Устройство теплообменника газового котла: как работает, чертежи

Устройство газового котла отопления и принцип работы

Как известно, основным нагревательным элементом в большинстве современных отопительных систем выступает котел. Именно благодаря ему топливо преобразуется в тепловую энергию, которая передается теплоносителю и поступает в нагревательные приборы, такие как радиаторы. Важно понимать устройство газового котла отопления, изучить принцип его работы.

Принцип работы газового котла отопления, как становится понятно из его названия, основан на использовании газа как основного источника топлива. При этом идеальное устройство газовых котлов отопления должно быть таким, чтобы функционирование оборудование проходило с минимальными затратами, а вмешательство человека было минимальным.

О том, как работает газовый котел отопления и из каких элементов он состоит, далее и пойдет речь.

Разновидности и устройство газового котла

Перед тем как говорить непосредственно обо всех составляющих газового котла, требуется рассмотреть то, какие существует варианты этих отопительных устройств. Безусловно, все они имеют схожее строение, но, тем не менее, некоторые модели оснащены индивидуальными, характерными лишь для них особенностями.

Классификация котлов, функционирующих с помощью газа, является следующей:

  • образцы напольного и настенного типа. Если говорить об удобстве, то более приемлемым будет настенное оборудование, которое более характерно для частных построек. Основное достоинство напольного агрегата заключается в его гораздо большей мощности, вследствие чего с его помощью можно обогреть помещение с весьма существенной площадью. Такие модели очень часто эксплуатируются на производстве;
  • газовые котлы атмосферного и турбированного типа. Чтобы понять, как работает газовое отопление с атмосферным котлом, можно вспомнить принцип функционирования стандартной печи, где воздух из помещения поступает в специально предназначенный дымоход благодаря естественной тяге. Турбированные аппараты оснащены вентилятором, который входит в конструкцию, а камера сгорания топлива является полностью закрытой, поэтому все необходимое количество воздуха поступает с улицы (подробнее: “Как устроен турбированный газовый котел – принцип работы, преимущества и недостатки”);
  • механизмы с одним и двумя контурами. Устройство газового котла с одним контуром рассчитано так, чтобы это оборудование использовалось исключительно для обогрева комнат, в то время как приборы с двумя контурами способны также играть важную роль в системе водоснабжения, обеспечивая помещение горячей водой;
  • котлы, оснащенные обычной горелкой или горелкой модулируемой (детальнее: “Какие бывают газовые горелки для котлов отопления – виды, различия, правила использования”). Во втором случае мощность работающего оборудования регулируется автоматическим образом, благодаря чему можно значительно уменьшить расходы на топливо;
  • устройства, имеющие электронный или пьезокерамический поджиг. Первый вариант является более удобным, так как зажечь топливо в камере сгорания можно и без непосредственного участия хозяев, а во втором случае обязательно нужно при каждом запуске включать аппарат, нажимая определенную кнопку. Читайте также: “Что такое термопара для газового котла отопления – как работает, преимущества оборудования”.

Конструкция и принцип работы газового котла отопления

Как уже говорилось выше, по образу устройства большинство нагревательных котлов схожи между собой. Но для того чтобы понять, как пользоваться газовым котлом правильно, требуется, конечно же, знать, из каких структурных частей состоит это оборудование.

Основу стандартного котла на газу составляют следующие элементы:

  • прямоугольная газовая горелка. Эта конструкция включает в себя форсунки, которые и служат местом проведения газа внутрь камеры сгорания. Благодаря этим элементам пламя распределяется равномерно, что делает сгорание теплоносителя внутри системы наиболее эффективным;
  • теплообменник. Это устройство представляет собой короб из металла, оборудованный встроенной батареей. Внутри этого короба проходят трубы, по которым циркулирует теплоноситель. Нагрев воды происходит из-за того, что теплообменник, нагреваясь от сгорающего внутри камеры газа, передает ей тепло. Если в котле одноконтурного типа теплообменник может быть только один, то в двухконтурных аппаратах их может быть и два (первичный и вторичный);
  • циркуляционный насос. С помощью этого устройства регулируется давление, возникающее в системе с циркуляцией, работающей по принудительному принципу. Далеко не все котлы оснащены подобной деталью;
  • расширительный бак . Основное назначение данного элемента – временный отвод теплоносителя, что необходимо в случае нагрева и расширения воды. Такой бачок оснащен специальной емкостью, которая сможет подойти для любого котла на газу. Если планируется использовать отопительное оборудование на больших участках, то можно смонтировать еще один расширительный бак;
  • прибор, отвечающий за отвод продуктов сгорания топлива. В котлах атмосферного типа этот элемент присоединяется к отдельной дымовой трубе, имеющей естественную циркуляцию, а в турбированных механизмах в наличии уже есть двойная труба отвода коаксиального типа, вывод продуктов горения в которой осуществляется посредством вмонтированного вентилятора;
  • автоматическая система, которая служит центром управления котлом. Основным его элементом является электронная схема, позволяющая установить желаемый режим работы котла исходя из данных, отображаемых на установленных датчиках.

Для того чтобы срок службы газового котла был максимально долгим, важно, чтобы каждый его элемент функционировал надежно и исправно (прочитайте также: “Какой газовый котел самый надежный”). Добиться этого можно, лишь изучив особенности работы и строения каждой из основных функциональных частей котла.

Устройство газовой горелки

Исходя из вида конкретного котла, конструкция горелки может быть атмосферного или надувного типа. Первый вариант горелки работает с меньшим шумом, однако, и эффективность их более низкая по сравнению с надувным оборудованием.

