Устройство газового котла отопления – принцип работы, разновидности, компоненты и автоматика, монтаж

Осуществив мечту о приобретении загородного дома, многие покупатели сталкиваются с трудностями в выборе подходящего котла для отопления здания. Какой мощности хватит для поддержания комфортного уровня температуры? Какой тип котла удовлетворит потребности покупателя? Покупка важная, так что при выборе газового котла стоит внимательно изучить все его характеристики.

Принцип действия, назначение

Принцип работы газового котла достаточно прост, понятен и сводится к следующему алгоритму:

Из трубопровода в теплообменный контур с помощью циркуляционного насоса подается не подогретый теплоноситель (вода или специальная жидкость).
Одновременно происходит открывание клапана и подача газового топлива на горелку и ее последующий автоматический розжиг.
В соответствии с настройками таймера и показателями термодатчиков открытое пламя нагревает теплоноситель внутри теплообменника.
В зависимости от интенсивности горения и пропускной способности, проходя через тепловой контур, теплоноситель, нагретый до нужной температуры, поступает в теплопровод системы обогрева и дальше в радиаторы.
По достижении заданного уровня нагрева системы пламя гаснет, а затем при охлаждении опять зажигается и т. д. – в зависимости от настроек внешнего термостата.

Схематическое изображение работы газового котла Источник otoplenie-gid.ru
Если газовый агрегат предназначен не только для отопления, но и горячего водоснабжения, в его состав входит второй теплообменный контур. В таком случае котел называется двухконтурным. При этом дополнительный теплообменник, отвечающий за подачу горячей воды в смеситель, отличается от первичного более высокими показателями нагрева и пропускной способностью водяного потока.

Обратите внимание! Некоторые модели котлов не имеют раздельных контуров – на отопление и горячую воду. Поэтому могут работать только в каком-то одном режиме. Например, при открывании крана в системе срабатывается датчик протока – теплообменник начинает работать на снабжение горячего водопровода. Как только водозабор прекращается, он переключается в режим отопления.

Схема подключения системы отопления и бойлера к газовому котлу Источник kotlobzor.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на автономной газификации загородных домов и сопутствующих работах

Система защиты

Практически все модели современных газовых котлов обладают высокоэффективной системой защиты нескольких уровней. Прежде всего, в случае прекращения подачи газа происходит автоматическое закрытие электромагнитного клапана, который отвечает за поступление топлива в котел. Однако весомым недостатком является то, что клапан не открывается автоматически при восстановлении подачи газа. В таком случае повторный запуск котла следует выполнять вручную. Если же произошло отключение электропитания, то после его восстановления система запускается самостоятельно.

Современные модели имеют продолжительный ряд защитных функций. Одной из наиболее важных является предохранение системы от замерзания.

То есть, температура теплоносителя постоянно контролируется специальными датчиками. И в случае если она снизится до критической температуры – система самостоятельно запускает котел для прогрева теплоносителя. Еще одной крайне важной и полезной функцией является то, что для обеспечения качественной работоспособности система автоматически раз в определенный промежуток времени запускает циркуляционный насос и «прогоняет» теплоноситель. Таким образом — все элементы поддерживаются постоянно в рабочем состоянии.

Если же в системе возникла неисправность – информация об этом сразу же будет выведена на специальный экран, расположенный на блоке управления. Обнаружив неисправность и вызывая специалиста сервисного центра, следует непременно назвать ему код ошибки, который высветился на табло. Таким образом, мастер приедет, заранее зная о поломке – и сможет восстановить работоспособность системы в самое короткое время.

Газовые котлы являются достаточно экономичными – специальное оборудование позволяет сократить не только расход топлива, но и расчет газового котла отопления, расход электроэнергии, потребляемой системой, а кпд газового котла отопления – имеет приемлемый показатель.

Устройство, основные узлы

В состав стандартного котла отопления на газовом топливе входят следующие основные рабочие узлы:

Горелка.

Осуществляет сжигание газа и равномерное распределение выделяемого тепла на теплообменный контур. Может быть обычной атмосферной и турбированной – оснащенной принудительной вытяжкой продуктов сгорания.

Теплообменник.

Представляет собой короб с расположенными внутри изогнутой трубкой, по которой проходит вода для нагрева. Разделяется на одно- и двухконтурный. Изготавливается из меди, стали и чугуна.

Циркуляционный насос.

Обеспечивает постоянное давление воды в трубопроводе для ее оптимального распределения по системе.

