Принцип работы и устройство газового котла в системе отопления: какие бывают, составные части

В отопительной системе частного дома основной элемент – котел, который нагревает теплоноситель, циркулирующий по трубам к радиаторам. Газовые котлы популярны из-за доступности энергоносителя.

Коэффициент полезного действия газовых устройств также на высоте. Но газ как топливо доступен только в регионах, где пролегают газовые магистрали. Приобретение баллонов с газом увеличивает стоимость эксплуатации системы. Стоит подробнее разобрать общие принципы устройства газового отопления.

Какой котел лучше: с закрытой или открытой камерой сгорания?

У котельного оборудования с открытой камерой сгорания воздух поступает снаружи. Циркуляция естественная. Такой вид компоновки считается классическим. Его достоинства:

1. Проще проводить монтаж. Для наружного выведения требуется расположить только дымоход. Трубу для подачи воздуха монтировать не надо.
2. Независимость от электрической энергии. При отсутствии автоматики, контролирующей работу оборудования, проблемы с подачей электричества не отражаются на работе отопительных устройств.
3. Цена ниже аналогов с закрытой камерой.

Недостатки:

1. Требуется хорошая циркуляция воздуха для нормальной работы системы. При работе отопительного устройства воздух в помещении становится сухим, влажность уменьшается.
2. Если монтировать оборудование самостоятельно, возможно попадание дыма внутрь помещения из-за недостаточной герметичности дымохода. Это может привести к отравлениям и другим проблемам со здоровьем.
3. Котел необходимо регулярно чистить, чтобы оборудование не вышло из строя.

Устройства с закрытой системой получают воздух из отдельного воздуховода с вентилятором.

Плюсы:

1. Нет ограничений по установке.
2. При правильном монтаже системы забора воздуха с фильтрующим оборудованием снижается скорость попадания пыли в камеру сгорания.

К недостаткам относят:

1. Более сложный монтаж из-за необходимости подключения дымохода и воздуховода.
2. Потребность в электропитании, без которой не будет работать вентилятор.
3. Стоимость оборудования намного выше.

Большая стоимость компенсируется надежностью работы. К прибору подключается дымоход коаксиального типа. Он состоит из 2 труб — внешней и внутренней. Между их стенками присоединены перемычки, которые образуют каналы. Через один из проходов из топки выводятся продукты горения. Во второй подается кислород.

Отличие напольного от настенного газового котла

По методу прикрепления котлы делятся на настенные и напольные. Навесные варианты отличаются более низкой мощностью. Чаще всего их используют для отопления домов с небольшой площадью.

Настенные устройства подходят для дач или небольших загородных домов. В остальных случаях лучше использовать напольные агрегаты. Они более надежные и мощные, способны обеспечить нагрев воды в доме или квартире.

Оба вида котлов оснащаются открытой или закрытой топкой. Настенные модели с открытой камерой не зависят от электричества. Аналоги с закрытой камерой появились на рынке недавно. В систему добавлено множество модулей, которые отвечают за работу и безопасность.

Напольные варианты большие и занимают много места. Для некоторых моделей требуется выделить отдельное помещение. Однако мощность и надежность у них значительно выше. Напольные котлы с закрытой камерой сгорания используются для отопления больших помещений. Они самые дорогие среди всех видов нагревательного оборудования.

В двухконтурных системах используется теплообменник из чугуна, который устойчив к коррозии. Это повышает срок эксплуатации конструкции. Однако масса таких приборов возрастает.

Естественная и принудительная циркуляция: какой котел практичнее?

Чтобы вода циркулировала по трубопроводу, нужно добавить конструкционные элементы. В системах с естественной циркуляцией используются трубы большего диаметра, за счет которых обеспечивается нормальное давление.

В отопительных системах с принудительной циркуляцией требуется установить помпу для увеличения давления. Питается она от электрической сети, теплоноситель под воздействием насоса движется по трубам. Этот вариант отличается экономичностью и простотой в установке.

Одноконтурный или двухконтурный?

Конструкция отопительных агрегатов зависит от количества контуров – линий подачи и отвода жидкости в его составе. Одноконтурные имеют невысокую стоимость. При их установке будут низкие затраты на топливо. Поэтому они считаются менее затратными. Подходят эти устройства только для отопления небольших помещений. Если горячая вода требуется в хозяйственных целях, устанавливается бойлер.