Эти образцы, в свою очередь, имеют существенную мощность и делятся на следующие разновидности:

  • с одной ступеней;
  • с двумя ступенями;
  • модулированные надувные горелки.

Как работает теплообменник

Основной показатель, влияющий на качество работы этого функционального элемента газового котла – материал, из которого он произведен.

Наиболее долговечными считаются чугунные теплообменники. Кроме того, этот материал хорошо сохраняет тепло и может быть смонтирован как на одноконтурной, так и на двухконтурной системе (прочитайте также: “Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла – особенности конструкции”). Среди отрицательных сторон чугуна – его большая масса и вместе с тем низкая устойчивость к механическим повреждениям.

Сегодня популярностью пользуются теплообменники, изготавливаемые из стали. Этот материал не подвержен частым поломкам, он стойко переносит высокие температуры и перепады давления. Современные модели, где применяется сталь высокого качества, могут составить достоянную конкуренцию чугунным агрегатам в плане срока службы. Порой, чтобы увеличить этот показатель, изнутри на стальной теплообменник наносится слой меди, а сверху – устойчивая к высокой температуре краска.

Работа циркуляционного насоса

Принцип работы расширительного бака

Это устройство оказывает существенно более серьезное влияние на работу газового котла. Предназначен этот прибор для того, чтобы в случае избытка теплоносителя в системе, который обычно возникает вследствие перегрева теплоносителя, лишняя вода сохранялась и впоследствии использовалась вновь. Примерные расчеты показывают, что общий объем такого бака должен составлять около 10% от всей воды в отопительной системе, поэтому для монтажа такого оборудования важно иметь данные касательно длины труб и вместимости системы теплоснабжения.

Чтобы подробнее разобраться с особенностями монтажа газового котла, всегда можно изучить дополнительные фото всех его структурных частей и посмотреть видео по их установке, которые всегда можно найти у специалистов, занимающихся подключением такого оборудования.

Видео об устройстве газового котла отопления:


Ремонт теплообменника газового котла своими руками + инструктаж по ремонту и замене детали

Согласитесь, вы не всегда следите за котлом и стараетесь проверять его как можно реже. Одновременно вы можете любить самостоятельно чинить бытовую технику и не обязательно ради экономии. Если вы давно пользуетесь котлами, то знаете об особенности их теплообменников, как деталей, из-за которых часто случаются поломки. Если хотите осуществить ремонт теплообменника газового котла своими руками, читайте наши инструкции и убедитесь, что это совсем не сложно.

Из нашей статьи вы узнаете о том, как достать из котла первичный и вторичный теплообменники. Вдобавок вы научитесь ухаживать за этими деталями и ремонтировать их. Если вы не знакомы со строением котла, то, помимо прочего, поймете устройство обменников, узнаете об их местонахождении, принципе действия.

Через теплообменники котлов проходит много воды, со временем они забиваются, иногда деформируются. В статье мы подали важную информацию об их очистке, ремонте и замене. Мы расскажем о тепловых обменниках достаточно для того, чтобы вы могли в одиночку ремонтировать эти детали котла.

Первичный теплообменник газового котла

Первичный, или просто теплообменник, — большая деталь в виде трубы с изгибами, через которую проходят тонкие пластины. Такую форму и сам прибор также называют змеевиком.

Производители делают теплообменники из нержавеющих металлов вроде меди и нержавейки. У разных марок котлов они почти не отличаются по строению — кожухотрубному в форме змеевика.

Устройство передает тепловую энергию от газа к теплоносителю – обычно это вода. Агрегаты отличаются мощностью, и чем больше длина трубы и количество ребер (изгибов), тем она выше. Теплообменник работает хорошо, пока копоть снаружи и соли внутри не накапливаются в избытке. Затем нарушается циркуляция и уменьшается теплопроводность стенок. Теплообменники следует вовремя чистить и защищать фильтрами для воды.

В конструкции котла первичный обменник находится в камере сгорания, сверху над пламенем основной горелки. Материал изготовления с высокой теплопередачей хорошо удерживает тепло и достаточно быстро, насколько это необходимо, его теряет. Благодаря узким пластинам тепловая энергия распределяется равномернее. Первичный теплообменник — основной нагревательный элемент газового котла, если не считать горелки.

Ремонт первичного теплообменника

Обменник портится из-за некачественного теплоносителя или материалов из которых он изготовлен, а также других факторов. Давление, высокие температуры и их перепады приводят к трещинам, из-за чего элемент начинает работать менее мощно, и со временем ломается. Срок работы теплообменника удастся продлить, если подавать очищенную воду и не перегружать котел.

Устранить трещины будет сложнее, чем забитость. Теплообменник для этого паяют. Подбирают припой из того же материала, что и сам агрегат. Теплообменники котлов обычно изготавливают из меди, реже — из чугуна или стали. В состав добавляют алюминий, кремний, марганец, никель и цинк.

Дополнительные требования к припою:

  • температура плавления не ниже 700 °C;
  • достаточная вязкость;
  • текучесть такая же, как у теплообменника.

Медноцинковые припои считают одними из лучших. Их используют для пайки большинства цветных металлов с более высокой температурой плавления, чем у самого вспомогательного материала. Для организма человека более безопасными являются припои с включениями кремния или олова – до полупроцента.

Меднофосфорных материалов лучше избегать, а если и паять ими обменники, то без нагрузки вроде ударов или виброударов. Удачно выбранный припой — половина дела.

Теплообменники паяют газовыми горелками и паяльными лампами. Перед пайкой нужное место очищают мелкозернистой наждачкой и протирают тряпкой с растворителем, а потом разогревают. Участок греют феном или слабой горелкой/паяльником. В этот момент главное — попасть в температурный коридор и учесть последующее охлаждение. Едва заметные повреждения находят по маленьким пятнам зеленоватого оттенка.

