Принцип работы и устройство газовых котлов

  • 38
  • 600
09-06-2014
Принцип работы и устройство газовых котлов
Оглавление: [скрыть]
  • Виды газовых котлов
  • Устройство газовых двухконтурных котлов
    • Принцип действия двухконтурных котлов
    • Работа газового котла в режиме горячего водоснабжения
  • Конструктивные особенности одноконтурного газового котла

Газовые котлы нашли широкое применение, как в частном домостроении, так и в квартирах многоэтажных домов. Устройство газового котла позволяет получить автономное отопление и систему горячего водоснабжения.

Схема устройства одноконтурного и двухконтурного котла.

Схема устройства одноконтурного и двухконтурного котла.

Виды газовых котлов

Схема подключения газового котла.

Схема подключения газового котла.

Данный сегмент рынка представляет широкий диапазон оборудования, которое отличается не только производителем, но и рядом конструктивных особенностей и функциональных особенностей. Рассматривая газовые котлы, стоит обратить внимание на то, что в зависимости от расположения они могут относиться к группе настенных или напольных, а конструктивные особенности определяют их принадлежность к одноконтурным или двухконтурным моделям.

Одноконтурные модели с легкостью справятся с задачей отопления помещений, вторые же способны обеспечить бесперебойную подачу горячей воды.

Вернуться к оглавлению

Устройство газовых двухконтурных котлов

Схема одноконтурного и двухконтурного котла.

Схема одноконтурного и двухконтурного котла.

Все отопительные котлы оснащаются одинаковыми основными узлами и отличаются небольшим количеством дополнительных элементов. При рассмотрении чертежей становится понятно, что к числу основных элементов относится теплоизолированный корпус, внутри которого размещается горелка, теплообменник и автоматика.

Форма и конструкция горелки определяется видом используемого топлива. В газовых моделях она имеет форму камеры, в которой проходит процесс сгорания топлива, сопровождаемый выделением продуктов окисления и тепла. На нее возлагается функция выработки энергии, которая обеспечивает обогрев теплоносителя. Над конструкцией горелки размещается теплообменник, представляющий собой емкость с теплоносителем. Продукты сгорания, которые поднимаются вдоль его стенок, отдают тепло воде, которая распределяется по отопительным трубам. Охлажденные продукты сгорания отводятся в дымоход и выделяются наружу.

Особенности конструкции устройства для передачи тепла разделяет газовые котлы на две категории: оснащенные сдвоенной (пластинчатой) или битермической системой.

Схема дымохода для газового котла.

Схема дымохода для газового котла.

Сдвоенный теплообменник печи состоит из двух частей, одна обеспечивает контур отопления и представлена медными трубами и пластинами, поверхность которых покрыта защитным слоем, способным предохранить от коррозии. На вторую часть печи возлагается функция приготовления ГВС. Она формируется из пластин, передающих тепло в нагреваемую среду. Биметрические печи – это не что иное, как труба в трубе. Внутренняя часть отвечает за приготовление горячей воды, а наружная – за обогрев помещения.

Не последнее место в определении категории котла-печи имеет тип розжига: пьезо или электрический. Также необходимо учитывать поступление воздушной массы в камеру сгорания. Для открытых систем воздух подается непосредственно из помещения. Для закрытых камер используется естественная и принудительная вентиляция.

Автоматика печи контролирует работу узлов системы. В более усовершенствованных моделях автоматику выполняют на микропроцессорных системах, что позволяет контролировать работу устройства, задав необходимые параметры.

Вернуться к оглавлению

Принцип действия двухконтурных котлов

Устройство конвекционного газового котла.

Устройство конвекционного газового котла.

Газовые котлы двухконтурного типа работают в двух режимах: горячее водоснабжение и отопление. Для обеспечения отопления проводится нагрев теплоносителя, который располагается внутри теплообменника. Роль теплоносителя в большинстве случаев выполняет обычная вода, температура которой может варьироваться в пределах от 35 до 80ºС.

Режим отопления запускает термостат, который реагирует на изменение температуры помещения. Ее снижение запускает процесс передачи сигнала на запуск насоса, создающего разрежение в обратном трубопроводе. Благодаря этому нагретая вода направляется в систему отопления. Если давление достигает отметки более 0,45 бар, происходит замыкание контактов реле и горелки, которая управляется микропроцессором.

