Составляющие и принцип работы газового котла

Наполнение системы отопления водой

Запуск газового котла начинается с наполнения системы отопления водой. Здесь все просто – современные двухконтурные котлы не требуют устройства специального узла подпитки системы. Она уже встроена в котел и оборудована специальным краником, который, как правило, находится снизу котла в непосредственной близости от патрубка подключения холодной воды. Открываем кран подпитки и медленно наполняем систему водой.

Запуск котла – как наполнить систему водой

Очень важным моментом в работе любого котельного оборудования является давление жидкости. Для контроля этого параметра системы отопления практически все котлы оборудуются манометром. В процессе наполнения систем водой необходимо следить за давлением и после того, как оно достигнет отметки 1,5-2атм, наполнение системы нужно будет остановить. В принципе, показатель рабочего давления котла в зависимости от производителя и модели может меняться – поэтому точную цифру рабочего давления смотрите в инструкции к котлу.

Первый запуск газового котла своими руками

Принцип работы оборудования

Для того чтобы понять основу действия газового оборудования, следует иметь представление о конструкции самого котла. Но снимать и заниматься ремонтом газового оборудования самостоятельно в домашних условиях категорически запрещается. Вскрытие аппарата и все ремонтные неисправности могут выполнять только специалисты из сервисных центров.

Газовый котел состоит из следующих элементов:

• горелки;
• теплообменника;
• термостата;
• устройства управления;
• одного или двух циркуляционных насосов;
• расширительного бака;
• манометра;
• термометра.

Схема настенного газового котла.

Термостат, расположенный в комнате, постоянно измеряет температуру воздуха. По мере необходимости трехкодовый клапан переключается в режим “отопление”, и в работу включается циркулярный насос. С помощью насоса вода начинает двигаться по отопительному контуру. Потом открывается клапан и зажигается горелка розжига.

Энергия, возникающая в теплообменнике, от сгорания газа начинает нагревать воду, которая одновременно проходит через него. Термометр и манометр измеряют температуру и давление жидкости. Когда температура воздуха доходит до оптимальной отметки, циркуляционный насос самостоятельно отключается. Через определенное время вся процедура отопления повторяется вновь.

Устройство газового котла с двумя контурами

Для того, чтобы разобраться как работает газовый котел двухконтурный, нужно ознакомиться с его конструкцией. Состоит прибор из большого количества различных элементов, которые отвечают за нагрев теплоносителя в отопительном контуре и переключаются на контур горячего водоснабжения. Благодаря слаженной работе всех узлов, вы получите качественное устройство, которое будет функционировать без сбоев и неполадок.

Рассмотрим основные элементы, входящие в конструкцию двухконтурного газового котла:

1. Горелка, которая находится в открытой или закрытой камере сгорания — это сердце каждого агрегата, отвечает за нагрев теплоносителя и выработку тепловой энергии, необходимой для функционирования контура горячего водоснабжения. Для того, чтобы была возможность сохранять заданный температурный режим, в нее входит система электронной модуляции пламени.
2. Циркуляционный насос. Благодаря этому элемент обеспечивается принудительное перемещение теплоносителя по системе отопления и в процессе функционирования контура ГВС. Работа насоса не сопровождается никакими посторонними звуками, поэтому не стоит беспокоиться, что прибор будет шуметь.
3. Камера сгорания, именно в нее помещена горелка. Бывает открытой и закрытой. Над закрытой камерой сгорания располагается вентилятор, который обеспечивает нагнетание воздуха и удаление продуктов сгорания.
4. Трехходовой клапан — переводит систему в режим генерации горячей воды.
5. Основной теплообменник — в двухконтурных отопительных агрегатах он находится над горелкой, в камере сгорания. Здесь происходит нагрев теплоносителя.
6. Вторичный теплообменник — здесь осуществляется подготовка горячей воды.
7. Автоматика. Исходя из показателей термостатов и датчиков, она отображает то, насколько системе не хватает тепловой энергии. После этого она приводит в действие газовую арматуру. Вода, которая выступает в качестве теплоносителя, нагревается в теплообменнике до нужного температурного режима и посредством циркуляционного насоса поступает в отопительный контур. Также автоматика отвечает за контроль всех показателей работы техники, проверяет температуру теплоносителя и горячей воды, производит включение/выключение различных узлов.
8. В самом низу корпуса находятся патрубки, необходимые для подсоединения отопительной системы, труб с холодной/горячей водой и с газом.

