Как работает газовая горелка для печи – виды, преимущества использования

Отопительная система, где главным элементом является газовая печь — распространенный вид обогрева частных домовладений и коттеджей. В пользу природного газа как источника тепла говорит многое: высокий КПД, экологичность, возможность сделать процесс отопления полностью автоматизированным. Само топливо тоже является самым недорогим в настоящее время, если, конечно, не брать в расчёт энергию ветра и солнечное излучение. Но эти способы пока не нашли своего широкого спроса из-за недоступной цены оборудования.

Качество газового отопления зависит от того, как эффективно работает газовая горелка для печи.

Принцип работы

К газовым печкам редко подключают водяные контуры. Нагревается помещение напрямую — разогретым воздухом от печки. Разница с твердотопливной печью только в том, что используется природный газ, а не дрова.

Совет. В газовые печи очень просто вмонтировать водяной контур с теплообменником или водяной бачок, иногда подключают систему, которая позволяет вывести теплые воздушные массы в смежные помещения.

Существуют варианты газовых печей, комбинированных с твердотопливным агрегатом, либо работающем на электричестве. Есть универсальные горелки, которые работают на солярке, если в этом возникает необходимость.

Важно. Все монтажные, а так же ремонтные работы, связанные с газовым топливом, должны выполнять исключительно представители специализированной организации, имеющей соответствующее разрешение.

Какими бывают газовые печи

С помощью газовых печей отапливают домовладения и дачные домики, однако наибольшую популярность такие устройства приобрели при сооружении бань. Чаще всего для этого случая покупают агрегаты заводского изготовления, которые имеют металлический корпус. При этом нужно правильно подобрать модель по мощности и предназначению, учитывая условия эксплуатации. Сооружают и кирпичные печи.

По способу генерирования тепла печи можно разделить на два вида:

1. Имеющие камеру сгорания. Газ поступает в отопительную камеру и при горении нагревает её стены.
2. Печь с теплообменником. В конструкциях этих обогревательных агрегатов газ поступает в изогнутую жаропрочную стальную трубку, которая выполняет роль теплообменника.

Во втором случае печи оснащаются дополнительно системой принудительной подачи воздуха и выводом продуктов сгорания.

Газовые печи различают по теплоёмкости. Этот показатель зависит от возможности агрегата накапливать тепло.

По такому параметру печи подразделяют на следующие категории:

1. Печи постоянного горения. У них более тонкие стены, которые остывают достаточно быстро. Однако есть и существенный плюс — так же быстро они и прогревают комнату., отдавая тепло наружу. Чтобы в помещении поддерживать постоянную комфортную температуру, печь должна быть в режиме «включено». Это типичный дачный вариант. Можно приехать и сразу согреться.
2. Печь периодической топки. Это массивное теплоёмкое сооружение, которое способно отдавать тепло даже после того, как газ перекрыт. Для того, чтобы сохранить тепло, каналы и камеру сгорания отделывают глиняным кирпичом. Очень удобно ставить такие печи в банях. Они в короткий срок прогреют камни и начнут отдавать тепло в течение длительного времени. Для обогрева домовладений этот вариант так же более приемлем.

Важно. Газовые печи могут функционировать как от магистрали природного газа, так и от баллонного. Распространены печи, функционирующие на биотопливе. Подобный камин на биотопливе также весьма эффективен. Для него нужно немного усовершенствовать конструкцию.

Выбираем горелку

Печные газовые горелки, которые устанавливают в печь домовладения или дачного домика схожи между собой. Как и газовая горелка для котла, она имеет камеру сгорания (теплообменник), корпус, систему дымоотвода, каналы для нагретого воздуха и автоматический блок.

Однако есть одна обязательная деталь, которая имеет в каждом случае свои особенности — газовая горелка для печки. Именно она отвечает за КПД отопительного агрегата, мощностные характеристики, экономное расходование топлива, безопасную эксплуатацию и другие важные параметры.

В газовой горелке происходит процесс смешивания газа с кислородом, в ней находится блок управления процессом горения топлива. С его помощью можно выставить определённый режим, настроенный на уровень температуры, который требуется для обогрева. Котлы и печки часто имеют одинаковые модели горелок.

