Конструктивные особенности и принцип работы газовых горелок для котла

Как правильно выбрать газовую горелку для печи или котла

Газовое оборудование при неправильной эксплуатации сопряжено с определенным риском. Необходимо правильно подбирать печную газовую горелку (узловые детали), а для этого нужно иметь общее представление о конструктивных отличиях устройств

При покупке важно знать, на какие виды делится изделие по способу сжигания топлива в котле:

Газовые горелки могут использоваться и в твердотопливных печах

• атмосферная горелка;
• надувная.

Не каждому производителю стоит доверять, покупку лучше осуществлять у официальных дилеров, предоставляющих сертификаты и всю техническую документацию. В случае приобретения некачественных комплектующих или узлов будет кому предъявить претензии.

Тепловое оборудование на газу отличается разными особенностями, включая способ розжига и регулировки пламени

При покупке специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие показатели:

• мощность теплогенератора;
• требовательность к качеству газовой смеси;
• возможность автоматического регулирования;
• авторитет фирмы и страны-производителя;
• соотношение «цена- качество».

Горелки для напольных котлов предлагаются в таких вариантах:

• атмосферные;
• наддувные,
• пьезо;
• электронные.

Для правильной настройки газовой горелки лучше обратиться к специалистам

По регулировкам мощности можно выбрать горелку:

• 1-ступенчатую;
• 2-ступенчатую;
• с плавным переходом;
• с автоматической регулировкой.

Поток газовой смеси в разных котлах бывает:

• прямоточный;
• закрученный (более мощный).

Наиболее востребованными считаются горелки газовые для котлов немецкого производства (Buderus, Vaillant), словацкого (Protherm) и итальянского (Lamborghini). Среди изделий, выпускаемых отечественными компаниями, хорошо зарекомендовало себя оборудование «Лемаркс», «Вакула» и «Конорд». Среди промышленных приборов – горелки серии «Импульс».

Продолжительность и продуктивность работы любого агрегата зависит от правильного выбора и грамотной эксплуатации. Газовое оборудование приобретают не по принципу, где «дешевле» или «мощнее», а согласно имеющемуся типу котла.

Особенности обслуживания

В газовой горелке собирается накипь, которую необходимо удалять регулярно

Газовые горелки, подобно другим узлам, работающим в условиях высоких температур, нуждается в регулярном уходе и обслуживании. В соответствии с действующими нормативами во время функционирования газового оборудования запрещены любые вмешательство в его работу, в том числе с профилактическими целями. Сделать это можно только после остановки текущего процесса и полного затухания пламени в камере сгорания.

Порядок подготовки системы к техобслуживанию:

1. Перекрывается газовая магистраль, после чего котел отключается от энергоснабжения.
2. Узел демонтируется со своего рабочего места.
3. Форсунка очищается от нагара, скопившегося на зажигательных электродах.
4. Проводится чистка рабочей камеры.

При необходимости меняется фильтр, установленный на газовом клапане.

Основные виды газового оборудования

Бытовые газовые котлы, используемые для отопления, сегодня представляют собой совершенный вид нагревательной техники. Благодаря техническому прогрессу удалось не только модернизировать конструкцию газо-нагревательного агрегата, но и оснастить котел системами автоматики. На данный момент для отопления квартиры, частного дома и других жилых помещений выпускаются следующие виды бытовых газовых котлов, отличающиеся типом размещения:

• агрегаты в напольном исполнении;
• изделия настенного типа.

У каждого типа агрегатов имеются свои особенности конструкции, плюсы и минусы. Место размещения нагревательного оборудования в условиях борьбы за каждый квадратный метр жилой площади играет сегодня важную роль.

Напольные газовые котлы до сегодняшнего дня считаются наиболее распространенным вариантом газо-нагревательного оборудования. Газовыми котлами данного типа сегодня отапливаются практически все частные дома, коттеджи и дачи, причина такой популярности — простота и надежность конструкции агрегата. Большинство моделей имеют достаточную мощность для эффективного обогрева всех внутренних помещений жилого дома и осуществления горячего водоснабжения.

Несмотря на преимущества в мощности и производительности, напольные приборы имеют существенный недостаток — потребность в отдельном помещении для их установки.