Перед прогревом сливают воду, а ее остатки удаляют компрессором или выдувают через гибкий шланг. Шланг фиксируют по резьбе, если он имеет накидную гайку и это позволяют конструктивные особенности. Если оставить воду, то она будет забирать часть тепловой энергии.

Припой предпочитают в виде проволоки или прутка: расплавленный конец при пайке хорошо погрузится во флюс, который налипнет на него. Если на сам обменник проволока ложится слишком прерывисто или рыхло — предварительный нагрев был слабым. После работы место пайки иногда покрывают термостойкой краской — для лучшей изоляции.

В следующие две недели пропаянный участок ежедневно проверяют на целостность. При первой выявленной протечке стоит обратиться к мастеру. Если она появилась в первые полмесяца, значит, пайка была некачественной.

Читайте также:  Промывка чугунных батарей своими руками

Флюс подходит универсальный, а также паяльный флюс-гель. Избегайте канифоли, необычных вариантов вроде аспирина и прочего.

Очистка первичного теплообменника

Купите раствор для промывки теплообменников — он устраняет даже сильное загрязнение. Используйте специальные щетки и скребки для ручной очистки доступных мест внутри и снаружи обменника. Уберите копоть.

В сложной ситуации закажите химическую промывку. Мастера очистят обменник через бустер, в который добавят кислоту — сульфаминовую к примеру. После специальной обработки не останется старых и стойких отложений. А можно промыть теплообменник самостоятельно. Для этого предлагаем воспользоваться следующей инструкцией.

Чистка возможна и без разборки — при гидродинамической промывке. Мелкие частицы под высоким давлением уберут любое загрязнение.

Замена старого или сломанного теплообменника

Чтобы вытянуть обменник для промывки или замены, первым делом, нужно отключить котел от подачи газа и электросети. Затем снимают переднюю панель котла и перекрывают подающую и возвратную трубы отопления. Теплоноситель спускают через сливной кран на котле.

Дальнейшие действия требуют большей точности и концентрации усилий:

  1. Убираем крепления на трубке, подающей газ в камеру сгорания. Отсоединяем этот патрубок.
  2. Освобождаем крышку отсека сгорания от подходящих коммуникаций: отводим в сторону электроды зажигания и контроля.
  3. Снимаем датчики с камеры сгорания. Откручиваем крепления на ее крышке и снимаем последнюю.
  4. Отсоединяем и достаем вентилятор.
  5. Убираем фиксаторы с труб, подходящих к первичному теплообменнику. Отводим эти трубки.
  6. Открепляем камеру сгорания от стенки котла и переносим ее наружу.
  7. Откручиваем метизы верхней крышки отсека сгорания. Снимаем верхушку.
  8. Убираем крепления, которые удерживают первичный теплообменник, и вынимаем его.

Теперь можем заменить неисправный обменник на новый. Крепим его в камере сгорания, отдельно от котла. Фиксируем по периметру метизами и возвращаем на место верхнюю крышку.

Прикрепляем отсек сгорания обратно к внутренней стенке котла. Крепим переднюю крышку. Возвращаем на место все отсоединенные детали и убранные узлы рядом с камерой сгорания.

Посмотрите, как выглядят уплотнители внутри газового котла и еще до установки теплообменника поменяйте их на нужных соединениях. После полной сборки приготовьте котел к работе и сделайте пробный запуск.

Вторичный теплообменник газового котла

Его еще называют теплообменником горячего водоснабжения (ГВС). Это — прямоугольный прибор с объединенными между собой внутренними пластинами из пищевой нержавейки. Чем их больше, тем выше производительность агрегата. Внутри они формируют от 8 до 30 слоев. Высокая теплопроводность материалов и обширная площадь взаимодействия дают нужный теплообмен при быстром движении воды.

Каждый из слоев представляет собой изолированный в пределах теплообменника канал. Пластины имеют рельеф, из которого и образуются эти ходы. Толщина перегородок обычно составляет 1 мм. Каналы имеют углы, и чем они острее, тем выше скорость жидкости и наоборот. Рисунок движения воды бывает одно- и многоходовым — со сменой направления. Во втором случае добиваются более высокой эффективности.

После открытия вентиля горячей воды на смесителе трехходовой клапан направляет часть нагретого теплоносителя во вторичный обменник. Дальше горячая жидкость отдает тепло холодной водопроводной воде в агрегате, после чего из теплообменника выходит нагретая вода для подачи через смесители в кухне и ванной.

Остывший теплоноситель потом выходит в трубу, где смешивается с обраткой — отработанным теплоносителем из отопительной системы, и опять поступает в первичный обменник.

Вторичный теплообменник обычно находится ниже камеры сгорания. В разных котлах его крепят вертикально или горизонтально на боку.

В котлах используют также совмещенные теплообменники — битермальные. В них коммуникацию с горячей водой окружают каналы с теплоносителем для системы отопления. Сначала газ передает энергию теплоносителю, а потом последний направляет ее часть на ГВС. Так как газовые котлы с такими теплообменниками устроены проще, трехходовый клапан при этом не нужен.

Ремонт вторичного теплообменника

Вторичные нагреватели часто забиваются, особенно модели с узкими каналами. Без очистки они со временем ломаются и окончательно выходят из строя. Слой накипи внутри агрегата снижает теплоотдачу, из-за чего котел расходует больше газа.

О проблемах с тепловыми обменниками сообщат коды на дисплее котла. На этот случай есть план действий.

