Как работает газовый котел отопления

Промышленные котлы особенности и предназначение

Промышленные котлы могут работать от разных видов топлива:

• на газе;
• электричестве;
• жидком топливе;
• твердом топливе.

Существуют также агрегаты, способные комбинировать потребляемое топливо – работать. Например, на газе и электричестве, что снижает их зависимость от наличия того или иного источника питания

Важно помнить, что электрокотлы могут быть использованы в качестве самостоятельного источника отопления, только лишь на небольших площадях или в качестве резерва, так как этот вид топлива считается одним из самых дорогих

Предназначение и работа котлов промышленного типа основана на концентрации и распределении большого количества тепловой энергии, которая расходуется на отопление и нагрев воды. Природный газ считается одним из самых дешевых видов топлива, поэтому газовые котлы и комбинированные варианты с дополнительным питанием от электричества использую чаще других.

Устройство котлов для промышленного использования:

• горелка;
• теплообменник, произведенный из меди.

Классификация промышленных котлов включает навесные и стационарные варианты. Каждый из них выполняет функции отопления и снабжения горячей водой. Навесные модели делятся на одноконтурные и двухконтурные, предназначенные, как и бытовые варианты для выполнения задач по поддержанию оптимальной температуры (одноконтурные), а также для водоснабжения (двухконтурные). Некоторые газовые котлы с двухконтурным устройством дополнительно имеют бойлеры, которые нагревают воду в круглосуточном режиме. 

Основные элементы промышленных устройств включают в себя также детали, позволяющие вырабатывать пар. У стационарных котлов, использующих в качестве топлива природный газ, отмечается наличие специальных элементов, позволяющих применять их для бесперебойного отопления в системах с определенными техническими требованиями. Что касается отличий одних моделей от других, то основными являются показатели мощности, объема, функций, составных частей. Соответственно, они имеют разную техническую производительность.

Классификация по количеству уровней мощности

• Газовое отопительное оборудование может изготавливаться одноступенчатым, то есть работать на постоянном уровне мощности.
• Вторым вариантом являются двухступенчатые отопительные установки. Поскольку полная мощность агрегата необходима не весь отопительный период, то такая конструкция является более экономичной и позволяет продлить эксплуатационный срок оборудования.
• Наиболее прогрессивными являются котлы с возможностью модуляции мощности.

Существуют и иные признаки, по которым различаются газовые агрегаты и от которых может зависеть принцип и эффективность их работы:

• материал, из которого изготовлен корпус – сталь, чугун;
• материал теплообменника – сталь, чугун, медь;
• тип розжига – электрический или пьезорозжиг.

Организация автономной отопительной системы позволяет избежать многих неприятностей, связанных с нерегулярностью функционирования централизованного отопления. И от правильного выбора теплогенератора зависит создание комфортного климата в помещении при минимальных энергетических затратах.

Конструкция и назначение жаротрубных котлов

Внешний вид оборудования может быть различным, но чаще встречается горизонтальная конструкция цилиндрической формы. Одножаровый агрегат состоит из двух резервуаров-цилиндров, один из которых прячется внутри другого. Оба сегмента сообщаются между собой посредством паросборника и фланцев. На передней торцевой части находится топка, на задней – трубоотводы. Чтобы происходил процесс горения у паровых моделей, необходима принудительная подача воздуха. Воздух подается под колосник вентилятором, зафиксированным на фронтальной площадке. Оборудование, работающее на угле, дизельном топливе или газе, имеет горелку и трубу для отвода дыма.

Схема пеллетного жаротрубного трехходового котла

Самым лучшим теплообменником считается стальной, так как он не подвержен коррозийному разрушению и не деформируется со временем от температурных перепадов.

Видео:  Как выбрать котел для дома? Жаротрубный котел Roda RK2

В процессе работы котла получается пар, температура которого не превышает 110-115˚С, а давление – не более 0,07 МПа. Пар с такими показателями годится для обустройства обогревательной системы дома или для запуска производственных процессов, например, тепловой обработки продуктов. Выбор топлива зависит от модели котла и от удобства пользования. Такое топливо, как дрова или уголь, применяется все реже, чаще используют более дешевые виды – газ, мазут, дизель.