Условиям малогабаритной городской квартиры или дачного домика идеально соответствуют нагревательные газовые агрегаты настенного исполнения. Основное преимущество настенных котлов — компактность и универсальность. Современные модели удачно вписываются в любой интерьер жилого помещения и не предъявляют повышенных требований к несущей способности основания, на которое производится монтаж.

Технически монтаж возможен в любом помещении, имеющем наружную стену или возможность подключения агрегата к центральному дымоходу. Однако в целях безопасности размещение газового котла в жилых и спальных комнатах запрещено, для этой цели можно использовать подсобные помещения, ванные, кухню и даже чердак. При условии оборудования вентиляции настенный котел можно установить и в подвале. Однако, окончательную оценку возможности размещения газового котла в том или ином месте должен всё же дать специалист газовой службы.

По уровню технической оснащенности настенные модели схожи с мини-котельными — в маленьком корпусе компактно размещаются горелка в камере сгорания, теплообменник и автоматика.

Разобравшись с видами котлов по типу размещения, важно оценить особенности внутреннего устройства котлов. Основная статья: газовая горелка своими руками

Основная статья: газовая горелка своими руками.

Классификация газовых горелок

Долгое время на рынке царствовали самые простые котлы, лишенные сложной электроники и продвинутой автоматики. Они нуждались в полноценных дымоходах и должны были устанавливаться в помещениях с хорошей вентиляцией. Сегодня в продаже присутствуют агрегаты, которые могут эксплуатироваться практически в любых условиях. Наравне с ними продаются и традиционные модели. Все они отличаются конструкцией газовых горелок.

Атмосферные газовые горелки

Применение газовых горелок атмосферного типа значительно упрощает конструкцию отопительного оборудования. Они работают за счет естественного притока кислорода, а для удаления продуктов сгорания задействуются полноценные дымоходы. Так как кислород забирается из помещения, то в нем должна быть хорошая вентиляция. Давайте рассмотрим основные достоинства атмосферных котлов:

• Простота конструкции – оказывает прямое влияние на стоимость оборудования;
• Низкий уровень шума – здесь отсутствуют дополнительные вентиляторы, гудит только пламя;
• Более высокая надежность – здесь срабатывает вполне понятная закономерность, что оборудование с минимумом деталей ломается гораздо меньше и реже;
• Энергонезависимость – благодаря этому оборудование может работать в зданиях, в которых отсутствует электрификация.

Есть и некоторые недостатки:

• Не самый высокий КПД – с этим недостатком приходится мириться. Более совершенные газовые котлы с закрытыми горелками более экономичны и эффективны;
• Необходимость в наличии полноценного дымохода, выходящего на крышу – в строящихся домах это дополнительные расходы;
• Установка котла с атмосферной газовой горелкой должна осуществляться в специально отведенном помещении, где есть вентиляция и окошко – иногда следовать данным требованиям проблематично.

Также необходимо отметить возможность неполного сгорания газового топлива.

«Турбированные» горелки

Мы вплотную подошли к самому современному отопительному оборудованию, оснащаемому газовыми горелками закрытого типа. Такие котлы нередко называют «турбированными». Они оснащаются компактными дымоходами, нередко выходящими прямо за противоположную стенку. Это очень удобно, особенно, когда здание находится на стадии строительства – не нужно мучиться с обустройством дымохода и вентиляционных каналов.

Отопительный котел с закрытой камерой сгорания – это отопительный агрегат, в котором газовая горелка заключена в специальную камеру. Кислород сюда поступает извне, через специальный коаксиальный дымоход. Через него же удаляются продукты сгорания. Управляет всеми потоками мощный вентилятор с автоматически регулируемыми оборотами. При желании, «турбированный» котел можно смонтировать в абсолютно герметичном помещении, лишенном вентиляции и окон.

Достоинства газовых котлов с закрытыми горелками:

• Возможность монтажа в любых помещениях – на кухнях, в подвалах, в ванных комнатах (хоть в спальне);
• Повышенная безопасность – газ горит в изолированной камере. Даже если он потухнет, а автоматика на это не отреагирует, газовоздушная смесь будет удалена за пределы квартиры/дома;
• Повышенный КПД – газовые котлы с закрытыми горелками действительно более эффективны, но это относится далеко не ко всем моделям;
• Более эффективное управление температурой – для этого здесь применяется система регулировки частоты вращения вала вентилятора;
• Высокая экологическая чистота – топливо сгорает практически полностью.

