнопки на пульте, при этом включается прежде всего насос гидравлики, затем вентилятор прогона воздуха, подается газ в камеру и там поджигается, начинается нагрев теплоносителя в теплообменнике.
• При достижении заданной температуры теплоносителя, или воздуха в комнате (комнатах), или в связи с погодой, уличным датчиком (погодозависимая автоматика), в общем, по команде управляющей электроники, котел прекращает нагрев, пламя затухает (или уменьшается), но насосы продолжают работать или могут выключаться на некоторое время вообще.
• После некоторого остывания теплоносителя, воздуха, в соответствии с оптимальным временным перерывом вычисленным управляющей электроникой, котел автоматически включается в нагрев снова, и греет теплоноситель до выработки той же команды «хорош, уже жарко, отдыхай трудяга».

Модели с модулируемой горелкой (изменяемой мощностью горения) лучше приспосабливаются к условиям дома, экономичней.

Обычные ошибки (поломки) газового котла и несложный ремонт

Бывает что газовый котел не включается, при этом электроника пищит — выдает код ошибки, которую нужно расшифровать по инструкции к данной модели.

Какова же их настоящая сущность? Схемы газовых котлов отопления

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

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

Виды газовых котлов для отопления: конденсационные, конвекционные и другие

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

Преимущества газового отопления:

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

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

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

Размещение: настенные, напольные

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

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

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

Настенные котлы подразделяются на виды:

• обычные модели;
• с модуляционной горелкой.

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

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

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

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

Можно выбрать напольные газовые модели:

• с наддувными горелками;
• с атмосферными горелками.

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

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

Схема устройства, размеры

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

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

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

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

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

Технические характеристики настенного котла:

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

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

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

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

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

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

Технические характеристики напольного котла:

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

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

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

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

Как работает газовый котел

Газовые котлы устанавливаются в коттеджах и в современных многоквартирных зданиях. Они пользуются спросом при строительстве частных домов. Это оборудование позволяет организовать обогрев помещений и снабжение ГВС. Нужно только подвести газовую магистраль, электричество и холодную воду. Это гораздо дешевле, чем строить котельную с полноценным центральным обогревом. Чтобы безопасно использовать такую систему, нужно представлять принцип работы газового котла. Это позволит избежать нежелательных ситуаций.

Как работает газовый котел: принципиальная схема

В быту используются 2 вида топлива: метан и сжиженная пропан-бутановая смесь. Оборудование снабжено датчиками, которые обеспечивают его правильную работу и контролируют процесс.

Функционирование нагревателя начинается с включения горелки. Розжиг может быть пьезо- или электрическим. Горелка снабжена распределительными форсунками, обеспечивающими равномерный нагрев поверхности теплообменника.

Турбированная схема отличается наличием вентилятора, который предназначен для вывода продуктов сгорания наружу.

Пламя нагревает корпус теплообменника, где по трубчатым каналам циркулирует вода. Ее температура повышается до нужной отметки, которая контролируется термостатом.

Постоянный круговорот воды в отопительной системе поддерживает циркуляционный насос.

Излишки теплоносителя, который увеличивается при нагревании, выводятся в расширительный бачок. Его наличие помогает регулировать давление в трубах и не допускать аварий.

Нужный режим работы устанавливает автоматическая электронная система. Ее функционирование опирается на показания сенсоров. Когда температура воды достигает нужного значения, срабатывает автоматика и горелка отключается. Отопительный котел некоторое время находится в режиме паузы. При падении температуры теплоносителя до заданной величины, от датчиков в центр управления поступает соответствующий сигнал. Подается команда на включение горелки и цикл повторяется.

Атмосферный вариант воздухозабора характерен для напольных моделей нагревателей. Турбированная схема — для конструкции настенных модификаций. Устройство газового котла обеспечивает полную автоматизацию процесса функционирования. Вручную задаются только необходимые начальные параметры.

Старый и новый образец

Отопительные газовые котлы используются в быту давно, около 100 лет.

Для современных аппаратов подходит следующая неформальная классификация:

• настенные или стационарные (напольные) модели;
• с 1 или 2 контурами;
• с ручным или автоматическим регулированием;
• атмосферные или турбированные;
• конвекционные или конденсационные.

Производители освоили выпуск сотен моделей агрегатов, подходящих для всех видов сооружений и строений, для любых условий эксплуатации и работы во разных режимах. Старые образцы подобной техники не могут похвастаться множеством видов. Они изготавливались только в напольном исполнении. Автоматическая регулировка температуры воды отсутствовала. Приходилось постоянно следить за непрерывной подачей топлива и интенсивностью горения. Нужно было вручную регулировать высоту языка пламени.