Двухконтурный нагревает помещение и подает горячую воду. Но одновременная работа обеих систем невозможна. Например, когда включен кран с горячей водой, система отопления отключается. Если требуется небольшой объем жидкости за один раз, хорошо подойдет двухконтурный котел проточного типа. При потребности большого количества горячей жидкости нужно выбирать модели с бойлером.

Схема работы газового агрегата

Как устроен газовый отопительный котел? В центральных системах как источник энергии и тепла используется природный газ. Вариантов для сгорания два: метан и смесь пропана и бутана. Стоит разобрать основные моменты работы нагревательного оборудования.

Принцип работы котла

Принцип работы всех газовых котлов отопления можно описать так:

1. В подключенном к системе подачи газа оборудовании активируется система возгорания.
2. Искра от электричества зажигает горелку.
3. От запальника разгорается основная горелка, которая может иметь разное исполнение.
4. Огнем нагревается водяная рубашка и теплоноситель. В результате теплообменник прогревает воду до определенного значения, которое задано пользователем. После чего горелка отключается.
5. Если температура снижается, сенсоры подают сигнал автоматике, что возобновляет работу системы до повторного нагрева.

Устройство газового котла

У моделей от различных производителей может несущественно отличаться конструкция и расположение компонентов, однако они имеют несколько общих деталей:

1. Клапан для подачи или перекрытия топлива.
2. Горелку.
3. Электрический блок.
4. Сенсор наличия огня.
5. Камеру для сгорания газа.
6. Вентилятор.
7. Теплообменник.
8. Набор датчиков.
9. Расширительный бак.
10. Фильтр для воды.
11. Набор клапанов.
12. Байпас.
13. Фильтр ГВС.

Стоит рассмотреть работу основных узлов по отдельности, чтобы разобраться в работе котла в целом.

Газовая горелка и система удаления дыма

Горелка представляет собой основной модуль, который обеспечивает нагрев теплоносителя. В большинстве современных устройств она может регулировать объем подаваемого газа. Регулировка происходит под действием термостата, который подает сигнал при чрезмерном нагреве или снижении температуры.

Подача газа производится за счет клапана. Он регулируется электрическим силовым агрегатом, который управляется системой автоматики в котле. Это позволяет управлять большинством процессов работы ГВС.

К горелке присоединен электрод и датчик наличия или отсутствия пламени. Горелку размещают в герметичной камере. На выходе имеется дымоход для отвода продуктов горения.

Теплообменники

В системе присутствует два вида теплообменников: первичный и вторичный. Первый расположен над горелкой, включает несколько медных труб, по которым циркулирует теплоноситель. Вторичный нужен для подогрева воды от горячего водоснабжения. Он выглядит как набор ламелей, в промежутках между которыми циркулирует жидкость от первичного и вторичного теплообменника.

Система ГВС

Данная система является основным отличием двухконтурных элементов. Именно за счет неё можно быстро получить доступ к горячей воде. Она обеспечивается вторичным теплообменником, несколькими клапанами и датчиками, контролирующими работу прибора. Основным сенсором является датчик протока.

Жидкость начинает нагреваться в главном теплообменнике. После она при помощи насоса движется внутри корпуса, проходя через вторичную систему ламелей, в которой она дополнительно нагревается.

Байпас

Эта обводная труба соединяет прямой и обратный трубопровод. Дополнительно на ней прикреплен клапан, который при необходимости открывается, и часть воды начинает двигаться в обратный трубопровод.

Расширительный бачок

Эта часть системы требуется для стабилизации давления при нагреве. Из-за повышения давления вода расширяется, что может привести к порче оборудования. Бак состоит из 3 компонентов:

• емкость под воду;
• мембраны;
• пространство под газ.

За счет изгибов мембраны он уравновешивает давление в системе.

Плата управления и датчики

Блок управления является обязательным модулем, необходимым для работы котла. Именно за счет этого модуля можно установить необходимый режим работы и регулировать работу элементов.

Способы установки отопительных газовых агрегатов

По способам монтажа различаются две основных модификации:

1. Настенные. Котлы компактные, легко вписываются в интерьер. Однако их мощность недостаточна для нагрева воды в хозяйственных целях. Могут использоваться только в небольших домах.
2. Напольные отличаются большей мощностью и КПД. Однако, требуют отдельного помещения.

На чем можно экономить при использовании газового котла

Для небольшого помещения устанавливать мощный промышленный агрегат не рентабельно. Уменьшить расходы на отопление поможет правильная организация системы.

Некоторые модели котлов можно почистить собственноручно. Это стоит учитывать при выборе. Чистка отопительных устройств продлевает сроки их службы и улучшает работу отопительной системы.