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:

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

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.