Примером старого образца отопительной техники может служить модель АГВ-80. Она производилась с 1939 г. Жуковским машиностроительным заводом. Это был стальной герметичный бак на 80 л в виде цилиндра. Сверху располагался дымовыпускной отвод. Внутри цилиндра проходила т. н. «жаровая труба», под которой была устроена атмосферная горелка. Комплект включал термометр и предохранитель тяги. Они позволяли определить момент перекрытия подачи газа, при достижении нужной температуры воды.

Дымоотвод подсоединялся к дымоходу, длиной не менее 5 м с естественной вытяжкой для выведения продуктов сгорания. Принцип работы сохранился в современных АОГВ и 2-контурных АКГВ. Они оснащены продвинутой автоматикой, которая позволила увеличить КПД до 89%.

Ретро-котлы и сейчас в строю. Они обладают надежно сваренным корпусом из хорошего металла с минимумом деталей. Их можно использовать в качестве временного решения проблемы отопления, до приобретения нового оборудования. Допустимо установить на старые модели современную автоматику и дать изделиям вторую жизнь.

Как происходит отвод продуктов сгорания

Этот процесс реализуется 2 способами. Используется естественная тяга или принудительная. Если вытяжка недостаточно сильная, то существует опасность попадания в помещение угарного газа с соответствующими последствиями.

Устройство дымохода для котлов должно происходить согласно описанию в СНиП 2.04.05-91 и ДБН В.2.5-20-2001. Непосредственно к нему подсоединяется патрубок котла, если используется естественная тяга. Для этого хороши изделия из стальных сэндвич-труб, кирпича или керамики, которые выводятся через крышу. Они жароустойчивы и создают сильную тягу, обеспечивая выброс продуктов сгорания топлива в атмосферу. Такая выводящая конструкция характерна для открытой схемы.

Если котел оснащен вентилятором для принудительного удаления вредных соединений, то применяется коаксиальный дымоход. Он устроен в виде 2 патрубков разного диаметра, вложенных друг в друга. Во внутренней полости создается содержащий вредные примеси поток отработанного воздуха, который подлежит удалению.

Одновременно свежий поступает по внешнему контуру в топочную камеру для поддержания горения. Поскольку вывод газов осуществляется механически, коаксиальную трубу достаточно разместить на улице через отверстие в стене.

Работа системы автоматики

Электронная система состоит из блока управления, который представлен платой с набором микросхем, переключателей или их комбинацией. Она обеспечивает бесперебойное функционирование устройства и безопасность. Под контролем находится температура воды, работа вентилятора и циркуляционного насоса.

Отопительный газовый котел отключится в случаях:

• снижения давления газа;
• низкой тяги;
• перегрева теплоносителя.

Программируемые термостаты позволяют установить требуемый режим работы и его изменение на заявленный период времени.

При покупке оборудования лучше обратить внимание на модели со встроенной электроникой, жидкокристаллическим дисплеем, пультом ДУ и возможностью включения дополнительной защиты. Есть агрегаты, которые управляются на расстоянии, через интернет с использованием GSM-модуля.

Отличия одноконтурного и двухконтурных котлов

Первый тип используется только для обогрева. Циркуляция воды в отопительной системе чаще всего происходит естественным образом.

К достоинствам этих моделей относят:

1. Простоту и надежность устройства.
2. Отсутствие потери мощности.
3. Подключение внешнего бойлера для нагрева воды.
4. Относительно низкую цену.

Двухконтурные модели обеспечивают как функцию отопления помещений, так и горячую воду. От односложных конструкция отличается наличием вторичного теплообменника и циркуляционного насоса. Используется турбированная схема.

1. Получение тепла и горячей воды от одного агрегата.
2. Высокий КПД, компактность.
3. Возможность отключения как ГВС, так и отопления, если в них нет необходимости.

Недостаток: нельзя одновременно использовать функции обогрева и получения горячей воды.

Невозможно однозначно сказать, какой котел лучше. Нужно выбирать модель, которая будет оптимально соответствовать условиям эксплуатации. Следует учитывать площадь помещений и особенности климата, количество проживающих и их потребности. Необходимо рассмотреть и другие факторы, влияющие на качество жизни, ведь основное назначение подобных устройств состоит в создании комфортных условий.

Конструкция современного настенного, напольного и двухконтурного газового котла

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 разных видов: настенных, напольных, двухконутрных.

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.

Основная конструкция настенного 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 теплообменника, как правило, одинаково для всех типов газовых котлов 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 настенного 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.

Теплообменник и горелка газового котла

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.

Газовый клапан

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)

Основной элемент в современных настенных газовых котлах. По устройству похож на турбину в машине. Служит для наполнения камеры сгорания воздухом. Таким образом газ в котле прогорает полностью и КПД котла устанавливается на максимально возможном уровне.