Рассмотрим подробнее проблему со вторичным нагревателем:

  1. Достаем вторичный теплообменник.
  2. Смотрим на места соединений, внутренние и внешние резьбы. После прошлой чистки их состояние могло ухудшиться. Подобное случается из-за агрессивных кислот. Изношенные съемные элементы заменяем.
  3. Проверяем целостность. С теплообменником мог случиться гидроудар. Очень маленький свищ (отверстие) найдет только специалист.
  4. Осматриваем обменник лучше, а для этого вызываем мастера. Сильно поврежденный агрегат заменяем.
  5. Еще в самом начале можно найти загрязнение. Налет ищем визуально во входных отверстиях. Вдуваем воздух в деталь и ориентируемся также по звуку. Чистим, если обменник забитый. Куски накипи могут выпадать из него даже после легкого стука.
  6. Нужно выбрать 1 из 3 вариантов очистки: домашние средства вроде моющих составов и растворов с лимонной кислотой, специальные смеси или профессиональную очистку.

Первым делом, промойте обменник струей воды из холодного крана. Потом насыпьте в прибор лимонной кислоты и поместите в ведро с водой. После — достаньте теплообменник и заливайте в него воду для проверки проходимости.

Если она поступает внутрь медленно или не двигается, то приготовьте насыщенный раствор уксуса в воде и залейте туда. Потом промойте горячей водой и продуйте. По возможности используйте воздушный насос. Сделайте несколько циклов с уксусом.

Если описанные шаги не помогли, попробуйте специальные растворы для очистки: чистящий гель или низкопроцентный раствор адипиновой кислоты. Если и этот способ не дал результата, то вызовите мастера или закажите профессиональную чистку.

Как заменить деталь?

Специальные знания для этого не нужны. Чтобы извлечь старый обменник для осмотра или замены, следует выполнить следующие шаги:

  1. Отключить электропитание и перекрыть газ.
  2. Снять переднюю крышку котла.
  3. Перекрыть холодное водоснабжения для контура ГВС. Закрыть вентили на подающей и обратной трубе контура отопления.
  4. Убрать заглушку на сливном отверстии. Слить всю воду из котла.
  5. Снизить давление в системе при потребности и удалить воздух.
  6. Вытянуть электронную плату. Снять для этого нужные крепежи.
  7. Забрать клеммы с газового клапана.
  8. Достать элементы котла, которые препятствуют удобному извлечению вторичного теплообменника: впускной патрубок холодного водоснабжения, водяную арматуру и прочее. Убрать соответствующие скобы, гайки и хомуты.
  9. Изолировать водонепроницаемым материалом все электрические узлы и провода.
  10. Открутить крепежи, удерживающие вторичный теплообменник. Использовать удобный инструмент. Иногда это можно делать шестигранником. Производители стараются размещать обменник в удобном месте, чтобы в процессе его извлечения не страдали элементы котла.
  11. Извлечь вторичный теплообменник, удалить оттуда воду.

В момент снятия стоит запомнить расположение обменника, чтобы таким же способом установить обратно его или поставить новый.

Обработайте медной смазкой соединения, с помощью которых агрегат закрепляют внутри котла. Так вы защитите его от окисления.

А также, замените изношенные уплотнители, прежде чем вернуть деталь на место.

Выводы и полезное видео по теме

Как достать теплообменник из котла Baxi, способ его очистки:

Очистка первичного обменника с помощью реагентов, обзор средств и конечный результат:

Идея для ремонта сломанного входа первичного теплообменника:

Мы рассказали о двух видах теплообменников. Первичном — над горелкой камеры сгорания и вторичном – для подогрева проточной воды. Теперь вы лучше разбираетесь в устройстве газовых котлов и понимаете значение теплообменников в их работе. Также мы привели два частично схожих алгоритма по замене обменников.

В случае необходимости, сможете приступить к пайке этой детали. Вам будет под силу домашняя промывка. Не забывайте также о качестве материалов, если все-таки придется покупать новую деталь.

Оставляйте комментарии и задавайте вопросы. Расскажите о своем котле. Напишите, сколько в нем теплообменников. Меняли ли вы их, и сколько прослужили старые обменники? Напишите об этом в форме для связи, которая находится под статьей.

Конструкция газового котла – основные элементы и принцип их работы

Конструкция газового котла рассчитана на то, чтобы нагреть теплоноситель с помощью газа и обеспечить отопление, а также выработку горячей воды. Для полноценной работы отопительному агрегату необходимы следующие элементы:

  • теплообменник;
  • газовая горелка;
  • циркуляционный насос;
  • система дымоудаления;
  • расширительный бак;
  • предохранительный клапан;
  • система автоматического контроля за работой котла;
  • множество различных датчиков, обеспечивающих безопасную работу агрегата.

Теплообменник

Теплообменник забирает все тепло, которое обеспечила горелка. Его производят из следующих материалов:

  1. Стали. Достоинствами стальных теплообменников являются простая конструкция и невысокая цена. К недостаткам таких агрегатов относятся: подверженность коррозии, громоздкость и большой вес. Для нагрева объемного стального теплообменника потребуется больший расход топлива.
  2. Чугуна. Плюсами чугунного теплообменника являются устойчивость к коррозии и длительный эксплуатационный срок. Минусы — большой вес и размеры, что приводит к существенному расходу газа. Также чугун требует четкого выполнения правил эксплуатации, иначе он может треснуть от перепада температур. Для того чтобы избежать этого, следует установить трехходовой кран, который предотвратит такую возможность.
  3. Меди. Медный теплообменник стоек к коррозийным процессам, имеет малый вес и скромные размеры – это делает его более экономичным, чем предшественники и увеличивает его КПД. Недостатком такого агрегата является только низкая прочность, но это легко компенсировать, если установить модулируемую горелку.