К сожалению, не обошлось и без недостатков:

За повышенную безопасность и увелинный КПД придется заплатить высоким уровнем шума и возросшими счетами за обслуживание.

• Повышенная сложность – газовые горелки для котлов отопления обладают более сложной конструкцией, что затрудняет проведение ремонтных работ;
• Чуть сниженная надежность – чем больше деталей, тем ниже надежность системы (особенно часто подводят самые дешевые образцы и китайские модели);
• Высокая цена – для того чтобы купить «турбированный» котел, придется выложить круглую сумму (они стоят на 10-15% дороже своих атмосферных аналогов);
• Повышенный уровень шума – установленный в системе вентилятор издает гул (уровень шума зависит от конкретной модели);
• Отсутствие энергонезависимости – при отключении света оборудование остановит свою работу. Проблема решается установкой источника бесперебойного питания.

Несмотря на это, использование данных котлов для обогрева домов и квартир становится определенной тенденцией.

Наддувные горелки

Для работы с котлами, оборудованными закрытой камерой сгорания, предназначены наддувные, или дутьевые, горелки. Воздух здесь нагнетается принудительно вентиляторами. В этом случае появляется дополнительная возможность гибкого регулирования мощности потока газовоздушной смеси, в связи с чем, появляется реальное достижение высоких показателей КПД.

Наддувные горелки имеют более сложную конструкцию. Примечательно, что воздух в данное устройство подается частями, но смешивается он с газом практически мгновенно. Газовые котлы, в свою очередь, также имеют свои отличия от тех, которые работают в паре с атмосферными горелками.

Схематично котел представляется собой вставленные друг в друга бочки разного диаметра и глубины таким образом, что их дно находится вверху. Между стенками циркулирует теплоноситель, подогревающийся от факела горелки сразу с нескольких сторон – сверху и по бокам. Подобная конструкция обеспечивает высокую производительность оборудования.

Современные наддувные горелки в обязательном порядке оснащаются автоматикой, обеспечивающей бесперебойную и надежную работу отопительного оборудования. Внешне они выглядят как блок, внутри которого находится сама горелка со встроенным электровентилятором.

Рассматриваемые устройства подразделяются на:

• вихревые, оборудованные круглыми выходными отверстиями. Обеспечивают мощный приток воздуха и стабильное горение;
• прямоточные, подающие горючую смесь через выходные отверстия, имеющие различную форму (круг, щель, прямоугольник).

Преимущества

Следует справедливо отметить, что наддувные газовые горелки:

• безопасны – процесс сгорания происходит в изолированном пространстве;
• высокопроизводительны и высокоэффективны, благодаря своим конструктивным особенностям, КПД составляет около 95%;
• малочувствительны к перепадам давления – понижение показателя компенсируется наличием вентилятора;
• экологичны;
• имеют возможность замены на другие виды горелок.

Недостатки

Не так легко встретить оборудование, лишенное недостатков. У дутьевых горелок они также присутствуют:

• наличие шума при работе диктует необходимость установки котла в отдельном помещении;
• зависимость от электроэнергии требует присутствия в системе ИБП;
• объемные габариты делают невозможным монтаж отопительного оборудования в помещениях малой площади;
• высокая стоимость устройства препятствует использованию его всеми категориями потребителей.

Прочие различия

Рассмотрим разделение газовых горелок по типу розжига. Самый простой вариант – с горящим запальником (фитилем). При срабатывании автоматики, фитиль поджигает газ и котел начинает греть теплоноситель. Минусов здесь два – повышенное потребление газа и низкая безопасность (запальник может потухнуть). Первичный розжиг осуществляется спичками или с помощью пьезоэлемента, дающего искру.

Природный газ из магистрали дает ровное горение, не образуя излишней копоти на стенках дымоходной трубы.