По данной схеме можно судить о размерах жаротрубных котлов, которые используются в промышленном производстве

Жаротрубное оборудование выбирают не только из-за простоты использования. Оно отличаются понятной конструкцией, и при возникновении поломки или износа можно оперативно произвести ремонт. Для многих важна безопасность – если действовать по инструкции, то неприятностей не произойдет. Однако не стоит забывать о том, что любое газовое или паровое оборудование требует соблюдения норм техники безопасности.

Так выглядит газоходный тракт в трехходовом жаротрубном котле

Главным преимуществом жаротрубных водогрейных и паровых моделей является высокая мощность при весьма скромных габаритах. Кроме того, функционирование агрегата можно автоматизировать, если подключить соответствующие приборы:

• отводы воздуха;
• датчики давления воды;
• манометр;
• термометр;
• блок управления.

Топливо в конструкциях трубчатого типа сгорает практически полностью, благодаря чему КПД аппарата достигает 92-93%. Агрегаты выгодно использовать в регионах с неблагоприятными климатическими условиями: тепловая мощность достаточно велика, а теплопотери минимальны.

Принцип работы котла и его устройство

Изображение 1. Гидравлическая схема двухконтурного котла в режиме отопления.

Газовые приборы с двумя контурами нагрева имеют следующий принцип работы. Теплота сгоревшего природного газа передается теплообменнику, который расположен над газовой горелкой. Этот теплообменник включен в магистраль отопительной системы, то есть нагретая вода в нем будет циркулировать по отопительной системе. Циркуляция воды осуществляется с помощью насоса, встроенного в котел. Для приготовления горячей воды двухконтурное устройство оснащено вторичным теплообменником.

Представленная схема на ИЗОБРАЖЕНИИ 1 показывает происходящие процессы работы и устройство оборудования:

1. Газовая горелка.
2. Циркуляционный насос.
3. Трехходовой клапан.
4. Контур ГВС, пластинчатый теплообменник.
5. Теплообменник контура отопления.

• D — вход (обратка) отопительной системы для нагрева;
• A — подача готового теплоносителя для отопительных приборов;
• C — вход холодной воды из магистрали;
• B — выход готовой горячей воды для санитарных нужд и бытового использования.

Принцип приготовления воды для ГВС таков: нагретая вода в первом теплообменнике(5), который расположен над газовой горелкой(1) и предназначен для нагрева отопительного контура, поступает во второй пластинчатый теплообменник(4), где передает свое тепло контуру ГВС.

Как правило, двухконтурные котлы имеют встроенный расширительный бак для компенсации изменения объема теплоносителя.

Схема двухконтурного котла позволяет производить горячую воду и нагревать ее для отопления только в отдельных режимах.

Конструкция двухконтурного газового котла.

Использование котла одновременно для ГВС и отопления в определенный момент времени невозможно. Например, во время работы устройства происходит нагрев отопительной системы с заданной температурой, процесс поддержания температуры контролируется автоматикой котла, а циркуляция теплоносителя по сети отопления осуществляется насосом.

В определенный момент происходит открытие крана горячей воды для бытовых нужд, и, как только начинается движение воды по контуру ГВС, срабатывает специальный датчик протока, установленный в котле. С помощью трехходового клапана (3) в котле перенастраиваются контуры протоков воды. А именно вода, нагретая в теплообменнике (5), перестает поступать в отопительную систему и подается в пластинчатый теплообменник (4), где и передает свое тепло системе ГВС, то есть поступившая холодная вода из трубопровода (С) нагревается и по трубопроводу (В) подается потребителям квартиры или дома.

В этот момент циркуляция идет по малому кругу и система отопления на время использования ГВС не нагревается. Как только кран на водозаборе ГВС перекрывается, датчик протока срабатывает и трехходовой клапан опять открывает контур отопления, происходит дальнейший нагрев отопительной системы.