Обратите внимание! Больше всего теплообменник изнашивается, если горелка работает на полную мощность.

Горелка

Горелка – это главная деталь котла, которая напрямую влияет на КПД агрегата. Она трансформирует газовоздушную смесь и подает ее в камеру сгорания. Горелки делят на три категории:

  1. Одноступенчатые – которые регулируют температуру только путем включения и выключения.
  2. Двухступенчатые – горелки, имеющие два режима горения – мощностью на 100% и на 40%. Система автоматически снижает и повышает мощность горения для регулирования температуры теплоносителя.
  3. Модулируемые – горелки, имеющие существенный диапазон мощности – от 10% до 100%. Такой тип устройства имеет наибольшую стоимость, зато является самым экономичным.

Модулируемые горелки отличают по принципу регулировки на несколько типов:

    • механические;
    • пневматические;
    • электронные.

Самые экономичные устройства, которые регулируют температуру наиболее точно, имеют электронную систему модуляции.

Конструкция газовых горелок котлов отличается в зависимости от вида подаваемого газа: природного и сжиженного. Некоторые продвинутые европейские производители выпускают отопительные системы с универсальным типом горелок, способных перестраиваться с одного вида газа на другой.

Также горелки бывают:

Дутьевые горелки имеют сложную систему с турбиной и встроенным вентилятором. Смесь газа и воздуха подается в четких пропорциях благодаря принудительному нагнетанию воздуха. Котел с дутьевой горелкой характеризуется высокой производительностью и экономичностью.

Диффузные устройства не нашли распространения в бытовых котлах. Их ставят только на мощные агрегаты промышленного назначения. Горелки диффузного типа позволяют увеличить и стабилизировать газовое давление перед горелкой, что обеспечивает устойчивое пламя даже при снижении показателя.

Инжекторные горелки устанавливают в котлах бытового назначения малой и средней мощности. Они поддерживают оптимальную температуру теплоносителя посредством процесса включения и отключения.

Обратите внимание! По сравнению с инжекторными, дутьевые горелки отличаются экономичностью и сжигают газа на 15-20 % меньше.

И как сделать Монтаж настенного газового котла

Система дымоудаления газового котла

В процессе работы газовых котлов топливо сгорает, в результате чего образуются дым. Его следует вывести. Отвод продуктов сгорания в газовых котлах происходит с помощью:

  • естественной тяги – через высокий дымоход; из-за различия температур и давления происходит естественная тяга;
  • принудительной тяги, когда котел имеет вентилятор, выдувающий дым на улицу через коаксиальную трубу.

Первый вариант плох тем, что воздух для горения берется из помещения, где расположен котел. Также придется устанавливать серьезный дымоход.

Читайте также:  Пластификатор для стяжки теплого пола

Второй способ дымоудаления предпочтительнее, так как коаксиальная труба имеет небольшой диаметр и осуществляет сразу два процесса — вход воздуха, необходимого для горения и вывод продуктов сгорания. Такой дымоход представляет собой конструкцию из двух труб, одна из которых вставлена в другую. В одну из них входит воздух, а через другую уходят продукты горения.

Циркуляционный насос

Конструкция большинства газовых котлов отопления включает циркуляционный насос. Он необходим для осуществления перекачки теплоносителя по системе отопления благодаря чему остывание происходит гораздо медленнее. Это уменьшает расход газа и повышает КПД агрегата.

Чаще в конструкцию газового котла включают двухступенчатые насосные системы – их скорость вращения составляет около 2600 оборотов в минуту.

Обратите внимание! Перед тем, как запустить котел в работу, из насоса требуется убрать воздух. Для этого в нем есть пробка, а вверху насоса – продувной вентиль.

Конструкция циркуляционного насоса имеет функцию добега, которая обеспечивает вывод тепла из камеры после отключения котла. Это предотвращает появление температурных пиков, тем самым продлевая службу теплообменника.

Расширительный бак

Расширительные баки могут отличаться по объему, но все они устроены одинаково – в металлическом корпусе находятся два завальцованных отсека. С одной стороны, расположен ниппель, а с другой – горловина для соединения с трубопроводом. При помощи ниппеля в бак накачивается давление. Внутри корпуса расположена диафрагма. В процессе работы теплоноситель увеличивается в объеме под действием тепла и его излишки попадают между диафрагмой и корпусом.

Предохранительный клапан

Предохранительный клапан – небольшой, но важный элемент конструкции газового котла. Его функция заключается в защите агрегата от повышенного давления в системе, которое может привести к повреждениям других более важных узлов.

При превышении давления свыше 3 бар, происходит сброс излишков воды.

Предохранительные клапаны устанавливают на входном узле, работают они автоматически. Эти элементы имеют простую конструкцию и состоят из полимерного или латунного корпуса, мембраны и крышки, которая при сбросе вод поворачивается.

Что вы знаете про Газовые котлы с открытой камерой сгорания http://oteple.com/gazovyj-kotel-s-otkrytoj-kameroj-sgoraniya/

Датчики безопасной работы котла

Датчики позволяют электронике котла получать важную информацию о происходящих процессах и контролировать работу всего оборудования. Эти элементы обычно делят на три группы:

  • предохранительные;
  • датчики режима работы;
  • измерительные.

Предохранительные устройства называют еще датчиками безопасности. Они отключают котел в следующих случаях:

  • слабой тяги в дымоходе;
  • перегреве теплообменника;
  • низком давлении в системе.

К предохранительным датчикам относятся: реле давления, прессостат, термостаты перегрева и дыма.