Электронный розжиг горелки предусматривает наличие в газовом котле высоковольтного преобразователя. Энергия берется от батареек или электрической сети. Первый вариант применяется в энергонезависимых котлах, в которых отсутствует электронная автоматика. Второй вариант актуален для сложных агрегатов с электроникой на борту. Вместе с таким розжигом часто ставятся модули ионизационного контроля наличия пламени.

Также существует дележка по виду используемого топлива. Природный газ, поставляемый из магистрали, более чистый, он подается с оптимальным давлением (случаи скачков давления в обе стороны мы не рассматриваем). Пламя в котле получается чистым, без копоти. Оборудование подключается к сети без переделок. Существуют горелки, умеющие работать на пропане – для этого нужна настройка системы и установка жиклера. Пламя от горения пропана отдает желтым цветом, наблюдается повышенное отложение копоти на дымоходе.

Жиклеры позволяют нормализовать давление пропана до приемлемого значения – они поставляются в комплекте или приобретаются отдельно.

Что представляет собой газовая горелка

Газовая горелка – это один из важнейших узлов любого котла. Она отвечает за создание устойчивого пламени. Именно здесь происходит сжигание подающегося топлива. Полученное тепло поднимается вверх, к теплообменнику, где практически полностью переходит в теплоноситель. Продукты сгорания вместе с остатками тепла тем или иным образом удаляются в атмосферу.

Устройство газовой горелки для котла предельно простое – оно включает в себя несколько основных узлов:

Низкое выделение окислов азота и угарных газов при горении делает котел почти безупречным в экологическом отношении.

• Форсунку – отсюда выбрасывается газ;
• Систему розжига – обеспечивает поджигание газа;
• Систему автоматики – контролирует температуру;
• Датчик наличия пламени – контролирует наличие огня.

Упрощенно говоря, все выглядит именно так. А чем отличаются друг от друга те или иные виды газовых горелок в различных моделях котлов, вы узнаете чуть позже.

Современная газовая горелка для котла отопления – это устройство, к которому предъявляются определенные требования. В первую очередь важна бесшумность работы. Сразу вспоминаются некоторые модели советских проточных водонагревателей, где пламя шумело с силой урагана

Современные образцы горят сравнительно тихо (также уделяется внимание тихому розжигу, без хлопков и взрывов). Дополнительное влияние на уровень шума оказывает конструкция камер сгорания. Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века)

Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит

Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века). Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит.

То же самое касается дешевых котлов российского производства – в них нередко устанавливаются недолговечные горелки.

Полное сгорание газа – еще одно важное требование. Горелка для газового котла должна сжигать топливо полностью, с минимальным выделением угарного газа и прочих сопутствующих компонентов. Впрочем, тут все зависит не только от нее – на качество сгорания оказывают влияние и остальные узлы

Нельзя забывать и о надлежащем отводе газа, для чего нужно иметь в своем распоряжении чистый дымоход с хорошей тягой. Что касается принципа работы газовой горелки, то он прост:

Впрочем, тут все зависит не только от нее – на качество сгорания оказывают влияние и остальные узлы. Нельзя забывать и о надлежащем отводе газа, для чего нужно иметь в своем распоряжении чистый дымоход с хорошей тягой. Что касается принципа работы газовой горелки, то он прост:

В горелке сжигаемый газ соединяется с воздухом. При высокой температуре происходит химическая реакция с образованием углекислого газа и воды.

• Котел фиксирует несоответствие температуры в отопительном контуре с заданными пользователями параметрами;
• Открывается газовый клапан, в горелку начинает поступать газ;
• В это же время срабатывает система розжига;
• Газ поджигается, образуется пламя.

В это же самое время начинает работает контроль наличия пламени – если огонь вдруг потухнет, автоматика перекроет подачу голубого топлива. Как только температура в системе отопления достигнет заданного предела, подача газа будет перекрыта.

Реализация контроля наличия пламени реализуется в газовых горелках по-разному. Где-то стоит простой термоэлемент, а продвинутые котлы с автоматикой на базе электроники наделяются системами ионизационного контроля.

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.

Назначение устройства

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.

Одноступенчатая атмосферная горелка проста в эксплуатации, она хорошо сочетается с отопительным щитком, не нуждается в подключении к электрической сети

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:

По типу розжига горелки делятся на изделия, оснащённые:

По типу розжига горелки делятся на изделия, оснащённые:

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

По такому принципу действует атмосферная горелка

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.