На рынке присутствуют модели двухконтурных газовых котлов со сдвоенным теплообменником. Однако принцип их работы остается неизменным.

Исходя из вышеописанного понятно, что устройство двухконтурного газового котла — непростое, но если рассмотреть и понять, какое предназначение тех или иных узлов, все трудности исчезнут. Отличительной особенностью таких агрегатов является наличие встроенной обвязки — расширительного бака, циркуляционного насоса и группы безопасности.

Устройство двухконтурного, конденсационного газового котла

ПОДГОТОВКА КОТЛА К РАСТОПКЕ

2.1. Перед растопкой котла следует проверить:

• Исправность топки и газоходов, запорных и регулирующих устройств.
• Исправность К.И.П., арматуры, питательных устройств, дымососов и вентиляторов.
• Исправность оборудования для сжигания газообразного топлива.
• Заполнение котла водой, путем пуска питательных и циркуляционных насосов.
• Отсутствие заглушек на газопроводе, питательных материалах, продувочных линиях.
• Отсутствие в топке людей и посторонних предметов.
• Заполнить котел водой до отметки растопочного уровня.

2.2. Продуть газопровод через продувочную свечу, убедиться в отсутствии утечек газа из газопроводов, газового оборудования и арматуры путем обмыливания.

2.3. Проверить по манометру соответствие давления газа, воздуха перед горелками при работающем вентиляторе.

2.4. Отрегулировать тягу в верхней части топки, установив разрежение в топке 2-3 мм водного столба.

2.5. Провести вентиляцию топки и газоховов в течение 10-15мин путем включения дымососа и вентилятора.

Функции и принцип действия автоматики безопасности

В соответствии с нормативными документами средства автоматики котельных установок должны останавливать их работу путем отсекания подачи топлива при следующих ситуациях:

• тяга в дымоходе недостаточна и возникает опасность угара;
• давление газа в подающем трубопроводе слишком низкое или наоборот, чересчур высокое;
• погасло пламя на запальнике.

Перечисленные ситуации могут привести к затуханию основной горелки и загазованности помещения, что недопустимо. По этой причине автоматика безопасности газовых котлов должна быть установлена на всех котлах старого образца, где она не была предусмотрена производителем. Хотя зачастую произвести замену отопителя обходится дешевле, нежели приобрести и поставить автоматику на старый. Кроме недопущения загазованности помещения или угара в ее функции также входит поддержание температуры теплоносителя на определенном уровне, заданном пользователем.

Чтобы понять, как работает автоматика газового котла, вкратце разберем ее устройство. Следует заметить, что как зарубежные, так и российские производители используют в своих изделиях одинаковый принцип работы, хотя конструктивно приборы могут значительно отличаться. Наиболее простыми и очень надежными традиционно считаются автоматические газовые клапаны итальянских производителей, поэтому они встречаются чаще всего.

Ярким представителем таких газовых приборов является итальянская автоматика SIT, а точнее, ее самая популярная модификация 630 EUROSIT, чье устройство показано ниже.

Устройство автоматики SIT

Все элементы конструкции помещены в один корпус, к которому подведены трубопроводы газа. Кроме этого, к прибору присоединена капиллярная трубка от датчиков тяги и температуры (термопары), газопровод питания запальника и кабель от пъезоэлемента. Внутри расположен отсекающий электромагнитный клапан, чье нормальное состояние – «закрыт», а также регулятор давления газа и пружинный клапан.

Любой автоматический газовый котел, снабженный комбинированным газовым клапаном EUROSIT или другим, запускается в работу ручным способом. Изначально топливный тракт перекрыт электромагнитным клапаном, открывающимся путем нажатия на регулировочную шайбу, после чего топливо заполняет камеры прибора и по малому газопроводу выходит к запальнику. Удерживая шайбу, нажимаем кнопку пъезоэлектрического устройства и поджигаем запальник, нагревающий термочувствительный элемент в течении 10—30 сек. Тот, в свою очередь, вырабатывает напряжение, удерживающее электроклапан в открытом состоянии, после чего регулировочную шайбу можно отпустить.

Дальше все просто, шайбу поворачиваем до необходимого деления и тем самым открываем доступ топлива к горелке, что самостоятельно поджигается от запальника. Поскольку автоматика  газовых котлов призвана поддерживать установленную температуру теплоносителя, вмешательство человека больше не требуется. Здесь принцип такой: среда в капиллярной системе при нагревании расширяется и воздействует на пружинный клапан, закрывая его по достижении высокой температуры. Горелка затухает до тех пор, пока термопара не остынет и подача газа не возобновится. Подробно работу итальянской автоматики SIT можно изучить, просмотрев видео.