Расширительный бачок.

Предотвращает аварийное расширение воды и ее паров внутри системы.

Дымоотвод.

Осуществляет отвод продуктов сгорания наружу. Может быть обычным – атмосферным, а также с турбонаддувом – с вентилятором для принудительного вытягивания газов на улицу.

Блок управления.

Обеспечивает настройку параметров работы системы. Соединяет в себе провода, датчики, сенсоры, электросхемы.

Модуль управления газовым котлом Источник stroy-podskazka.ru

Сенсоры автоматического контроля параметров безопасности.

Газовая автоматика для котлов следит за стабильностью параметров работы и безопасностью системы. Предотвращает развитие аварийной ситуации по различным причинам – перегрева, отключения тяги, потери пламени в горелке и проч.

Совет! Стандартный двухконтурный котел производит до 8 литров бытовой горячей воды в минуту. При необходимости большего потребления лучше установить одноконтурную модель, совмещенную с водонагревателем накопительного вида. Объем бытовых бойлеров варьируется в широких пределах – от 50 до 300 литров. Этого вполне достаточно для повседневных нужд частного дома.

Бойлер, работающий от газового котла Источник domkotlov.by

Работа циркуляционного насоса

То, какими будут показатели функционирования циркуляционного насоса, зависит, в первую очередь, от мощности, при которой работает котел, а на саму работу всей системы большого влияния этот прибор не оказывает. Очень важно, чтобы трубы, по которым циркулирует теплоноситель, были изготовлены из качественного материала, например, из стали или хорошего пластика.

Разновидности

Функциональность бытового газо-котельного оборудования во многом зависит от разновидности его основных частей. Существует несколько типов классификации – по следующим критериям:

Способу монтажа.

Подразделяются на настенные и напольные. Первые обладают небольшими размерами и мощностью не выше средней. Они занимают мало площади и предназначены для небольших помещений. Вторые более производительны и рассчитаны на отопление просторных домов. Для них нужно оборудовать надежную котельную по всем строительным нормам.

Виду дымоотвода и камеры сгорания.

Бывают атмосферные и турбированные. В первом случае отходы сжигания топлива удаляются естественной тягой, а забор кислорода поступает в камеру открытого типа из самого помещения, во втором – принудительно встроенным вентилятором, при этом приток кислорода в камеру закрытого типа осуществляется снаружи через воздуховод.

Количеству теплообменников.

Котлы с одним контуром работают на обогрев + бойлер, с двумя – помимо отопления обеспечивают горячей водой.

Обвязка 2-контурного газового агрегата Источник szgaz.ru

Типу розжига.

В одном варианте пламя зажигается вручную с помощью встроенного пьезоэлемента, в другом – работает специальная автоматика для котлов отопления. При этом она позволяет котлу работать без контроля со стороны человека.

Схеме теплоотведения.

Конвекционные агрегаты переводят тепло огня непосредственно на теплоноситель. Более совершенные конденсационные модели помимо этого дополнительно используют энергию водяного пара. Для этого в их конструкции предусмотрен специальный паровой теплообменник. КПД таких установок существенно выше.

Полезная информация! Самым долговечным считается теплообменный контур из чугуна. Однако при транспортировке и монтаже нужно учитывать его большую массу и хрупкость.

Чугунный теплообменник для газового котла Источник gradusplus.com

Чем отличается напольный газовый котел от настенного

В первом случае агрегаты обладают средней или высокой мощностью. Они отличаются большей массой. Мощность такого аппарата может превышать 300 кВт. Установка способна эффективно обогревать жилые, бытовые и коммерческие помещения немалой площади.

Главное конструктивное отличие напольного отопительного прибора от настенного – теплообменник. В первом случае он больше и массивнее. Материал – легированная сталь или чугун. Последний обладает повышенной хрупкостью, но устойчив к коррозии, имеет высокую теплопроводность, отличается долговечностью. При этом напольные аппараты могут быть как полностью энергонезависимыми, так и работать при подключении к электросети.

Настенные котлы оснащаются теплообменниками из стали или меди. Срок службы таких установок меньше. Их удобно использовать для отопления жилых помещений. Они тихо работают, имеют небольшие габариты и массу. Все агрегаты для настенного монтажа относятся к энергозависимым. Для работы насоса и вентилятора, которые обеспечивают перемещение теплоносителя, а также вывод дымовых газов, требуется подключение к электросети.