Датчики режима работы входят в конструкцию двухконтурного газового котла. Они служат для определения графика работы системы горячего водоснабжения или отопления.

Измерительные датчики предназначены для определения температуры теплоносителя. Когда она повышается, электрическое сопротивление уменьшается и наоборот.

Система защиты является важным фактором, влияющим на выбор газового отопительного оборудования. При выключении электричества современные агрегаты отключаются, когда электроэнергия появляется – они автоматически продолжат работу. Если же произошло отключение газа, горелки самостоятельно прекратят горение. После этого запуск котла делается только вручную, автоматический режим в этом случае не предусмотрен.

С развитием технологий газовые котлы оборудуют новыми устройствами удобного управления и контроля за работой агрегата. Большинство устройств имеют удобный модуль с экраном, с помощью которого можно настроить отопление по температуре в помещении, на улице или по уровню нагрева теплоносителя. Также существуют режимы экономии газа в отсутствии хозяев. Они не позволят отопительной системе разморозиться.

Ниже представлено устройство настенного газового котла.

Чем отличаются напольные и настенные котлы?

Как правило, конструкция напольного газового котла имеет два контура – для отопления и горячего водоснабжения. Данный вид котлов может иметь несколько горелок разных видов. Наименее шумные – агрегаты, имеющие атмосферные горелки.

Напольные котлы обладают большей мощностью и надежностью, так как обычно их теплообменник изготовлен из прочного чугуна, а не из стали, которая более подвержена коррозии. Стальные элементы настенных котлов делают их менее долговечными, зато такие агрегаты займут мало места и не потребуют дополнительного объемного оборудования.

Конструкция настенного газового котла предусматривает наличие двух или одного контура. Такой агрегат потребует подключения электроэнергии, в отличие от напольного, который работает автономно.

Конструкция различных газовых котлов примерно одинакова. Отличия состоят лишь в разных видах основных узлов, а также в наличии дополнительных режимов управления и контроля за работой агрегата.

Конструкция современного газового котла и его принцип работы

В разное время актуальным для людей остается вопрос отопления. Пожалуй одним из самых популярных источников тепла являются газовые котлы — устройства для получения тепловой энергии в помещениях различного назначения. Для начала следует разобраться в принципе работе и устройстве газовых котлов.

Газовые котлы используются для двух целей:

  1. Отопление (помещений, объектов различного назначения);
  2. Нагрев воды (для приема ванной, мытья посуды и т.д.).

По принципу работы и в зависимости от целей газовые котлы подразделяются на:

  • Одноконтурные;
  • Двухконтурные.

В данной статье нами будет рассмотрено все на примере устройство двухконтурного газового котла, а также принцип его работы.

Основная конструкция газового котла

Внешнее устройство такого газового котла включает в себя:

Корпус, защищающий сам котел от огня и от посторонних вмешательств для его качественной работы

  • Панель управления для ввода определенных команд, регулирующих температуру в отоплении, соответственно, и температуру нагрева воды. По дизайну панель управления может состоять как из каких-либо поворотных ручек, так и из сенсорных кнопок
  • Дисплей, наглядно отображающий ту температуру, которую мы задали с помощью панели управления, на какой стадии в текущий момент находится отопление, возможные ошибки и сбои в системе, с помощью чего можно определить, какие именно неполадки возникли с котлом
  • Манометр (механический или электронный), с помощью которого мы можем увидеть давление жидкостей в системе отопления.

Стоит отметить, что современные котлы работают только в замкнутых системах с созданием давления воды в этой системе от 1 до 2 атм.

Внутреннее устройство газового котла включает:

  1. Первичный теплообменник
  2. Газовая горелка
  3. Насос
  4. Газовая арматура
  5. Вторичный теплообменник
  6. Трехходовой клапан
  7. Турбина (дымосос)

Рассмотрим принцип работы газового котла, подробно разбирая каждый элемент внутреннего устройства:

Первичный теплообменник

теплообменник газового котла

Является определяющим элементом в работе котла, служит для передачи тепла от огня отопительной жидкости далее в систему отопления. Устройство такого теплообменника, как правило, одинаково для всех типов котлов всех производителей. Внешне это труба из меди, внутри которой протекает отопительная жидкость. Подобные теплообменники называются «медными». Так как теплообменник расположен над пламенем горелки, тепло огня нагревает медную трубу, которая передает тепло отопительной жидкости. Примечательно, что именно медь была выбрана в качестве металла, успешно справляющего с задачей удержания тепла и при необходимости достаточно быстрой его потерей, т.к. обладает высоким коэффициентом теплопередачи. Также медь не быстро ржавеет, за счет чего срок ее функциональности является достаточно высоким. Помимо медной трубы теплообменник оснащен специальными пластинами, которые помогают плавно распределить все тепло от огня, тем самым способствуя равномерному нагреву теплообменника.

Газовая горелка

горелка газового котла

Принцип устройства горелки газового котла подобен горелке газовой плиты с разницей лишь в габаритах и внешнем виде. Как и в газовой плите, чем больше мощность котла, тем больше по размеру горелка. Примечательно, что размеры горелки напрямую совпадают с размерами теплообменника, что позволяет котлу быть эргономичным. Такой тип горелки называется «инжекционным». Принцип работы его заключается в том, что в горелку подается газ и первичный воздух. Внутри нее происходит смешение и образование газовоздушной смеси. Далее приготовленная смесь выходит через отверстия в горелке, смешивается со вторичным воздухом и попадая в камеру сгорания, поджигается с помощью электроподжига, имеющегося у каждого котла. Камера сгорания, как правило, закрыта специальными крышками и защищена от утечки тепла и перегрева корпуса асбестовыми пластинами. При горении газа происходит образование огня и дыма.