Как должен работать газовый котел с двумя контурами?

Здесь есть небольшой нюанс. Несмотря на то, что котел двухконтурный, он может либо отапливать помещение, либо нагревать воду. Другими словами, если вы включаете контур горячего водоснабжения, то контур отопления замедляет свою работу или полностью останавливается. Это нормально, для того, как должен работать газовый котел с двумя контурами. Следует отметить, что для пользователя это остается незаметным. Для того, чтобы помещение остыло, требуется длительное время, которое значительно больше, чем время, затраченное на нагрев воды.

Основные функции автоматики

Главное назначение автоматики в системах отопления — мгновенная реакция на изменение ситуации. Одна из основных задач автоматических приборов регулировки – прекращение подачи газа в рабочую зону. Ситуации, при которых может возникнуть необходимость отсечь подачу бытового газа, могут быть следующие:

• плохая работа вытяжного устройства, ухудшение тяги, при которых высока вероятность попадания во внутренние помещения вредных продуктов горения;
• резкие перепады рабочего давления в магистральном газопроводе;
• несанкционированное затухание пламени на основной горелке.

В перечисленных ситуациях именно благодаря автоматике газового котла контролируется подача газового топлива, что обеспечивает безопасность жильцов. Именно из соображений безопасности, в соответствии с существующими нормативами, автоматическими системами необходимо оборудовать все старые модели газо-нагревательного оборудования, штатная комплектация которых не предусматривала оснащение этими устройствами. Что же касается газовых отопительных агрегатов последних выпусков — то это котлы с автоматикой.

Для справки: в ряде случаев дешевле произвести установку нового котла, чем заниматься модернизацией старой системы отопления, оснащая котел автоматикой. Причина кроется в существенных конструктивных отличиях моделей старого образца от современных обогревательный агрегатов.

Основная статья: газовая горелка своими руками.

Принцип работы и устройство двухконтурного газового котла

Большинство моделей котлов имеют только незначительные отличия в комплектации, но принцип работы остается прежним.

Система оборудования имеет в составе несколько компонентов: теплообменник, горелку и электронную автоматику.

Горелка представляет собой металлическую емкость в виде камеры, в которой происходит процесс сгорания газа и последующее выделение тепла и окислительных продуктов. Горелка вырабатывает необходимое количество энергии, которая позволяет нагревать теплоноситель.

Обязательно поверхность камеры сгорания обработана теплоизоляционным материалом. Насос в систему запускается одновременно с работой горелки, он обеспечивает распределение теплоносителя по всему отопительному контуру.

Над горелкой расположен теплообменник, вдоль его стенок проходят продукты сгорания топлива, которые нагревает теплоноситель. В последствии трубы отопительной системы распространяют тепло по всему помещению.

Что же касается продуктов отработки, то они при охлаждении устраняются через дымоходную трубу.

В газовых двухконтурных котлах в качестве теплоносителя используют воду, которая идет, как на отопление дома, так и на горячее водоснабжение. Температура в теплоносителе может достигать и удерживать уровень от 35 до 80 0 С.

Совет: При воздействии высоких температур, присутствующие в теплообменнике соли превращаются в осадок, который впоследствии откладывается на стенках и затрудняет передвижение воды в системе. Таким образом, отдавайте предпочтение котлам с замкнутым контуром, тогда установка не будет загрязняться.

При наступлении летнего периода, необходимо позаботиться о перекрытии клапанами линии отопления. Таким образом, вода из первичного теплообменника будет перемещаться во вторичный. Агрегат будет функционировать в данном режиме до полного нагревания воды, а далее перейдет на уровень плавного регулирования.

Видео: как работает газовый двухконтурный котел, какие проблемы с ними возникают и как их решить

Вопрос отопления в частном доме частично решается приобретением генератора тепла, или же попросту котла. На рынке устройства представлены в огромном ассортименте, и найти надежное и экономичное устройство не составит труда. Выбор происходит с учетом типа отопительной системы, планировки помещений и финансовых возможностей владельца.

В зависимости от используемого топлива, выделяют котлы для отопления газовые, твердотопливные, электрические и работающие на жидком топливе. В свою очередь, газовый имеет два типа котлов – одноконтурный и двухконтурный. Одноконтурный не содержит теплообменник, выполняющий функцию нагрева теплоносителя и вода при необходимости нагревается с помощью бойлера. В отличие от одноконтурного, двухконтурный газовый котел справляется с нагревом благодаря наличию теплообменника или встроенного бойлера. Именно о его особенностях и пойдет речь в статье.