Наиболее часто схема устройства двухконтурного газового котла подразумевает наличие пластинчатого теплообменника. Как уже говорилось, его предназначение состоит в том, чтобы передать тепло от контура отопления к контуру водоснабжения. Принцип такого теплообменника состоит в том, что наборы пластин с горячей и холодной водой собраны в пакет, где происходит теплоотдача.

Соединение выполняется герметичным путем: это препятствует смешиванию жидкостей из различных контуров. За счет постоянного изменения температуры возникают процессы теплового расширения металла, из которого сделан теплообменник, что способствует механическому удалению возникающей накипи. Пластинчатые теплообменные устройства изготавливаются из меди или латуни.

Схема подключения двухконтурного котла.

Существует схема двухконтурного котла, которая включает в себя комбинированный теплообменник.

Располагается он над газовой горелкой и состоит из двойных трубок. То есть трубка контура отопления содержит внутри своего пространства трубку горячего водоснабжения.

Данная схема позволяет обойтись без пластинчатого теплообменника и несколько повысить КПД в процессе приготовления горячей воды.

Недостаток котлов, имеющих комбинированный теплообменник, состоит в том, что между тонкими стенками трубок откладывается накипь, в результате чего ухудшаются условия работы котла.

Принцип работы двухконтурного газового котла

Теперь мы приступим к разбору принципа работа газового двухконтурного котла. Назначение отдельных узлов и модулей мы выяснили, теперь эти знания помогут нам понять, как работает все это оборудование. Рассматривать принцип работы будем в двух режимах:

• В режиме обогрева;
• В режиме генерации горячей воды.

В режиме обогрева котел обеспечивает ваш дом теплом.

Сразу отметим тот факт, что работа в двух режимах сразу невозможна – для этого в двухконтурных котлах предусмотрен трехходовой клапан, направляющий часть теплоносителя в контур ГВС. Давайте рассмотрим принцип работы при обогреве, а потом узнаем, как работает техника в режиме горячего водоснабжения.

В режиме обогрева двухконтурный котел работает так же, как и самый обычный проточный нагреватель. При первом включении горелка работает довольно долго, поднимая температуру в контуре отопления до заданной отметки. Как только будет достигнут необходимый температурный режим, подача газа отключится. Если в доме установлен датчик температуры воздуха, то автоматика будет учитывать его показания.

На работу газовой горелки в двухконтурных котлах может влиять и погодозависимая автоматика, контролирующая температуру уличного воздуха.

Тепло от работающей горелки нагревает теплоноситель, который гоняется по отопительной системе в принудительном режиме. Трехходовой клапан находится в таком положении, чтобы обеспечить нормальное прохождение воды через основной теплообменник. Продукты сгорания удаляются двумя способами – самостоятельно или с помощью специального вентилятора, располагающегося в верхней части двухконтурного котла. Система ГВС при этом находится в отключенном состоянии.

Работа в режиме подачи горячей воды

Что касается контура горячего водоснабжения, то он запускается в тот момент, когда мы поворачиваем ручку водопроводного крана. Появившийся ток воды приводит к срабатыванию трехходового клапана, который отключает отопительную систему. Одновременно с этим происходит розжиг газовой горелки (если на тот момент она была отключена). Спустя несколько секунд из крана начинает течь горячая вода.

При переходе в режим подачи горячей воды, контур отопления полностью отключается.

Давайте разберем принцип работы контура ГВС. Как мы уже говорили, его включение приводит к отключению работы отопления – здесь может работать только что-то одно, или ГВС или отопительная система. Управляет всем этим трехходовой клапан

Он направляет часть горячего теплоносителя во вторичный теплообменник – обратите внимание, что никакого пламени на вторичке нет. Под действием теплоносителя теплообменник начинает греть протекающую через него воду

Схема несколько сложноватая, так как здесь задействуется малый круг циркуляции теплоносителя. Подобный принцип работы нельзя назвать самым оптимальным, зато двухконтурные газовые котлы с раздельными теплообменниками могут похвастаться нормальной ремонтопригодностью. Каковы особенности котлов с комбинированными теплообменниками?