Одноступенчатые атмосферные газовые горелки для домашней печи не сложные в применении, их легко вмонтировать в отопительный блок. Им не нужная электроподпитка. Такую горелку ставят на лицевую сторону, туда, где располагается топочная дверка.

Важно. Чтобы подобрать горелку, нужно знать её мощность, она заключается в возможности данной модели перерабатывать определённое количество топлива в заданный промежуток времени.

Какими бывают горелки

Если газовую горелку рассматривать с точки зрения способа управлением тепловой мощностью, то все модели можно разделить на следующие категории:

1. Одноступенчатые. В данном случае подача (отключение) газа происходит автоматически, по сигналу реостата.
2. Двухступенчатые. Горелка имеет конструктивную возможность переходить в экономный режим. Этот процесс регулируется автоматически.
3. Горелки с плавающей регулировкой. Мощность горелки можно изменять плавно, от 10 до 100 процентов.

Горелки подразделяются по способу подачи воздуха:

1. Атмосферные. В данном варианте не нужно электричество, воздух поступает к горелке под естественным действием тяги. КПД не очень высокое, не больше 90 процентов. Это простая конструкция: труба с отверстиями, куда подаётся топливо. Работает она в камерах сгорания открытого типа. Их можно быстро переоборудовать при необходимости под жидкое топливо, срок службы у таких горелок очень долгий. Однако такие горелки предъявляют к себе повышенные требования безопасности.
2. Наддувные. Их ещё называют дутьевыми или вентиляторными горелками. Это довольно сложная конструкция. Воздух к горелке подаётся вентилятором, камера сгорания в этом случае закрытая. КПД превышает 95 процентов. Печам с такими горелками не нужны громоздкие дымоходы. Печь при этом стабильно работает даже при низком давлении газа. Однако они производят много шума и энергозависимые.
3. Диффузно-кинетические. Воздух в камеру сгорания нагнетается частично, остальная часть подводится сразу к пламени.

Важно. В капитальных устройствах с высокой теплоёмкостью, при высокой мощности печи горелка способна перегреться. Рекомендуется ставить модель, устойчивую к высокому температурному режиму.

Тип розжига

Все горелки можно поделить по типу розжига:

1. Электронного типа. В них нет постоянно работающего запальника. Для работы требуется электричество. Электророзжиг является одним из самых удобных изобретений для современных отопительных агрегатов. Благодаря ему эксплуатация печей стала максимально комфортной. Электророзжиг дает возможность зажигать пламя горелки безопасно, не используя подручные средства фитили или зажигалки.
2. Горелки с пьезорозжигом. Электроэнергия не нужна.

Иногда требуются особые условия работы, например, в печи для бани ставят горелки, которые должны хорошо распределять пламя. Это рассекатели или обычные распределительные трубки. Так работают кухонные газовые духовки.

Расход топлива, проходящего через горелку может меняться в широких пределах и зависеть от ее конструкции.

Газовые форсунки для печи должны быть безопасными и энергоэффективными. Этого можно добиться, если соблюдать все технические требования. Самодеятельность в этом вопросе может только навредить. Поэтому монтаж газовых горелок должны выполнять специалисты.

Газовая горелка для отопления дома

Газовые горелки для отопления

Неотъемлемой составляющей котлов являются газовые горелки для котлов отопления. Горелка представляет собой устройство для совмещения кислорода с топливом (газом), после чего данная смесь подается к выходному отверстию для дальнейшего ее сгорания с образованием огня. Они просты в использовании и имеют несложную конструкцию. Для розжига требуется очень мало времени, она не подвержена к самопроизвольным взрывам и очень тихо работает. Их используют на разном оборудовании – водогрейных колонках, тепловых генераторах, отопительных котлах, тепловых пушках (передвижные воздухонагреватели) и многом другом.

Горелки для газа могут эксплуатироваться на разном топливе: на природном и на сжиженном газе, который поставляется в специальных газовых баллонах. Их использование безопасно и экономически выгодно, особенно для частного сектора.