Немалым спросом у населения пользуется котел отопительный газовый двухконтурный, что не удивительно. Отопительное устройство не имеет больших габаритов, легко устанавливается и эксплуатируется. Котел отличается высокой безопасностью при вполне доступной цене.

Владелец двухконтурного котла получает следующие плюсы:

На двухконтурные газовые котлы отопления цена может значительно колебаться. Можно легко обзавестись бюджетным вариантом теплогенератора, но устройства с дополнительными функциями зачастую стоят дороже. Также ценовая политика зависит от известности бренда, но производитель, заявивший себя на рынке с лучшей стороны, станет гарантом высокого качества и длительной службы котла.

Ошибки при монтаже котла

Когда мы устанавливали конденсационный котёл у меня дома, то допустили несколько ошибок. Первая ошибка, это отсутствие разрыва струи на отводе конденсата. Её я сделал осознанно. Но так как это у меня дома, то я закрыл на это глаза.

Когда я делаю отопление и получаю за это деньги, то делаю всё правильно. Чтоб не было конфликтов и претензий. У себя дома мы поставили конденсационный котёл 2 января. Магазины были закрыты, поэтому шланг от котла я временно воткнул в канализационную трубу.

Шланг от конденсационного котла воткнул в канализационную трубу

Но нет ничего более постоянного, чем сделанное временно. Вот и у меня так шланг торчит второй год.

Разрыв струи нужен для того, чтобы при забивании канализации дерьмо не пошло в котёл. Прецеденты были. Заказчик жалуется, что котёл не работает, монтажник его вскрывает, а он фекалиями забит. Такое может случиться, если канализация забилась и нет разрыва струи.

Сифон с разрывом струи. Не забывайте делать гидрозатвор. Или ставьте клапан с сухим затвором, чтобы запах не шел из канализации

Вторую ошибку я допустил с дымоходом. Для обычных котлов уклон дымохода должен быть на улицу, для конденсационных наоборот. Мы сняли обычный котел и повесили конденсационный. О неправильном уклоне дымохода я знал и планировал позже исправить. Если интересно к чему это привело, то прочтите статью на моём канале в Яндекс Дзен.

Пламя горелки

Одним из индикаторов правильной работы горелки является цвет пламени. Для газового оборудования характерно ровное голубоватое пламя без примесей других цветов. Наличие вкраплений желтого, красного говорит о том, что горелка работает плохо, это снижает эффективность обогревательного оборудования.

В первую очередь, это касается инжекционных горелочных устройств, но и для вентиляторных иногда характерно тоже. Пламени элементарно может не хватать кислорода. Также вместе с воздухом может попадать пыль, другой мелкий мусор, который будет засорять устройство, снижая КПД котла. Все это непосредственно сказывается на пламени. Если оно гудит, горелка работает громко, огонь изменил цвет – необходимо настроить правильную работу устройства.

Как устроен автоблок

Производители изготавливают блоки управления, которые включают все вышеперечисленные приборы. Даже если внешне они отличаются, их принцип работы все равно остается одинаковым.

Большой популярностью пользуется автоматика от итальянского производителя EuroSIT. Можно отметить марку 630, которая имеет множество функций, надежность и большой срок службы. Рассмотрим устройство автоматического блока такой модели.

Автоматический блок EuroSIT 630 состоит из следующих элементов:

1. Кожуха, который состоит из модуля регулятора давления, пружинного клапана и отсекателя. Благодаря этому облегчается его устройство.
2. Подача газа производится через трубу, подключенную к корпусу.
3. Кабели от датчиков и других элементов подведены к корпусу.

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.

Низкое давление газа

Давление газа в газовой магистрали значительно изменяется в зависимости от времени года. В зимний период, когда включено максимальное количество потребителей, давление газа зачастую приближается к минимально допустимому. Отечественное оборудование старого образца, в таких ситуациях совсем может отключится из-за низкого давления.

Современные котлы при этом еще функционируют, но выдать полную свою мощность уже не могут. Это не так заметно при нагреве системы отопления, как при работе котла на нагрев горячей воды, когда потребители замечают, что вода из крана идет чуть давление газа, настройки газовой автоматики, подстроить при необходимости, может только инженер сервисной службы, владеющий специальным оборудованием. И если величина статического давления 130 мм. вд. ст. на входе в газовый клапан, то сразу можно предположить, что газа в динамике уже не хватит, и котел не выдаст полную свою мощность при необходимости. При дальнейшем понижении давления также будет падать и мощность оборудования.