Насос

Насос в газовом котле

Служит для предания движения теплоносителю. Это устройство заставляет циркулировать отопительную жидкость от нагретого первичного теплообменника в радиаторы, нагревать их и двигаться обратно для нагрева. Насос, как правило, имеет несколько скоростей и настраивается сервисным инженером, исходя из размеров вашей системы отопления.

Слишком высокая скорость насоса может создать дополнительный шум и снизить КПД котла. А слишком малая – приведет к неравномерному нагреву радиаторов. Поэтому для правильной настройки очень важно обращаться к квалифицированным инженерам сервисных служб.

Газовая арматура

Управляется автоматикой котла и отправляет в камеру сгорания столько газа, сколько необходимо сжечь в конкретный момент. Позволяет при смене параметров управлять мощностью котла. От правильного принципа работы арматуры зависит экономичность газового котла, поэтому хотелось бы лишний раз отметить, что для ее успешной настройки необходимо обращаться именно в сервисный центр.

Вторичный теплообменник

Отвечает за нагрев воды для хозяйственных нужд. Рассматривая устройство газового котла, стоит отметить, что данный элемент сделан из пластин пищевой нержавеющей стали. С одной стороны по теплообменнику движется нагретая отопительная жидкость, а с другой – холодная вода. Встречаясь, отопительная жидкость через тонкий слой металла передает свое тепло холодной воде. Таким образом вода нагревается, попадая затем в краны потребителей. При этом отопительная жидкость теряет свою температуру, поступая в первичный теплообменник для последующего нагрева. Такой теплообменник имеет от 8 до 30 чередующихся слоев и позволяет нагревать достаточно большое количество воды.

Трехходовой клапан

трехходовой клапан газового котла

Это устройство, с помощью которого отопительная жидкость вообще имеет возможность изменять свое направление. Либо оно пускает ее в систему отопления для нагрева радиаторов, либо – в пластинчатый теплообменник для нагрева воды.

Турбина (дымосос)

Турбина газового котла

Обычно используется для того, чтобы развить наибольшую мощность котла, либо моментально нагреть воду или дом. В устройстве газового котла турбина выполняет функцию дымососа (удаляет продукты сгорания).

Итак, нами были рассмотрены основные элементы, входящие в устройство газового котла, а также рассмотрен принцип работы газового котла. Практически все газовые котлы имеют один и тот же набор элементов, а стоимость, как правило, варьируется только в связи с разницей габаритов котла и материала, из которого он выполнен.

Устройство газового котла и принцип его работы

Устройство газового котла для отопления дома основано на выработке тепловой энергии и передаче ее теплоносителю. Передвигающаяся по системе вода попадает в радиаторы, которые расположены по всему помещению. Используются такие котлы на дачах и в частных домах, где часто отсутствует центральное отопление, поэтому газовое оборудование берет на себя функцию обогрева жилья.

Устройство газовых котлов отопления при разных модификациях имеет похожее строение, но каждая разновидность имеет некоторые особенности. В зависимости от принципа работы существует много видов приборов. Общая классификация газовых агрегатов выглядит следующим образом:

  1. 1. Напольные и настенные. Первые отличаются большой мощностью, поэтому находят применение в промышленных предприятиях. Настенные виды устанавливаются в квартирах и частных домах. Приборы имеют компактный внешний вид и хорошо смотрятся на стене.
  2. 2.

    Котлы функционируют в автоматическом режиме. Порядок работы следующий:

    1. 1. При низкой температуре термостат дает команду на включение оборудования.
    2. 2. Включается насос.
    3. 3. Нагретый теплоноситель поступает в систему.
    4. 4. Котел остается включенным до достижения заданной температуры.
    5. 5. Затем отключается и находится в ожидании.
    6. 6. Как только температура понизится ниже определенного уровня, снова происходит включение.
    Читайте также:  Размещение газового котла в индивидуальном жилом доме

    В некоторых конструкциях теплоноситель, движение которого не зависит от температуры, разносится по системе благодаря циркуляционному насосу. В двухконтурном котле расположен трехходовой клапан, не пропускающий жидкость в контур, отвечающий за горячее теплоснабжение.

    Движение воды идет по замкнутому контуру. В прочистке система нуждается редко, потому что на внутренней гладкой поверхности осадок не формируется.

    Зная устройство газовых котлов и принцип их работы, важно правильно задать программу. Все остальное выполняется в автоматическом режиме.

    Чтобы понять, как устроен газовый котел, необходимо ознакомиться с инструкцией, посмотреть чертеж, где представлена фронтальная проекция разреза аппарата, дающая наглядное представление о конструкции оборудования.

    Агрегат состоит из следующих узлов:

    • горелка;
    • теплообменник;
    • расширительный бачок;
    • система автоматики.

    Устройство настенного газового котла состоит из тех же элементов. Внутри него находится камера сгорания.

    Теплоноситель расположен над горелкой. В качестве него может использоваться антифриз или вода. Если котел одноконтурный, то теплоноситель разносится по батареям и обогревает помещение. Холодная вода опять поступает в котел, нагревается, и цикл повторяется.

    В двухконтурном котле имеется 2 горелки. Они зажигаются автоматически и работают одновременно.

    В этом месте идет смешивание воздуха с газом. Затем смесь поступает в сопла, где и происходит горение. Существует несколько классификаций таких горелок. По засасыванию воздуха они разделяются на 2 вида:

    1. 1. Атмосферные. Основаны на принципе действия закона Бернулли. Пониженное давление в газовой струе способствует засасыванию воздуха. Преимущества заключаются в простоте конструкции и бесшумности работы. К недостаткам относится низкая мощность горелки и открытая камера сгорания.
    2. 2. Надувные. Здесь нагнетание воздуха ведется вентилятором. Достоинства и недостатки обратные: горелка обладает большой мощностью, она закрытого типа, но шумит при работе и имеет высокую цену.