Горелки могут иметь различные режимы:

Одноступенчатые газовые горелки

Такие газовые горелки для котлов работают только в двух основных режимах: включена – выключена. Они предназначены для отопительных котлов с небольшим диапазоном мощности и могут работать только в одном его показателе. Автоматика оборудования приводит в действие горелку, когда температура в системе отопления понижается, и отключает ее после нагрева.

Данный тип устройства рекомендуют использовать с кислородом, который подается принудительно (надувной способ) и может быть вентиляторным, сменным или навесным. Возникающий шум от их работы можно приглушить звукоизолирующими кожухами или шумоглушителями. При использовании одноступенчатых горелок возможно использование различных газов:

Для отопления жилого дома используются одноступенчатые горелки разной мощности. Оборудование такой котельной не требует больших финансовых вложений. Также они могут разниться друг от друга различной модификацией:

Двухступенчатые газовые горелки

Они могут эксплуатироваться уже в более сложном режиме – на малой и предустановленной мощности – и имеют атмосферную горелку, которая работает гораздо тише одноступенчатой надувной.

Малая мощность позволяет запускать газовые горелки для отопления и работать в пониженном режиме. Это подходит к осенне-весеннему периоду, когда на улице еще тепло и не требуется усиленного обогрева помещения. Исходя из этого, стоимость двухступенчатой горелки несколько выше одноступенчатой, но в использовании она удобнее и дает больше возможностей в эксплуатации.

Модулируемые или плавно-двухступенчатые

Этот вариант подходит тем, кто хочет устроить систему отопления полностью независимую и автоматизированную, с регулированием, которое будет зависеть от климатических условий, а также экономичную, с низким расходом топлива. Такая система позволит программировать мощность и регулировать рабочий процесс устройства, что дает преимущества в использовании модульных приборов.

Газовые горелки для котлов отопления являются неотъемлемым элементом при монтаже котельной частного дома и его отопительной системы, поэтому к их выбору необходимо подходить правильно и обдуманно. Ведь от этого зависит функциональность отопительного оборудования и всей системы обогрева дома. Устанавливаться оборудование должно по всем правилам техники безопасности в специально отведенном для этого помещении квалифицированными специалистами.

Газовая печь как основной элемент системы отопления частного дома или дачи

Среди всех типов топлива природный газ по праву считается одним из самых практичных. Это наиболее распространённый способ реализации отопления. В его актив можно занести высокий КПД оборудования, компактность систем, «чистоту» процессов, возможность использовать автоматику. Самое главное, что все газовые установки являются самыми экономичными (не считая дровяных), это касается как расходов на топливо, так и обслуживания системы. Подобная универсальность закономерно должна была вылиться в большое разнообразие газового оборудования для отопления. Это может быть котёл, инфракрасный излучатель, конвектор и, конечно, газовая печь.

Как работает печное газовое отопление

Современная газовая печь для отопления дома функционирует по тому же принципу, что и её дровяные аналоги. Это в любом случае будет местная система, которая, как правило, не использует жидкий теплоноситель, а осуществляет прогрев помещений за счёт конвективного движения нагретого от горячих поверхностей воздуха. Главное отличие – в топке горит не древесина или уголь, а горючий газ, смешанный с воздухом в определённой пропорции.

Обратите внимание! В печь отопления, работающую на газе, без проблем можно интегрировать контур водяного отопления или водяной бак, а также подключить к ней систему распределения воздуха в соседние помещения.

Иногда газовые печи комбинируют с электрическими или твердотопливными отопительными устройствами. Также применяются горелки, работающие на газе, которые, если нужно, переключаются на жидкое топливо.

Обратите внимание! Твердотопливные печи с встроенной газовой горелкой не остывают между топками, поэтому по ряду технических причин их продуктивность существенно возрастает, а температурный режим в помещениях по комфорту приближается к показателям центрального отопления.

Типы печей для газового отопления

Газовые печи часто используются для отопления жилых помещений, но в основном они получили распространение при строительстве бань. Как правило, это готовые заводские модели в металлических корпусах, рассчитанные для тех или иных условий эксплуатации, с учётом проектных расчётов. Собираются и кирпичные аналоги под газ.