Газовые горелки могут быть атмосферными и наддувными. Первые более простые по конструкции, вторые – имеют большую степень функциональности.

Комбинированные версии

Комбинированная горелка

При использовании модулированной горелки горючим может служить и газ, и мазут, и солярка. При данных условиях не нужны какие-либо технические изменения оборудования.

В один блок внедрены опции для горения разного топлива. Такое достоинство актуально для хозяев, пока не имеющих магистрального газа. Также эта опция полезна для экономных трат топлива.

Эти отопительные горелки имеют тотальную автоматизацию для контроля над режимом сжигания, силой огня и другими действиями котла. Благодаря интеллектуальной автоматике минимизируется участие пользователя в контроле над газовой техникой.

Правда у этих горелок есть весомые недочёты, заметно снижающие их популярность:

1. очень сложное устройство;
2. низкий КПД;
3. весьма сложная операция перенастройки аппарата при смене горючего. Здесь должен работать профессионал из газовой службы;
4. колоссальные цены.

Как уже было замечено, горелки могут отличаться по методу управления огнём.

Виды горелок

По своим конструктивным, функциональным отличиям горелочные устройства делятся:

По назначению:

• для промышленного оборудования большой мощности
• для оборудования бытового назначения.

По используемому типу топлива:

• устройства для природного газа;
• устройства для сжиженного газа;
• универсальные устройства.

По регулировке пламени:

• одноступенчатые – способны работать на включение/выключение;
• двухступенчатые (как разновидность – модели с плавной модуляцией) – работают на полную мощность, при достижении нужной температуры пламя уменьшается вполовину;
• модулируемые – котлы с модулируемой горелкой отличаются плавной регулировкой силы пламени.

По принципу работы:

1. инжекционные/атмосферные. Работают при подаче воздуха из помещения. Устанавливаются соответственно в открытых камерах сгорания. Использовались также и для моделей котла старого образца.
2. вентиляторные/наддувные. Работают в камерах сгорания изолированного типа. Воздух для горения подается вентилятором. По своим конструктивным особенностям делятся на:
   — вихревые (отверстия форсунок круглой формы)
   — прямоточные (форма узкой щели круглого/прямоугольного сечения).
3. диффузно-кенетические. Воздух поступает двумя одновременно: один смешивается с газовым топливом, второй добавляется непосредственно в камере при горении.

На что обращать внимание при выборе горелки?

Если возникнет необходимость в замене узлов котла отопления, то необходимо учитывать не только его функциональные особенности, но еще и рекомендации фирмы-производителя. Самое главное – это мощность теплогенератора, и именно от этого следует отталкиваться при выборе газовой горелки.

Все котлы делятся производителями по нескольким параметрам, таким как:

1. мощность;
2. диапазон;
3. способ регулирования.

Обратите внимание! У каждой конкретной модели все три параметра соответствуют определенным значениям, которые обязательно нужно учитывать во время покупки. Начнем с самого главного – с мощности. Она в любом случае должна превышать мощность топочной камеры вашего прибора, причем достаточно намного

Это повлияет непосредственно на диапазон регулировки этого параметра в будущем

Она в любом случае должна превышать мощность топочной камеры вашего прибора, причем достаточно намного. Это повлияет непосредственно на диапазон регулировки этого параметра в будущем

Начнем с самого главного – с мощности. Она в любом случае должна превышать мощность топочной камеры вашего прибора, причем достаточно намного. Это повлияет непосредственно на диапазон регулировки этого параметра в будущем.

По способу регулировки мощности горелки газовые для котлов могут быть следующими:

1. одноступенчатыми;
2. двухступенчатыми;
3. плавно-двухступенчатыми;
4. с модулируемой регулировкой.

Если речь идет об индивидуальных отопительных котлах, то для них можете использовать любой из указанных вариантов. Также стоит заметить, что в зависимости от особенностей потока газовой смеси горелки можно разделить на:

1. закрученные;
2. прямоточные.

В случае закрученного типа факела поток воздуха более мощный. В дальнейшем этот поток объединяется с газом и образует диффузионное пламя, обеспечивающее стабильную температуру в системе.