    Существует и другая классификация. По ней горелки разделяются еще на 3 вида:

    1. 1. Одноступенчатые. Их теплопроизводительность фиксированная, а принцип работы идет в режиме «стоп-старт». Учитывая, что функционируют они в условиях больших температурных перепадов, срок службы их ограничен.
    2. 2. Двухступенчатые. Они рассчитаны для работы в 40%-м и полном режиме. В первом случае обеспечивается плавный запуск горелки, что создает ей щадящие условия.
    3. 3. Модулированные. Режим работы горелки лежит в диапазоне 10−100%. Она постоянно функционирует с нужной мощностью, что обеспечивает экономный расход топлива.

    Срок службы теплообменника зависит от применяемого материала. Использоваться может 2 варианта:

    1. 1.
      1. 1. Рабочая. Она отвечает за функционирование котла — занимается его включением и выключением, контролирует мощность нагрева. В современном оборудовании также устанавливается погодозависимая автоматика, самостоятельно регулирующая работу агрегата при изменении наружной температуры.
      2. 2. Автоматика безопасности. На вводе в горелку устанавливается электромагнитный клапан. К нему подключены датчики тяги, перегрева воды и пламени горелки. Часто в котлах имеется запальник. В таком случае устанавливается еще и термопара. Суть ее работы — в блокировке запальника при его затухании. Все остальные датчики выполняют отведенную им роль — отключают подачу газа при отсутствии тяги, перегреве горелки или затухании пламени.

      В частном секторе или квартирах часто устанавливаются газовые котлы. Их устройство и принцип работы подробно расписан в прилагающейся к устройствам документации.

      Главное — определиться с подбором мощности. Зная квадратуру отапливаемой площади, несложно будет сделать правильный выбор оборудования.

      Устройство и принцип работы двухконтурного газового котла

      Здесь вы узнаете:

      Двухконтурные отопительные котлы получили большое распространение за счет удобства и компактности. Они согревают дома и одновременно служат источниками горячего водоснабжения. То есть, необходимость покупать отдельный водонагреватель и отдельный отопительный прибор полностью отпадает. Каков принцип работы двухконтурного газового котла и из каких частей состоит это устройство? Об этом мы расскажем в нашем обзоре.

      Устройство двухконтурного газового котла

      Для того чтобы понять принцип работы газового двухконтурного котла, необходимо разобраться в его устройстве. Он состоит из множества отдельных модулей, которые нагревают теплоноситель в отопительном контуре и выполняют переключение на контур ГВС. Слаженная работа всех составляющих позволяет рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию оборудования. Зная устройство двухконтурного котла, можно разобраться и в его принципе действия.

      Мы не будем рассматривать устройство двухконтурных котлов с точностью до винтика, так как нам достаточно разобраться в назначении основных узлов. Внутри котла мы найдем:

      Устройство моделей с двумя контурами: отопительным и контуром ГВС.

      • Горелку, располагающуюся в открытой или закрытой камере сгорания – это сердце любого отопительного котла. Она нагревает теплоноситель и генерирует тепло для работы контура ГВС. Для обеспечения точной поддержки заданной температуры она наделяется системой электронной модуляции пламени;
      • Камеру сгорания – в ней располагается вышеуказанная горелка. Она может быть открытой или закрытой. В закрытой камере сгорания (а точнее, над ней) мы найдем вентилятор, отвечающей за нагнетание воздуха и за удаление продуктов сгорания. Именно он и является источником тихого шума при включении котла;
      • Циркуляционный насос – обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по отопительной системе и при работе контура ГВС. В отличие от вентилятора камеры сгорания, насос не является источником шума и работает максимально бесшумно;
      • Трехходовой клапан – именно эта штука отвечает за переключение системы в режим генерации горячей воды;
      • Основной теплообменник – в устройстве двухконтурного настенного газового котла он располагается над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя, используемого в контуре отопления или в контуре ГВС для нагрева воды;
      • Вторичный теплообменник – именно в нем происходит подготовка горячей воды;
      • Автоматику – она контролирует параметры работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, управляет модуляцией, включает и отключает различные узлы, контролирует наличие пламени, фиксирует ошибки и выполняет прочие полезные функции.

      В нижней части корпусов располагаются патрубки для подключения отопительной системы, труб с холодной водой, труб с горячей водой и с газом.

      Можно заметить, что устройство газовой колонки отличается только отсутствием контура отопления.

      Мы выяснили устройство двухконтурного настенного газового котла – оно кажется немного сложным, но если разобраться в назначении тех или иных узлов, то сложности исчезнут. Здесь мы можем отметить схожесть с газовым проточным водонагревателем, от которого здесь осталась горелка с теплообменником. Все остальное взято от настенных одноконтурных котлов. Несомненным плюсом является наличие встроенной обвязки – это расширительный бачок, циркуляционный насос и группа безопасности.

      Разбирая принцип работы и устройство газового двухконтурного котла, следует отметить тот факт, что вода из контура ГВС никогда не смешивается с теплоносителем. В отопительную систему теплоноситель заливается через отдельную трубу, подключенную к отоплению. Горячая вода подготавливается за счет части теплоносителя, циркулирующего через вторичный теплообменник. Впрочем, об этом мы расскажем чуточку позже.

      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.

      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.

Ссылка на основную публикацию