Принцип работы газового котла отопления

Газовый котел – эффективный и недорогой способ обеспечить в доме качественное отопление и горячее водоснабжение. Если вы захотели установить такое газовое оборудование у себя в доме, то рекомендуем прочитать эту статью, чтобы было проще выбрать подходящую модель, предотвратить возможные неполадки или устранить по крайней мере некоторые неисправности, если они возникли.

Основные элементы конструкции газового котла

Любой газовый котел нагревает воду путем сжигания голубого топлива. Поэтому основными в его конструкции являются следующие элементы:

Горелка. Представляет собой металлическую планку с несколькими форсунками, через которые поступает сжигаемый газ. В современных котлах горелка модулируемая – то есть сразу после поджига подается сравнительно немного топлива для постепенного нагрева теплообменника, затем его подача усиливается, а когда вода нагреется до нужной температуры, постепенно снижается снова. Это позволяет экономить топливо, а также предотвратить слишком резкий нагрев и охлаждение теплообменника, продлевая срок его службы. Газ в горелку подается через клапан с электродвигателем, регулируемый пользователем с помощью панели управления. Сама горелка бывает двух типов:

Атмосферные. Устанавливаются преимущественно в напольных моделях около дымохода и получает воздух для сжигания топлива из помещения. Для работы таких горелок не нужно электричество.
Турбированные. У таких горелок есть вентилятор, работающий от электросети и удаляющий продукты сгорания газа. Такие горелки не зависят от тяги в дымоходе, поэтому чаще всего устанавливаются в настенных котлах.

Для зажигания газа в горелке предусмотрен специальный электрод, который при включении вырабатывает искру. В старых котлах (и некоторых современных, полностью автономных моделях) его роль выполняет фитиль – небольшая форсунка, которую нужно было предварительно поджечь самостоятельно, чтобы появился небольшой огонек. Также в котлах имеется датчик контроля пламени. Если оно потухнет, он автоматически перекрывает подачу газа, предотвращая его утечку.

Теплообменник. Это система труб или одна изогнутая труба (змеевик) с плоскими металлическими пластинами-ребрами. Теплообменник располагается над горелкой, и при зажигании котла нагревается ее пламенем, передавая тепловую энергию циркулирующему через него теплоносителю. Этот элемент изготавливается из меди, стали, алюминия или чугуна – от этого зависят его долговечность, качество теплопередачи, устойчивость к коррозии и перепаду температур.

Если котел рассчитан не только на отопление, но и на горячее водоснабжение, то в нем предусмотрены два теплообменника:

• первичный предназначен для отопительной системы и представляет собой уже знакомую систему труб или змеевик;
• вторичный используется для нагрева воды, подаваемой через краны – он выполнен в виде пластин, через которые она циркулирует.

Когда потребитель открывает кран, нагретая вода из первого контура поступает во второй. Поэтому котлы с такой конструкцией не могут одновременно отапливать и нагревать воду. Однако, есть модели с битермическим, или коаксиальным теплообменником, который сконструирован по схеме «труба в трубе». Горелка нагревает внешнюю трубу, через которую проходит вода для системы отопления. Она, в свою очередь, нагревает внутренний контур, через который вода идет на хозяйственные нужды.

Циркуляционный насос. Старые котлы отопления работали за счет естественной циркуляции теплоносителя, происходящей из-за перепада давления при его нагреве. Это обеспечивает максимальную автономность системы отопления, ее бесшумную работу и надежность. В то же время она не обеспечивает равномерный нагрев радиаторов, выходит из строя из-за образования воздушных пробок, быстро промерзает зимой и т. д.

Поэтому в современных котлах отопления за циркуляцию воды отвечает специальный насос, работающий от электросети. Он обеспечивает постоянное давление воды в системе, благодаря чему нагретый теплоноситель попадает даже в самые удаленные радиаторы.

Расширительный бак. Если воду просто запустить в замкнутый трубопровод и нагреть, она расширится и может разгерметизировать контур, вызвав протечку. Чтобы этого не произошло, используется расширительный бак. Он состоит из двух камер, одна из которых содержит излишек воды, а другая заполнена азотом. Между ними проложена гибкая мембрана. Когда вода нагревается и расширяется, ее излишек попадает в первую камеру и мембрана вдавливается во втору. При остывании теплоносителя излишек уходит обратно в контур, а мембрана возвращается в исходное пложение. Таким образом давление в системе поддерживается на стабильном уровне.

Система дымоудаления. Так как в газовом котле сжигается газ, необходимо удалить его продукты сгорания (прежде всего, углекислый газ) из помещения. Для этого используется система дымоудаления, которая бывает:

• Естественной. Продукты сжигания топлива вместе с нагретым воздухом, поступающим в котел через открытую камеру сгорания, удаляются через обычный дымоход. Для работы такой системы нужна хорошая вентиляция в помещении, обеспечивающая постоянный приток свежего воздуха.
  Принудительной. В котлах с закрытой камерой сгорания воздух нагнетается непосредственно с улицы вентилятором, нагревается продуктами сжигания топлива и поднимается вверх по трубе, уходя наружу.
• Автоматика. Современные газовые котлы оборудованы различными электронными и электромеханическими датчиками и исполнительными устройствами, которые обеспечивают автоматическую подачу, зажигание и перекрывание газа, контролируют температуру теплоносителя и воздуха в помещении, силу тяги в дымоходе. Если датчики фиксируют отклонение от заданных параметров, то перекрывают подачу топлива, отключают котел и сигнализируют об ошибке.

Принцип работы газового котла

В самом общем виде схема работы современного газового котла выглядит следующим образом:

• Датчик температуры измеряет температуру в помещении, а автоматика рассчитывает, сколько тепла нужно для его обогрева до нужного уровня;
• Далее циркуляционный насос закачивает холодную воду в теплообменник, открывается газовый клапан и в горелку подается топливо, которое поджигается электророзжигом;
• Горящий газ нагревает теплообменник, нагретая вода из него с помощью насоса поступает в систему отопления и передает тепло радиаторам, после чего снова возвращается в котел, а продукты сгорания топлива удаляются через дымоход;
• Как только датчики фиксируют соответствие температуры в системе отопления заданным параметрам, горелка отключается, а котел переходит в режим ожидания, пока вода не остынет снова. Затем цикл повторяется.

Двухконтурный котел работает по аналогичной схеме, за исключением того, что при открытии крана срабатывает датчик протока, который дает системе сигнал переключить трехходовой клапан на режим нагрева воды. Теплоноситель перестает поступать в систему отопления, вместо этого он нагревает через вторичный контур поступающую в открытый кран воду. Как только кран закрывается, датчик снова срабатывает и переводит систему в прежний режим работы. В котлах с коаксиальным теплообменником нагрев воды для отопления и хозяйственных нужд происходит одновременно.

В последнее время также появились более энергоэффективные конденсационные котлы. Дело в том, что при работе обычного водонагревателя часть тепловой энергии из него просто уходит во внешнюю среду с нагретым водяным паром и продуктами сжигания газа. В конденсационных котлах они перенаправляются на дополнительный теплообменник, через процесс конденсации отдают ему свое тепло, а сами сливаются в виде конденсата в канализацию. Так достигается максимально полный полезный расход энергии от сжигания топлива.

С помощью нашего сервиса Вы сможете воспользоваться услугами сертифицированного специалиста для ремонта газового котла онлайн, подобрать компанию по ремонту и обслуживанию газового оборудования, проконсультироваться по видео связи и заключить при необходимости договор на ТО ВДГО!