По способу генерирования тепла

По способу генерирования тепла печи разделяются на два основных типа:

В первом случае газообразное топливо поступает в огнеупорную камеру, где, сгорая, нагревает её стенки. Температура воздуха повышается, когда он проходит сквозь отверстия в кожухе и соприкасается с наружной поверхностью камеры. Второй вариант – это отопительные газовые печи для дома, которые часто ещё называют «обогревателями». В таких конструкциях горящий газ подаётся и в изогнутую жаростойкую трубу из стали, которая одновременно является и теплообменником.

Как и твердотопливные отопительные устройства, газовые агрегаты могут отличаться по теплоёмкость. Всё зависит от способности печи аккумулировать тепловую энергию. По этому признаку газовые печи для дома классифицируется на печи:

Печное оборудование постоянного горения не имеет мощных стенок, быстро остывает. Но при этом и быстро нагревает помещение, так как воздух без каких-либо препятствий принимает энергию от разогретых тонких стенок. Чтобы обеспечить устойчивый температурный режим, печка всегда должна быть «включена». Это подходящая газовая печь для дачи, куда люди приезжают время от времени, и нужно в оперативном режиме нагревать дом до комфортной температуры.

Системы периодической топки имеют теплоёмкий массив, который, нагреваясь, потом (после прекращения подачи газа) какое-то время отдаёт тепло. Для создания аккумулирующего массива обычно применяется глиняный кирпич, которым могут быть выложены каналы, обложена камера сгорания, также делают простые отопительные щитки. Кстати, из-за высокой теплотворности банные печи на газе могут прогревать большую массу камней и «работать» на отопление несколько часов – это классический пример. Теплоёмкие печки для домашнего использования более актуальны.

Обратите внимание! Многие отопительные газовые печи для дома и дачи могут работать как при подключении к общей системе, так и от сжиженного баллонного газа, в том числе на биотопливе, полученном путём разложения органических отходов. Следует только выполнить необходимые перенастройки оборудования.

Какую газовую горелку выбрать для отопления

Заводские газовые печи для дома или дачи по своей конструкции во многом похожи. Почти все они имеют камеру сгорания (или теплообменник), корпус/кожух, систему дымоудаления, отводящие плоскости/проёмы/отверстия для горячего воздуха, автоматику. Но есть ключевой элемент, который в том или ином виде применяется во всех приборах.

Горелка – это сердце любого агрегата для газового отопления, от которого зависит КПД, мощность генератора тепла, экономичность, безопасность, общая функциональность. Именно в ней происходит смешивание газообразного топлива с кислородом, и в ней же находится автоматика и основные управляющие механизмы, которые обеспечивают устойчивое горение в различных режимах. Одни и те же модели горелок, в принципе, могут применяться и в котлах, и в печах.

Устанавливается газовая горелка в печь с лицевой стороны, примерно на том месте, где обычно в дровяных печках располагается дверца топки. Важным техническим показателем горелок является номинальная мощность (указывается в кВт), которая в первую очередь зависит от способности конкретной модели горелки сжигать заданное количество газа за определённое время.

Виды газовых горелок для печей

По типу управления тепловой мощностью горелки бывают:

• одноступенчатые (автоматика включает или выключает подачу топлива);
• двухступенчатые (отопительное устройство может перейти в режим экономного прогрева, например, со 100% на 40%);
• плавающая регулировка (мощность изменяется плавно – в пределах 10-100%).

По типу подачи воздуха газовые горелки для печей разделяются на:

• атмосферные (воздух засасывается «самотёком» под действием тяги, нет привязки к электричеству, КПД не более 90%);
• наддувные (вентилятор подаёт воздух при закрытой камере, есть зависимость от электроснабжения, КПД – выше 95%).

Обратите внимание! В каменных теплоёмких устройствах (особенно при большой мощности), или если изготавливается газовая плавильная печь своими руками – горелка может перегреваться, поэтому необходимо применять модели устойчивого к высоким температурам типа «НТ».

По типу розжига горелки делятся на изделия, оснащённые:

• электронным розжигом (нет постоянно горящего запальника, зависим от электричества);
• пьезорозжигом (нет привязки к электросети).

Также, чтобы тело отопительного устройства (например для бани) равномерно прогревалось, нужны горелки, которые лучше распределяют пламя. Как выход из положения используются различные рассекатели факела или распределяющие трубки (как в обычной кухонной духовке).