Эту величину можно определить по графику зависимости тепловой мощности от давления газа на горелке, предоставляемому производителем оборудования. Наиболее устойчивыми к понижению давления газа считаются . В случае падения давления голубого топлива, сервисный инженер не в силах повлиять на ситуацию и необходимо обращаться в газовое хозяйство.

Рекомендуем: Гидроудар в системе отопления: причины, устранение в частном доме

Автоматика

Многие современные газовые котлы оснащены функцией автоматического выбора режима работы в зависимости от наличия людей в комнатах. Таким образом, будет поддерживаться температурный режим на определенном уровне даже в случае, когда хозяев нет дома. Подобная настройка может использоваться только при условии периодического контроля системы со стороны соседей или родственников. Это обусловлено тем, что при аварийном отключении вся система обогрева здания будет сломана.

Газовый клапан необходим для подачи газа на горелочное устройство агрегата. С помощью настройки газового клапана можно регулировать объем подаваемого топлива. Это дает возможность сделать агрегат более экономичным или повысить мощность устройства. Таким образом, пользователь в зависимости от ситуации имеет возможность скорректировать производительность своего агрегата.

В большинстве газовых агрегатов установлен клапан SIT. Он включает следующие элементы:

• измерительный штуцер давления газа на выходе клапана;
• регулировочный винт минимального и регулировочная гайка максимального расхода топлива;
• крышка;
• измерительный штуцер давления на входе.

Клапан газового котла состоит из запирающей и модуляционной катушки. При подаче напряжения в 220 В на запирающий клапан к горелке подается минимальный объем газа в соответствии с заводскими настройками. Затем напряжение передается на модуляционную катушку. Процессор в зависимости от рабочего режима (мощности) подает напряжение с разной частотой модуляции, регулируя количество газа, проходящего за единицу времени.

Для настройки газового клапана котла на минимальную мощность понадобятся дифференциальный манометр, гаечный ключ и отвертка. Процесс настройки включает следующие этапы:

1. Снимают защитный колпачок, закрывающий дифференциальные винты клапана.
2. Открывают штуцер для замера давления газа, подаваемого на горелку – против часовой стрелки поворачивают запирающий винт на 1,5-2 оборота.
3. Подключают к входному штуцеру шланг манометра.
4. Включают режим отопления и отключают один провод модуляционной катушки – это нужно, чтоб клапан давал газ на горелку по минимуму, что будет соответствовать минимальной мощности агрегата.
5. Согласно показаниям манометра, настраивают минимальное давление газа на горелке. Для этого вращают внутренний винт, находящийся под защитным колпачком. При этом фиксируют внешнюю гайку.

Динамическое давление топлива на входе газового клапана находится в пределах от 1,4 до 2,4 кПа. Если измерения показали, что давление выходит за указанные пределы, необходимо вызвать специалистов-газовиков.

В заводском диапазоне мощности перенастраивать газовый клапан вручную нет необходимости. Это требуется для того чтобы перевести агрегат на мощность ниже или выше показателей, заявленных в инструкции. Часто настройка клапана нужна, если производительность устройства не соответствует отапливаемой площади дома или квартиры.

Теплообменник

Долговечность теплообменника зависит от его материала. В основном пользователям приходится выбирать из двух вариантов:

Чугун

Литой чугунный теплообменник имеет толстые стенки, потому он прочен и не прогорает. Кроме того, он мало подвержен коррозии.

Соответственно, данный вариант является наиболее долговечным — он служит порядка 25-ти лет.

Недостатков два:

• хрупкость, причем лопнуть может не только при сильном ударе, но и при резком изменении температуры;
• большой вес.

Последнее обстоятельство не позволяет применять чугунные теплообменники в настенных котлах.

Сталь

Стальной теплообменник сравнительно быстро прогорает (имеет тонкие стенки) и сильно подвержен коррозии. Кроме того, он имеет слабые места в виде сварных швов. Как результат — срок службы составляет всего 15 лет. Но зато дешев, пластичен и весит немного.

Более долговечными являются теплообменники из нержавеющей термоустойчивой стали, которые устанавливаются в моделях премиум-класса.

Тем же покупателям, кому такой котел пока не по карману, можно порекомендовать обратить внимание на стальные теплообменники с антикоррозионной защитой в виде медного покрытия внутри и особой термоустойчивой краски снаружи