• Более простая конструкция;
• Высока вероятность образования накипи;
• Более высокий КПД у ГВС.

Как мы видим, недостатки плотно переплетаются с достоинствами, но раздельные теплообменники ценятся больше. Конструкция несколько усложняется, зато здесь отсутствует накипь

Обратите внимание, что в момент работы ГВС протекание теплоносителя по отопительному контуру останавливается. То есть, его длительная работа способна нарушить тепловой баланс в помещениях

Как только мы закрываем кран, происходит срабатывание трехходового клапана, и двухконтурный котел переходит в режим ожидания (или сразу же включается подогрев чуть остывшего теплоносителя). В таком режиме оборудование будет находиться до тех пор, пока мы снова не откроем кран. Производительность некоторых моделей достигает до 15-17 л/мин, что зависит от мощности используемых котлов.

Разобравшись с принципом работы газового двухконтурного котла, вы сможете понять назначение отдельных узлов и даже сможете самостоятельно разобраться в вопросах ремонта. На первый взгляд, устройство кажется очень сложным, а плотная внутренняя компоновка вызывает уважение – все-таки разработчикам удалось создать почти идеальное отопительное оборудование. Двухконтурные котлы, таких фирм как Vaillant. активно используются для обогрева зданий различного назначения и для генерации горячей воды, заменяя собой сразу два прибора. А их компактность позволяет сэкономить место и избавиться от необходимости приобретения напольного котла.

На чем можно экономить при использовании газового котла

Экономия и ее разумный просчет особенно актуальный вопрос, если речь идет об отоплении и выборе котла. В разрезе экономии, на газовые котлы напольные отзывы специалистов сходятся – напольные являются менее ресурсорасходными.

Грамотный монтаж

Эксперты также сходятся во мнении, что эффективная, надежная и экономная работа котла возможна только при правильной организации не только монтажа самого котла, но и всей отопительной системы

Кроме того, важно учесть все меры, предупреждающие выход оборудования из строя, поскольку ремонт, сервисное обслуживание газовых котлов – это тоже значительные материальные расходы, которые в свою очередь тоже можно сократить, своевременно обращаясь в сервисный центр газовых котлов, а также оформив договор на обслуживание газового котла

Чистка котла своими руками

Самостоятельная мойка теплообменников тоже может сократить расходы, если выбрать соответствующий вид устройства, позволяющий самому проделывать такую процедуру. Важным, в том числе и с точки зрения экономии, является обязательное заземление газового котла в частном доме. Ознакомиться с основными видами газовых котлов для отопления частного дома можно здесь. Даже если котел уже давно в эксплуатации, но это требование не выполнено, им не следует пренебрегать: стоит узнать, как заземлить газовый котел в частном доме и провести данную процедуру.

Выбор газового котла

Средством экономии является и сам выбор котла

Дешевый, подороже, с автоматикой или без, на чем можно выиграть в самом начале и в последующей эксплуатации – все это важно учесть и просчитать. Ярким примером неоднозначности расчета экономии на отоплении может стать приобретение котла типа АГВ (аппарат газовый водонагревательный), под которым подразумевается самый дешевый вид котла старого, советского, образца с примитивной автоматикой

Стандартно газовый котел АГВ имеет очень низкую цену, но и низкий КПД, зато не нуждаются в электричестве. Только точный просчет поможет определить степень экономии при использовании данного прибора. Про отечественные газовые котлы можно прочитать в нашей статье «Газовые котлы российского производства: разновидности и свойства» .

Важно также определиться с потенциальными проблемами тех или иных котлов при выборе оптимальной модели. Например, газовый котел МОРА неисправности будет терпеть постоянно вплоть до выхода из строя в условиях нестабильности электрического напряжения, при малейших ошибках настройки и недостатке воды в системе

А на газовый котел Мастер Газ Сеул отзывы на первый взгляд, противоречивые, однако они дают информацию об уязвимых местах данной модели – накапливание отходов горения в котле, что приводит к шумной работе вентилятора, течи и нестабильной температуре воды при подаче, при этом со своей основной функцией, обогревом, данная модель справляется исправно.