Отопление газом будет эффективным и безопасным, только если при разработке и монтаже системы будут соблюдаться все технические требования. Это тот редкий случай, когда никак не обойтись без специалистов в своей области.

Как используются для отопления бытовые газовые горелки

Обеспечив надежный обогрев помещений, можно зимой не беспокоиться о температуре в помещений. Прежде всего, необходимо выбрать схему разводки труб и определиться с типом котла, самыми распространенными из которых являются газовые.

При этом важно решить, сколько контуром предпочтительно иметь, какого вида будет камера сгорания. И одним из определяющих факторов, влияющих на выбор, станет подбор газовой горелки, являющейся сердцем любого бытового отопления. Именно она определяет эксплуатационные и экологические качества отопительного прибора.

Назначение и требования

Для того чтобы обеспечить непрерывный процесс горения, газ должен быть смешан с кислородом. Горелка – это оборудование, в которое газ подается, смешивается с атмосферным воздухом, загорается и сжигается, обеспечивая равномерное распределение пламени.

Отопительная газовая горелка

Для нормального функционирования устройства в нем должны быть реализованы определенные требования:

• Достаточное насыщение газа кислородом;
• Полнота сгорания полученной смеси при различных нагрузках;
• Подогрев до температуры воспламенения и надежное возгорание, получаемое при помощи электрического или пьезоподжига;
• Хорошие монтажные и эксплуатационные качества, обеспечивающие надежную и длительную работу;
• Бесшумная работа и отсутствие вибраций;
• Минимальное количество токсичных выбросов при сгорании.

Инфракрасный нагрев

Для обогрева жилых коттеджей и различных подсобных помещений можно применять газовые горелки, производящие отопление за счет инфракрасных лучей. Более мощные приборы устанавливаются в домах, гаражах или сараях. Для небольших палаток или тентов подойдут экономные компактные устройства. Нагрев происходит за счет инфракрасного излучения вмонтированных металлических или керамических пластин, раскаленных при сжигании газа.

Особенностью таких горелок является то, что нагрев направлен на предметы, расположенные в комнате, стены, пол, а воздух обогревается вторичным теплом, от нагревшихся предметов. Такие аппараты позволяют отапливать все помещение или определенную зону, на которую направляется излучение. Одинаково эффективным будет обогрев открытых площадок, тротуаров или зданий.

Нагрев производится практически моментально и не имеет никакой инерции. После включения наступает ощущение комфорта, что позволяет использовать аппараты несколько часов в день.

Большая эффективность инфракрасных аппаратов обусловлена тем, что при действии на кожу человека инфракрасные лучи вызывают улучшенное кровообращение, благодаря чему для создания комфортных условий можно поддерживать температуру в комнате на 1-2 град С ниже, чем при обычном отоплении.

Любая газовая горелка должна состоять из таких основных частей:

Бытовые газовые горелки

• точки подвода газа;
• разветвленных газопроводов, позволяющих подключение аппаратов в различных точках помещения;
• узел учета топлива, запорная арматура;
• горелка;
• автоматика, обеспечивающая розжиг и управление.

Такие приборы одинаково эффективны, работая на природном и сжиженном газе. Для смены типа топлива достаточно поменять форсунку и переключить подающий газопровод.

В помещениях, где не рационально обеспечивать постоянное присутствие людей, контролирующих работу аппарата, следует его максимально автоматизировать и обязательно установить систему выключения подачи газа, если пламя погаснет. При отоплении газовыми горелками для регулирования теплоотдачи используется увеличение или уменьшение количества включенных аппаратов.

Что необходимо учитывать при расчете системы отопления?

Для начала нужно определить, какая площадь будет обогреваться при помощи стационарных газовых горелок. При этом нужно учитывать, что допустимая для человека интенсивность облучения зависит от температуры в помещении. Эти величины определены опытным путем, рассчитаны по формулам и занесены в таблицу.

Зависимость допустимого диапазона ИК излучения от температуры

Если отклонение величины интенсивности менее чем 10%, она оказывает на человека минимальное влияние. Определяя места размещения горелок, нужно учитывать величину рассеивателей, расстояние между соседними приборами и высоту расположения над полом.

