Принцип работы газовых котлов отопления



Устройство


Разберемся, как работает газовый котел, и рассмотрим его основные узлы. Снаружи располагается кожух, внизу которого располагается панель управления. На ней размещаются кнопки включения, выбора режима работы, манометр и термометр. В современных моделях также там стоит экран, на который выводится информация о состоянии оборудования и коды ошибок в случае поломок.

Сверху выходит одна или две дымоходных трубы. Одна установлена в моделях с камерой сгорания открытого типа, она сразу выводится в дымоотвод, как в серии Иммергаз Nike Star E. Две в устройствах с закрытой камерой сгорания, таких как Бош Gaz. С помощью гофрированной трубы они подсоединяются к коаксиальному дымоходу, и потом уже он выходит наружу.

Ниже стоит вентилятор для выведения продуктов сгорания. Под ним установлен первичный теплообменник. Левее или на обратной стороне корпуса расположен расширительный бак. Снизу теплообменника находится камера сгорания, внутри которой стоит горелка, трансформатор и электроды розжига.

В нижней левой части монтируется циркуляционный насос, трехходовой клапан и вторичный пластинчатый теплообменник (в двухконтурных конфигурациях). Правее находится электронная плата управления и газовый клапан.

Снизу вводится труба с теплоносителем, которая подключается к циркуляционному насосу и входу в теплообменник. Из теплообменника выходит труба вниз для подключения к системе отопления. Также снизу подводится газ и проточная вода для системы горячего водоснабжения.

Принцип действия


В котел поступает холодный теплоноситель и с помощью циркуляционного насоса направляется в теплообменник. Если его температура опускается ниже установленной в настройках, аппарат должен работать на обогрев. В горелку через газовый клапан подается газ, и он загорается с помощью электродов розжига.

Трехходовой клапан переключает режим работы на приоритет ГВС или отопления. Вентилятор выводит продукты сгорания и обеспечивает поступления кислорода в камеру сгорания. Расширительный бак необходим для того, чтобы в него попадал теплоноситель при изменении его объема из-за перепада температуры.

Когда температура теплоносителя достигает уровня, выставленного в настройках, в горелку перестает поступать газ и огонь тухнет. Иногда в системе установлен комнатный термостат, и тогда устройство будет включаться при понижении температуры в помещении.

Работа ГВС


Горячее водоснабжение может обеспечиваться следующим образом:

  • Если котел одноконтурный, к нему дополнительно подсоединяется бойлер косвенного нагрева. Внутри бака находится спиральная труба, в которую поступает теплоноситель. От этой трубы и нагревается проточная вода, поступающая внутрь. Пример простого одноконтурного аппарата — АОГВ, который выпускает Жуковский Механический Завод.
  • В 2-х контурных конфигурациях установлен вторичный пластинчатый теплообменник, через который проходит поток нагретого теплоносителя и бытовой воды. Контактируя через тонкие перегородки, тепловая энергия передается чистой воде.
    Пластинчатый теплообменник
  • Некоторые котлы оснащены битермическим теплообменником в качестве основного, к примеру, Висман Vitopend. Внешне он похож на обычный теплообменник, но внутри трубы, в которой течет теплоноситель, стоит более тонкая трубка, по которой течет водопроводная вода.
  • В некоторых напольный аппаратах, например Протерм «Тигр», установлен небольшой бойлер косвенного нагрева объемом до 100 литров.

Отвод дыма


В турбированной колонке с закрытой камерой сгорания сверху выводятся две трубы. Первая из них воздухозаборная, по которой кислород попадает внутрь камеры. Вторая дымоходная, по которой продукты сгорания выходят в атмосферу. Циркуляцию воздушных потоков обеспечивает вентилятор, установленный или в самом верху, или под горелкой.

В атмосферных моделях установлена только одна дымоотводная труба. Воздух в камеру сгорания в таких устройствах поступает из помещения, в котором оно находится.

Система защиты

Современные котлы оборудованы следующими устройствами защиты:

  • На выходе из теплообменника установлен датчик перегрева. Он срабатывает и отключает горелку, когда теплоноситель достигает критически высокой температуры. Защищает систему от закипания.
    Датчик перегрева
  • Отсечной клапан открыт, когда в сети есть электроэнергия и закрывается при ее отсутствии.
  • Датчик тяги отключает систему, если недостаточно сильная тяга в дымоходе. При этом продукты сгорания начинают выходить из камеры сгорания через дымоуловители и нагревают его.
  • Электрод ионизации расположен рядом с электродом розжига. Блокирует работу оборудования, если превышен интервал по времени между запуском котла и появлением пламени. Также он защищает от случайного тушения огня.

Все сигналы от автоматики, обеспечивающей безопасность, передаются на электронную плату управления. Запрещено самостоятельно ремонтировать и вносить изменения в систему безопасности домашнего котла.

Типы котлов и отличительные особенности

Хотя и новые и старые котлы устроены практически одинаково, есть несколько принципиальных отличий в зависимости от назначения и типа модели.

По принципу работы газовые котлы бывают:

  • Конвекционные. Традиционный простой вид устройства, в котором тепло, получаемое от сгорания газа, передается теплоносителю.
  • Конденсационные. В них дополнительно используется тепловая энергия, вырабатываемая в процессе конденсации водяных паров. Они оснащены дополнительным теплообменником, на внутренних стенках которого собирается конденсат. Отличаются более высоким КПД по сравнению с конвекционными аппаратами. Такое устройство имеет серия Аристон Class Premium Evo.

Обычно газовые котлы энергозависимые, например, Protherm «Гепард», электроэнергия им требуется для работы циркуляционного насоса, розжига и вентилятора. Но также существуют энергонезависимые модели. Рассмотрим, как работает без электричества такой аппарат как Атон Compact. Он монтируется с открытой схемой отопления с естественной циркуляцией, а розжиг в нем производится вручную. Чтобы такое устройство работало правильно, важно соблюсти все требования по установке.

Отличаются аппараты по материалу, из которого изготовлен первичный теплообменник. Им может быть сталь, медь, чугун, алюминий и нержавейка. Каждый из этих материалов имеет свои достоинства и недостатки и подбирается под конкретные требования потребителя. Так, устройства Конорд серии КЧГ оснащены чугунными теплообменниками с большим сроком службы.

По способу монтажа котлы бывают настенные, напольные и парапетные. Парапетный аппарат, такой как Вулкан серии «П», всегда оснащен камерой сгорания закрытого типа. Устанавливать его необходимо на внешнюю стену помещения для того, чтобы через нее вывести коаксиальный дымоход. Настенные устройства отличаются большей компактностью, что подходит для небольшой квартиры, а напольные повышенной мощностью.

Парапетный котел

Ряд моделей может работать только природном газе, как котлы фирмы Кебер, а некоторые котлы также приспособлены к сжиженному газу в баллонах. Это актуально, если предполагается отапливать помещение в местности без централизованного газопровода.

Одноконтурные котлы предназначены только для отопления. Двухконтурные аппараты оснащены битермическим или вторичным пластинчатым теплообменником. Второй контур используется для обеспечения ГВС.