Устройство газового котла: принцип работы, основные узлы и их функции

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит изучить устройство газового котла: выяснить, из каких узлов он состоит и как работает. Мы познакомимся с несколькими наиболее популярными разновидностями устройств и их ключевыми особенностями. Итак, в путь.

Основные узлы настенного котла с принудительной тягой.

Общие принципы

Устройство котлов на газе имеет ряд общих особенностей:

• Источником тепла в них служит пламя горелки, сжигающей газ (природный или пропан-бутан);
• Помещенный в это пламя теплообменник служит для нагрева теплоносителя;
• Подача газа к горелке управляется термостатом, позволяющим регулировать температуру горячей воды на выходе из теплообменника;
• Продукты сгорания (преимущественно водяной пар и углекислота) удаляются из камеры сгорания через дымоход.

Температура продуктов сгорания на выходе современных котлов не превышает 120 °С. Низкая температура на выходе означает высокий КПД прибора. В традиционных котлах он достигает 92%.

Чем ниже температура газов на выходе котла, сразу за камерой сгорания и теплообменником, тем выше КПД.

Особый случай

Конденсационные котлы по праву считаются наиболее экономичными из всех источников тепла. Как устроен газовый котел отопления этого типа?

На его дополнительном теплообменнике, надежно защищенном от коррозии, конденсируется водяной пар, содержащийся в продуктах сгорания. Конденсация достигается снижением температуры теплообменника (и, соответственно, обратного трубопровода отопительной системы).

На испарение воды нужно потратить довольно большое количество энергии; при конденсации пар возвращает ее теплообменнику, что увеличивает КПД котла на 15-16%.

Использование теплоты конденсации водяного пара обеспечивает беспрецедентно высокий КПД прибора.

Разновидности котлов

Несмотря на общий принцип работы, газовые котлы могут сильно различаться конструктивно. Вот несколько примеров.

• Розжиг горелки может быть ручным (с помощью пьезоэлемента) или электронным. Достоинство первого решения — энергонезависимость, полученная ценой заметного уменьшения КПД: при отключении термостатом основной горелки горение поддерживается пилотной (запальником), потребляющей до четверти от общего количества газа.
  Электронный розжиг, с другой стороны, позволяет использовать для регулировки мощности котла отопления выносные термостаты, поддерживающие стабильную температуру воздуха, а не теплоносителя;

Электронный розжиг позволяет прибору работать с внешними термостатами и другими периферийными устройствами.

• Горелки бывают атмосферными (с естественной тягой) и турбированными (с наддувом воздуха). Первые требуют подключения котла к дымоходу или вентканалу достаточного диаметра, чувствительны к сильным ветрам (вплоть до срыва пламени с горелки при порывах ветра) и расходуют воздух из объема котельной. Вторые могут монтироваться на любой внешней стене дома: продукты сгорания принудительно отводятся через внутренний канал коаксиального дымохода, а внешний канал служит отбору уличного воздуха для работы котла;

На фото — коаксиальные дымоходы котлов с турбированными горелками в одной из новостроек Ялты.

Для защиты атмосферной горелки от порывов ветра служит прерыватель тяги — несложное устройство, перекрывающее выходной патрубок при резком росте скорости потока отработанных газов. Цена продающегося отдельно от котла прерывателя — около 1500 рублей.

Прерыватель тяги компенсирует ее увеличение при порывах ветра.

• Приборы производятся в настенном и напольном исполнении. Для настенного газового котла типична интегрированная в корпус обвязка (циркуляционный насос, группа безопасности и расширительный бак), что превращает его в полноценную котельную.
  Зато напольные котлы имеют большую мощность и часто комплектуются более долговечными чугунными теплообменниками;

Циркуляционный насос в корпусе настенного котла.

Элемент группы безопасности — предохранительный клапан.

• Встроенный проточный или накопительный водонагреватель (опция). Одноконтурные и двухконтурные котлы различаются тем, что первые в штатной конфигурации предназначены только для обеспечения теплом системы отопления, а вторые могут обеспечить квартиру или дом горячей водой для хознужд.

Подчеркиваю: одноконтурный прибор можно использовать только для обогрева помещения лишь в штатной конфигурации. Подключить к нему контур ГВС поможет простая инструкция : установите в разрыв розлива отопления бойлер косвенного нагрева.

Основные узлы

Теперь давайте ближе познакомимся с узлами, необходимыми для работы газового котла.

Горелка

Изображение	Описание
	Атмосферная. Достоинство — возможность энергонезависимой работы. Недостатки: расход воздуха из помещения, чувствительность к порывам ветра, монтаж котла только вблизи дымохода. Атмосферной горелкой комплектуется большая часть напольных котлов.
	Турбированная. Достоинства: гибкая регулировка тепловой мощности, независимость от ветра, возможность монтажа котла на любой внешней стене дома. Недостаток — энергозависимость. Используется в настенных котлах с электронным розжигом.

Теплообменник

Теплообменники одноконтурных котлов различаются, прежде всего, материалом, из которого изготовлены.

Изображение	Описание
	Стальной. Достоинства: дешевизна, стойкость к высоким температурам. Недостатки: недолговечность, низкая теплопроводность.
	Медный. Достоинства: высочайшая теплопроводность (медь по этому параметру превосходит сталь в 7 раз), стойкость к коррозии. Недостатки: высокая стоимость; сравнительно низкая термостойкость, ограничивающая максимальную температуру пламени горелки.
	Чугунный. Достоинства: долговечность (чугун стоек к коррозии), большая тепловая мощность (до сотен киловатт). Недостаток: большой вес. Чугунный теплообменник типичен для напольных котлов высокой мощности и часто делается разборным, состоящим из нескольких секций.

Теплообменник двухконтурного газового котла может быть, кроме того, раздельным и коаксиальным битермическим.

Изображение	Описание
	Раздельный. Достоинства: возможность независимой замены (при этом второй теплообменник во время ремонта может функционировать), более простая чистка от накипи. Недостаток: более сложное устройство двухконтурного котла и, как следствие, его более высокая стоимость.
	Коаксиальный битермический: горячая вода и теплоноситель системы отопления циркулируют через разные каналы в одной трубе. Достоинства: компактность, дешевизна. Недостаток: невозможность раздельной замены теплообменников ГВС и отопления, сложная чистка своими руками от неизбежной в контуре ГВС накипи.

Система розжига

Изображение	Описание
	Пьезорозжиг: деформация пьезоэлемента при нажатии кнопки розжига приводит к высоковольтному разряду, поджигающему пилотную горелку. Достоинство: энергонезависимость. Недостатки: невозможность автоматического включения, высокий расход газа постоянно горящим запальником.
	Электронный: источником высоковольтного разряда становится управляемый автоматикой трансформатор. Достоинства: возможность программирования и подключение внешних устройств (термостатов, модулей GSM). Недостаток — энергозависимость.

Заключение

Теперь вы знакомы с устройством газового котла отопления. Как всегда, дополнительные материалы можно найти в видео в этой статье. Жду ваших вопросов и дополнений в форме для комментариев. Успехов, камрады!