На практике дистанция между аппаратами должна быть меньше, чем расстояние до пола. В угловых рядах взаимное влияние устройств значительно меньше, а теплоотдача вблизи наружных стен достаточно высока, поэтому крайние устройства должны располагаться с меньшим шагом, или иметь повышенную тепловую мощность.

Отопление при помощи инфракрасных газовых горелок более экономично и достаточно эффективно, но присущие ему недостатки существенно ограничивают сферу применения:

• сложность разводки трубопроводов;
• обеспечение вентиляции;
• ограничение по применению вблизи легковоспламеняющихся предметов или веществ, которые могут разлагаться под действием на них излучения;
• высокая зависимость от состава газа;
• пониженный ресурс.

Такие горелки мало применимы в жилых помещениях, но достаточно популярны при отоплении теплиц, подсобных помещений или гаражей.

Использование в газовых котлах

Газовая горелка, используемая в более традиционных котлах, выполняет такую же функцию: подготовка кислородно-газовой смеси, розжиг и обеспечение равномерного горения. Отличием этих аппаратов является место установки. Они крепятся в отопительных котлах в камере сгорания и нагревают теплоноситель в системе отопления. Классификация проводится по способу смешивания компонентов.

Атмосферные горелки характеризуются простотой конструкции, отсутствием шума при работе и низкой стоимостью. Они отличаются наличием предварительного смешиванием газа и кислорода без использования вентиляторов. Через форсунки топливо из трубопровода подается вместе с первичным воздухом в эжектор, где происходит их смешивание. Затем в присутствии дополнительного вторичного воздуха проходит розжиг и горение смеси. В свою очередь в атмосферных устройствах можно выделить несколько видов в зависимости от степени предварительного смешивания:

• диффузионные, которые не производят предварительную газовоздушную смесь, позволяют получить более стабильное пламя при малых мощностях, но требуют больших размеров при увеличении нагрузок;
• кинетические с максимальным смешиванием компонентов до воспламенения;
• диффузионно-кинетические, обеспечивающие смешивание воздуха до горения и в его процессе, позволяют увеличить скорость горения.

Вентиляторные горелки имеют принудительную подачу воздуха, осуществляющуюся посредством вентилятора. Такие устройства позволяют точно регулировать количество кислорода. Смешивание компонентов происходит на выходе из устройства. Преимуществом вентиляторных газовых горелок признана высокая степень автоматизации, значительно повышающая надежность и безопасность отопления. Применение блочных аппаратов делает более удобной их эксплуатацию, позволяя выполнять ремонтные и профилактические работы без демонтажа агрегата.

Диффузно-кинетический вид является гибридным и позволяет подавать часть воздуха в камеру сгорания, а потом прямо в огонь.

Комбинированные применяется для использования несколько видов топлива и применяются для экономии газа или в местах, где невозможно подключение к магистрали.

Каждый вариант обеспечивает эксплуатацию котла при определенных условиях. Некоторые модели оснащаются вариаторами, позволяющими изменять мощность горелки благодаря изменению скорости вращения вентилятора. Модуляция пламени позволяет в зависимости от внешних условий регулировать интенсивность горения, что обеспечивает значительное повышение эффективности работы и снижение расхода топлива.

В основном для работы такого оборудования применяется природный газ.

Для перехода на сжиженный нужно переключить вентиль на подачу с баллона, поменять насадку и перенастроить автоматику. Все операции с подключением и настройкой газового оборудования лучше поручить специалистам, имеющим допуск к проведению подобных работ.

Горелка для отопления

Основной характеристикой горелок является полнота сгорания газов и температура горения. Эти показатели напрямую связаны с видом применяемого топлива. Сжиженный пропан-бутан находится в закрытых емкостях и перед использованием требует понижения давления – регазификации.

Состав природного газа может быть различным на каждом месторождении, но основу его составляет метан. Параметры горения определяются с учетом определяющего избыток воздуха коэффициента, равного отношению содержания реально используемого для горения количества воздуха к теоретическому, постоянному для различных видов газа.

Изменение параметров горения в зависимости от коэффициента избытка воздуха