Этапы монтажа

Монтаж настенного газового котла осуществляется специалистами по следующей технологии:

Подготовка помещения для размещения агрегата в соответствии с нормативными требованиями.
Создание системы вентиляции.
Установка креплений и кронштейнов.
Монтаж агрегата.
Подвод и подключение труб отопительной системы.
Подсоединение холодного водопровода.
Подключение газо-котельного оборудования к источнику газа.
Монтаж проводки, подключение электроприборов и автоматики.
Обустройство дымоотвода.
Проверка, подготовка и пробный запуск котла.

Важно! В помещении, где монтируется газовый котел, должны строго соблюдаться правила техники безопасности. Отделка стен допускается только из негорючих материалов. Кроме того, наличие воздушного газового датчика – обязательное условие эксплуатации агрегата.

Мощность котла. Как ее подобрать?

Отопительная мощность котла рассчитывается исходя из площади обогреваемого здания. Общеприятным считается показатель в 1 кВт на 10 квадратных метров. При этом учитывается мощность, необходимая непосредственно на обогрев, с компенсацией потерянного КПД (коэффициент полезного действия) из-за вентиляции помещения, а также с учетом небольшого запаса по мощности. Таким образом можно подсчитать, что, если высота потолков составляет около трех метров, то на 10 квадратных метров потребуется 0,6 кВт тепла, что с прибавкой в виде 30% на компенсацию потерь КПД от вентиляции здания и с запасом до 30% мощности даст нам тот самый показатель в 1 кВт на 10 квадратных метров. Слишком большой запас по мощности котла также не желателен в целях экономии, как на затратах ресурсов, так и на стоимости самого котла. Соответственно, на площадь в 200 квадратных метров понадобится отопительная система мощностью в 20 кВт. При этом стоит учитывать энергоэффективность помещения – площадь окон, утепление стен и полов, так как это значительно повышает затраты энергии на создание комфортной температуры в помещении.

Особенности эксплуатации и обслуживания

После того, как монтаж настенных котлов или их напольных аналогов завершен, начинается период эксплуатационного обслуживания. Чтобы избежать поломок и аварийных ситуаций, оборудование должно осматриваться с определенной периодичностью. Помимо самого газового агрегата не в меньшем внимании нуждаются трубопроводы отопительной системы.

Нередко причиной аварии является закупорка магистрали накопившимся на внутренней поверхности труб налетом солей. Эта проблема особенно актуальна при использовании жесткой воды в системе. Решить ее можно периодическим проведением профилактической чистки – путем закачки в трубопровод специальных реагентов.

Рекомендация! Существенно продлить эксплуатацию газового агрегата и повысить безопасность позволяют умные системы автоматического контроля. Современные приборы оснащаются датчиками давления газа, интенсивности пламени, тяги дымохода, нагрева и аварийного контроля первичного контура, давления воды, предохранительного клапана, протечки горячей воды. В случае ЧП котел будет автоматически отключен, а хозяин оповещен даже на удалении – по СМС или интернету.

Коротко о главном

Устройство котла на природном газе основано на входящих в его конструкцию следующих рабочих узлов:

Пламеобразователь.
Теплообменный контур.
Насос.
Расширительный бак.
Дымоход.
Модуль управления.
Автоматика.

Газовый котел работает по принципу сжигания природного газа в горелке и передаче выделенной энергии на теплоноситель через теплообменник. Агрегаты различаются по способу монтажа, дымоотводу и камере сгорания, числу теплообменных контуров, типу розжига и схеме теплоотведения. Монтаж оборудования осуществляется специалистами строго по технологии. В ходе эксплуатации обязательно требуется регулярный осмотр.

Оценок 0

Прочитать позже

Выбор с учетом камеры сгорания

Котлы могут быть открытого или закрытого типа. Первый использует воздух непосредственно из помещения. В этом случае необходимо обустройство дымохода. Котлы с открытой или атмосферной камерой сгорания преимущественно устанавливаются в отдельных помещениях. Подобные виды газовых котлов используются в напольных установках мощностью более 35 кВт.

В закрытой камере сгорания для подачи воздуха и отвода дымовых газов применяется коаксиальный дымоход. Это устройство состоит из двух труб разного диаметра, первая вставляется во вторую. По одному каналу к горелке подводится воздух, по другому наружу выводятся продукту сгорания. Закрытый тип применяется, преимущественно, в настенных агрегатах.