Вероятно, у каждой бюджетной модели, есть такого рода особенности, которые при определенных условиях могут не проявляться, оправдывая таким образом экономию на покупке, а при знаниях устройства котла, а также сильных и слабых сторон каждой модели, можно не оставаться безучастным и не пускать ситуацию на самотек, а управлять уровнем комфорта и размером затрат при эксплуатации отопительной техники.

• Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
• Популярный напольный газовый котел российского производства
• Как грамотно спустить воздух из радиатора отопления?
• Расширительный бачок для отопления закрытого типа: устройство и принцип действия
• Газовый двухконтурный настенный котёл Навьен: коды ошибок при неисправности

Рекомендуем к прочтению

Как грамотно рассчитать мощность газового котла? Что делать, если задувает газовый котел ветром? Как правильно произвести подсоединение газового котла к системе отопления? Монтаж газового котла: что надо знать?

2016–2017 — Ведущий портал по отоплению. Все права защищены и охраняются законом

Копирование материалов сайта запрещено. Любое нарушение авторских прав влечет за собой юридическую ответственность. Контакты

Принцип работы котлов отопления на твердом топливе

Обычные твердотопливные печи работают по довольно простому принципу:

• В топливную камеру закладывается подходящий вид топлива и разжигается;
• Поступающий в топку воздух, насыщенный кислородом, обеспечивает процесс горения;
• Интенсивность горения регулируется подачей воздуха и площадью наружной поверхности закладки топлива.

С технологической точки зрения подобный процесс очень напоминает обычный открытый огонь, но в печи он получается заключенным в кирпичную или металлическую коробку. Продукты сгорания топлива выводятся наружу посредством дымоотводного канала, который при правильном проектировании существенно повышает эффективность системы. Впрочем, никакие технические особенности простой печи не могут повысить энергетическую ценность используемого топлива – оно все равно будет гореть достаточно быстро, активно и с большим количеством отходов, то есть теплоотдача самого топлива получается ниже предельно возможной.

Горение (термическое разложение) дерева – это пиролиз, а выделяемые в процессе горения газы, соответственно, называются пиролизными. Теплоотдача такого вещества гораздо выше, чем у обычного топлива, а степень сгорания при выжигании газа в конечном итоге оказывается более полной – в воздух выбрасывается преимущественно водяной пар вместе с углекислым газом.

Инновационная технология длительного горения

Stropuva– это совершенно иное представление о горении топлива.  Это самое современное изобретение человечества, где все в прямом и переносном смысле перевернуто с “ног на голову”:

1. Воздух подается в котел не снизу (помните “костер”?), а сверху! Причем воздух, с помощью специального конструктивного элемента — телескопической трубы и насадки-распределителя воздуха подается сразу и непосредственно в зону горения!
2. Именно благодаря такой компоновке, топливо также горит не снизу, а сверху, поэтому одновременно в процессе горения участвует только верхние 20-25 см топлива.
3. Котел конструктивно устроен так, что, используя физику твердых тел (нагревание — расширение, охлаждение — сжатие) и авторское изобретение — би-тепловой регулятор тяги (воздушную заслонку), так же расположенный вверху, на крышке котла.  Котел сам регулирует интенсивность подачи воздуха в зону горения, что впрямую влияет на стабильность процесса горения и не позволяет использовать больше топлива, чем нужно на данный момент,
4. Конструктивно котел представляет собой два сосуда разных диаметров, вставленных один в другой, между которыми находится жидкость теплоноситель. Внутри максимальной версии 40 кВт одномоментно в котле находится всего 55 л жидкости, а площадью теплосъема является вся внутренняя окружность котла
5. Эта же конструкция позволили сделать котел максимально безопасным и очень долгосрочным по сроку службы. Агрессивная зона горения всего 20-25 см, и эта зона не является статичной, а в процессе цикла, двигается сверху вниз.Именно это позволило установить минимальный срок службы котла — 15 лет, а учитывая простоту конструкции- больше, ведь там просто нечему ломаться!  Это дает дополнительный очень важный критерий — личная безопасность и безопасность дома! 
6. Котел прост в монтаже и пуско-наладке, нужно просто следовать рекомендациям по способу его подключения.