Устройство напольного газового котла

Если быть откровенными, то каких-то особых различий между настенными и современными напольными котлами нет. Что внутри, что снаружи – они выполнены идентично. Разница лишь в габаритах. Напольные котлы тяжелее, мощнее и больше (вес такого котла может достигать 100 килограммов, в то время как настенные не достигают и 50). Так что, не задерживаясь на нём долго, перейдём к следующему типу газовых котлов.

Конструкция двухконтурного газового котла

Здесь уже в самом устройстве есть небольшое отличие. В двухконтурных газовых котлах теплообменник не один, а два – первичный и вторичный:

• Первичный теплообменник выполняет ту же роль, что и теплообменник настенного и напольного котлов – служит для отопления помещения и представлена трубкой из меди или стали. Правда, последнюю использовать менее выгодно из-за того, что она склонна к коррозии. Медь лишена такого недостатка.
• Вторичный теплообменник как раз-таки нужен для прогрева воды для хозяйственных нужд. Его могут изготавливать из стали. На него оказывает воздействие температура, несколько меньшая, чем температура, которая достигает первичного теплообменника. Дело в механизме работы самого вторичного теплообменника. По теплообменнику движутся две жидкости: одна – теплоноситель котла, другая – та самая вода, которую владелец планирует использовать для мытья, к примеру. Когда две эти жидкости встречаются, то через тонкий слой металла теплоноситель делится теплом с хозяйственной водой, а затем вновь поступает в первичный теплообменник (восстановить прежнюю температуру). В то время как хозяйственная вода, нагревшись, достигает кранов раковин и ванн. Так и происходит её нагрев. Вторичный теплообменник чаще всего имеет довольно много чередующихся слоёв, что и помогает хорошо прогревать внушительное количество воды.

Так как двухконтурные газовые котлы имеют такую разницу в устройстве по сравнению с одноконтурными, то и их принцип работы несколько отличается.

Слева из латуни исполнен трехходовой клапан. Справа с синей головкой установлен газовый клапан. Сзади блестит вторичный теплообменник.

Конструкция дымохода

Устройство дымохода газового котла крайне важно для работы котла, так как именно благодаря ей выводятся продукты сгорания из аппарата. Правда, представляет он из себя трубку, и в нём нет каких-то особенных приспособлений. Однако они бывают разных типов:

• Металлические. Представляют собой сэндвич-панели из магистралей разного диаметра, выполненные из нержавеющей стали. Пустоты между ними обычно заполняют базальтовым термоизоляционным слоем. Они отличаются высокой надёжностью. Они многослойные и обладают высокими теплоизолирующими свойствами. Но они собираются из большого количества деталей, что не совсем удобно.
• Керамические. Более простые, но не менее прочные модели. Противостоят даже воздействию веществ химического состава. Представляют из себя керамические трубы, обёрнутые минеральной ватой. Однако для них необходимо дополнительно устанавливать конденсаторосборники.
• Коаксиальные дымохода. Прост в эксплуатации и выглядит великолепно. Не требует установки каких-то дополнительных устройств. Не скапливает конденсат, что также является его преимуществом. А представляет из себя что-то вроде конструкции трубы в трубе. Может быть использована для котлов закрытого типа (те, что берут воздух с улицы. Открытые системы берут воздух из дома). То есть по внешней трубе воздух поступает в котёл, а по внутренней – выходит, будучи отработанным.

Ранее довольно популярным был кирпичный дымоход. Но их достаточно трудно установить, да и они довольно громоздкие.

Принцип работы котлов

Итак, одноконтурные котлы работают по следующему принципу:

1. В котёл подаётся вода, которая и выступит в роли теплоносителя.
2. Насос подаёт воду в теплообменник, который, нагреваясь при помощи горелки, передаёт тепло поступившей воде.
3. Теплоноситель двигается дальше, обогревая помещение.
4. Теплообменник нагревается до заданной температуры. Потом система постепенно тушит горелку и переходит в режим ожидания новой команды от термостата.
5. Система выводит продукты сгорания газа.

Двухконтурные же работают по более сложному механизму. Конечно, обогрев дома происходит так же, как и у одноконтурных котлов. Однако тут ещё присутствует обогрев воды для бытовых нужд. Помогает в этом трёхходовой клапан:

1. Если необходимо греть воду, то клапан перекрывает ток теплоносителя к системе отопления. Срабатывает клапан во время открытия крана раковины или ванны.
2. Тогда вода попадает во вторичный теплообменник.
3. Далее трёхходовой клапан перенаправляет воду в первичный или вторичный теплообменник по необходимости.

Вот и всё, что хотелось донести. Надеемся, эта статья была полезной для Вас.