Схема устройства термостата газового котла.

Схема устройства термостата газового котла.

В дальнейшем работа газового котла продолжается на минимальной мощности, которая постепенно увеличивается до максимальной. Если теплоноситель достигает заданной температуры, печь переключается в режим модуляции. Если при запуске мощность оказывается слишком высокой, электроника без внешнего вмешательства отключает горелку и позволяет вновь включить ее только через 3 минуты.

Камера сгорания представляет собой металлическую емкость, покрытую теплоизоляционным материалом, над которой размещается медный теплообменник. Горелка зажигается автоматически тогда, когда необходим подогрев воды. Одновременно включается насос, который обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя в системе.

Достигнув заданных параметров, автомат уменьшает подачу газа и переводит устройство в режим ожидания. При понижении температуры с температурного датчика сигнал поступает на клапан, который открываясь, пропускает топливо в достаточном объеме, что провоцирует розжиг горелки.

Трехходовой клапан, используемый в конструкции, предотвращает попадание воды во второй контур. Нагретый теплоноситель пропускается из котла в отопительную систему через подающую линию и возвращается через обратную.

Движение воды по замкнутому контуру в первом теплообменнике снижает вероятность образование налета. Во втором теплообменнике подается жидкость из трубопровода, имеющая значительное количество примесей, со временем приводящих к поломке газового котла. При поломке контура горячего водоснабжения печь может работать в режиме отопления.

Вернуться к оглавлению

Работа газового котла в режиме горячего водоснабжения

Схема типов теплообменника.

Схема типов теплообменника.

В летнее время обогрев помещения не требуется, поэтому печи используются для обеспечения горячего водоснабжения. Принцип работы газового котла двухконтурного типа в данном режиме следующий: трехходовым клапаном перекрывается линия отопления, а теплоноситель из основного теплообменника переходит во вторичный.

Данный процесс запускает реле давления, замыкание которого осуществляется при расходе 2,5 л воды. После автоматического розжига горелки открывается газовый клапан, и мощность постепенно увеличивается, достигая максимальной отметки. Работа газового котла в заданном режиме проводится до тех пор, пока не пройдет нагрев воды, далее она осуществляется в режиме плавного регулирования.

Настройка горелки проводится на основе расходуемого количества жидкости. Выключается горелка в случае превышения температуры на 5°С, а включается при понижении на 1°С.

Вернуться к оглавлению

Конструктивные особенности одноконтурного газового котла

Все разнообразие данного вида котлов может отличаться лишь некоторыми дополнительными элементами и внешним видом, что в свою очередь помогает им гармонично занять свое место в интерьере. Газовые одноконтурные настенные котлы имеют максимальное сходство с газовыми колонками, осуществляют свою работу благодаря естественной тяге.

Одноступенчатые модели печи функционируют в одном режиме. Отличить их от остальных моделей можно по частому отключению, которое зависит от рабочего давления в газопроводной системе. Регулировка их работы осуществляется автоматикой котла.

Двухступенчатые модели имеют два режима работы. Первая ступень предполагает работу на 40% общей мощности, вторая – на 100%. Наиболее современными считаются модулированные устройства, конструкция которых позволяет плавно изменять режим горения в диапазоне от 10% до 100% общей мощности.

Работа атмосферных горелок реализуется за счет давления и циркуляции воздуха, в работе вентиляционных устройств принимает участие искусственное нагнетание воздуха, в конденсационных моделях температура отработанных газов повторно используется в прогреве теплоносителя.

Главным рабочим узлом такого котла является теплообменник, благодаря которому осуществляется передача энергии к теплоносителю, а затем и к санитарной воде. На основе такой характеристики, как принцип теплопередачи, котлы могут оснащаться первичными конструкциями, которые представляют собой изогнутую медную, реже стальную трубку, с расположенными на ней пластинами или вторичными, представляющими собой металлические пластины, соединенные между собой. Отличие таких моделей в том, что передача энергии осуществляется от жидкости к жидкости.

Такой элемент, как вентилятор, устанавливается не во всех одноконтурных котлах. Работа газовых котлов со встроенным вентилятором выполняется благодаря принудительной тяге, то есть качество горения улучшается за счет искусственно нагнетаемого в агрегат воздуха.