Простой пример — для нас уже стало привычным, что, если мы приобретаем современный телевизор (например, с новейшей технологией 4К), мы уже не пытаемся подключить его к обычной комнатной антенне и пытаться получить качественную картинку. Мы все-таки пытаемся подключить телевизор к кабельному телевидению, как минимум. Иначе нам трудно объяснить самим себе, за что мы заплатили большие деньги.

Также и с котлом Stropuva — очень странно приобрести отличный и непревзойденный по длительности горения, экономии тепла и сроку службы отопительный прибор, который стоит своих денег — и игнорировать все рекомендации производителя, лишаясь самого главного — удовольствия от работы котла!

Функционирование агрегата

Описание принципа работы двухконтурного газового котла отопления поможет понять особенности функционирования агрегата, который обеспечивает не только автономное отопление, но и горячее водоснабжение.

В ходе эксплуатации в работу агрегата вмешиваться не нужно — достаточно корректировать уровень нагрева теплоносителя при помощи регулятора, если не установлена автоматическая программируемая система с термодатчиками.

Рассмотрим, как работает двухконтурный газовый агрегат. При понижении температуры теплоносителя ниже указанного значения (или температуры воздуха в помещении, если используются выносные датчики), автоматика запускает насос, под действием которого происходит разрежение теплоносителя в обратном трубопроводе. Нагретая жидкость попадает в контур отопления, когда достигается необходимое давление, срабатывает реле и происходит запуск горелки.

Процесс запуска и работы котла контролируется микропроцессором. Когда теплоноситель в контуре нагревается до заданной температуры, горелка переходит на работу в режиме модуляции или ожидания. Цикл повторяется, когда температура вновь упадет ниже заданных значений.

Циркуляционный насос обеспечивает транспортировку теплоносителя в контуре, функция трехходового клапана — отключать отопительный контур от подачи теплоносителя, когда с его помощью готовится горячая воды в теплообменнике. С этой целью теплоноситель перемещается внутри котла по малому контуру, отдавая тепло воде для ГВС.

Летом, когда отопление не требуется, двухконтурный агрегат может выполнять только функцию нагрева воды для горячего водоснабжения.

Сбои в работе агрегата обычно связаны с засорением теплообменника отложениями. Осадок, накипь скапливаются на внутренних стенках трубок. Чтобы избежать проблем, не рекомендуется подключать отопительный контур для заливки и подпитки напрямую к водопроводу, как и контур ГВС. Как минимум, следует установить сетчатые фильтры.

Итоги. Двухконтурные агрегаты автоматизированы, что обеспечивает удобство эксплуатации и надежность. К преимуществам газовых котлов также относится компактные габариты — настенные модели занимают минимум места и пригодны для установки в жилом помещении. Модельный ряд дает возможность подобрать многофункциональный котел подходящей ценовой категории.

Современная панель управления двухконтурного конденсационного газового котла

Преимуществом двухконтурных моделей является доступная стоимость — дешевле купить один такой агрегат, чем комплект из одноконтурного котла и бойлера прямого или косвенного нагрева.

К недостаткам можно отнести относительно небольшую производительность горячей воды, особенно если речь о моделях без встроенного бойлера — если одновременно открыто два и более крана, агрегат не справится с нагревом до заданной температуры. В то время как отдельно установленный бойлер всегда хранит достаточный запас горячей воды.

Еще один недостаток — энергозависимость. В конструкцию двухконтурного теплогенератора входит циркуляционный насос, автоматика, привод для трехходового клапана, которые требуют электроснабжения. Если в доме регулярно отключается свет из-за перебоев в подаче электроэнергии, необходимо предусмотреть резервный источник электричества.

В остальном двухконтурные котельные агрегаты вполне подходят для домовладельцев, желающих создать эффективно работающую автономную систему отопления и ГВС без лишних финансовых затрат.

Видео по теме: