Газовые котлы: виды, особенности, принцип работы

Газовый котёл предназначен для обогрева помещений в холодный период и автономного обеспечения горячим водоснабжением. Котлы, использующие природный газ, наиболее популярны у владельцев загородных домов. Они обладают приемлемой стоимостью и используют один из самых дешевых видов топлива.

Виды газовых котлов

Производители предлагают достаточно большое разнообразие газовых котлов. Их можно классифицировать по следующим критериям:

По месту расположения.

Одни котлы устанавливаются в специально отведенном помещении на пол, а другие крепятся на стену. Напольные варианты обладают большей мощностью, по сравнению с настенными, что позволяет использовать их для отопления больших помещений. Однако напольные котлы достаточно громоздки и требуют специального места для установки. Подобное оборудование очень часто применяется для отопления производственных помещений, складов и ангаров.

По количеству нагревательных контуров.

Различают котлы с одним и с двумя контурами. Двухконтурные изделия способны не только отапливать здание, но и обеспечивать, за счёт дополнительного контура, подогрев воды для подачи в систему водоснабжения.

По типу циркуляции.

Котлы обладают двумя видами циркуляции: естественной или принудительной. Для обеспечения надёжной естественной циркуляции камера сгорания изготавливается открытого типа. Поступление воздуха в таких котлах осуществляется напрямую из помещения. Это необходимо для обеспечения непрерывного процесса горения. Продукты горения удаляются естественным образом. Для этого нужна хорошая тяга. Применение такого принципа требует расположения котла в отдельном, желательно удалённом, помещении. Это обезопасит проживающих людей от контакта с продуктами горения.

Котлы второго вида оборудованы наддувными горелками. В них камера сгорания выполняется в полной изоляции от помещения. Воздух в неё попадает из внешней среды, чаще всего с улицы. Образовавшиеся продукты сгорания выводятся по специальному воздуховоду. Для улучшения процесса принудительной тяги в систему встраивают добавочный вентилятор.

По типу использования получаемой энергии.

Различают конвекционные и конденсационные котлы. Первый тип котлов для получения тепловой энергии использует только тепло, которое образуется в результате сгорания подаваемого газа. Основным недостатком подобных устройств является то, что энергия сгорания используется не только для получения тепла, но и расходуется на отопление окружающей среды. Это приводит к снижению КПД всего устройства. Однако этот вид обладает целым рядом преимуществ: простота конструкции, несложность монтажа; котлы достаточно легко обслуживаются и имеют невысокую стоимость.

Конденсационные котлы, кроме энергии сгорания самого поступающего газа, дополнительно используют энергию перехода топлива из одного агрегатного состояния в другое: в жидкое состояние из газообразного. Они значительно дороже первых, но обладают более высоким КПД.

По способу розжига самой горелки.

  • горелки с применением электрического розжига;
  • с пьезорозжигом.

В устройствах, которые имеют первый тип горелок, розжиг осуществляется автоматически. Но подобный способ зависит от наличия электричества в здании. Если в населённом пункте случаются регулярные перебои с подачей электроэнергии, то лучше отказаться от применения котлов с такой системой. Второй способ позволяет производить запуск котла с помощью специального устройства посредством нажатия кнопки.

По виду и сложности термостата.

В зависимости от сложности конструкции, термостаты бывают двух видов: простые и программируемые. Первые поддерживают заданную температуру, а программируемые позволяют не только задавать температуру на несколько дней, но и изменять её по своему усмотрению в соответствующее время суток.

По материалу теплообменника.

Для изготовления теплообменника производители применяют следующие марки металла: чугун, нержавеющую сталь или медь. Считается, что самым надёжным и прочным является газовый котёл с чугунным теплообменником. Котлы, оснащённые медными теплообменниками, значительно легче, чем стальные и чугунные. Их проще закрепить на стене, они практически не подвержены коррозии.

Конструкция и работа газовых котлов

Газовый котёл состоит из следующих элементов:

  • газовой горелки с форсунками;
  • системы газовой арматуры;
  • теплообменника;
  • циркуляционного насоса;
  • одного (или нескольких) расширительных баков;
  • дымохода;
  • автоматической системы управления;
  • систем автоматической диагностики и безопасности.

Работа любого газового котла основана на следующих принципах. Газ подаётся непосредственно к газовой горелке через газовую арматуру. Если всё нормально, то происходит включение установленной в котле системы розжига. От искусственно созданной искры зажигается запальник. Он непрерывно горит в течение всей работы устройства. От запальника зажигается основная горелка. Она нагревает теплоноситель до тех пор, пока температура не достигнет уровня, выставленного на термостате. Затем основная горелка отключается. Сразу с помощью циркуляционного насоса осуществляется движение теплоносителя по трубам. Когда котёл начинает остывать и происходит понижение температуры в системе, встроенный датчик температуры подаёт специальную команду для подачи газа. В этот момент клапан открывается, а горелка зажигается снова – температура в теплообменнике повышается. Таким образом, получается система автоматического регулирования с обратной связью.

Газовая горелка имеет форсунки, через которые подаётся газ непосредственно в камеру сгорания. Пламя равномерно рассредоточивается по всей камере сгорания за счет системы форсунок. Такое распределение обеспечивает наилучший прогрев теплоносителя.

Теплообменник конструктивно представляет собой металлический резервуар, внутри которого проходят трубы с теплоносителем внутри них. Нагрев воды происходит последовательно: сначала за счёт сгорания газа нагревается теплообменник, после этого он отдаёт своё тепло воде.

Циркуляционный насос необходим для регулировки давления, создаваемого в котлах с принудительной циркуляцией. Также для поддержания требуемого давления в системе и временного отвода воды применяется расширительный бак.

Вывод вредных продуктов сгорания из котлов открытого типа осуществляется по специальной дымовой трубе. В ней обеспечивается естественная циркуляция отводимых продуктов горения. Для создания принудительной вентиляции в системе расположен встроенный вентилятор.

Системы защиты и безопасности работы газовых котлов

Современные котлы оборудованы системами защиты и безопасности, что обеспечивает их надежную и безопасную работу. Эти системы имеют несколько уровней. Если по какой-либо причине поступление газа прекратится, то системой защиты будет автоматически перекрыт электромагнитный клапан, отвечающий за подачу газа в камеру сгорания. Это позволит избежать дальнейшей утечки газа и не приведёт к катастрофическим последствиям.

Все современные котлы имеют систему, контролирующую температуру теплоносителя. Если она снижается ниже допустимой температуры, то происходит запуск котла для прогрева.

Для сохранения качественной и надёжной работы предусмотрена возможность заранее, через заданный промежуток времени, запустить циркуляционный насос и прокачать воду по всей системе отопления для предотвращения её замерзания.

Как правильно выбрать котёл

Сделать правильный выбор можно самостоятельно, если провести несложный анализ и сделать расчет отапливаемой площади.

При расчёте нужно учесть имеющиеся площади остекления, количество и качество окон, количество дверных проёмов и толщину дверей, определить материал стен и их теплопроводность, характер имеющейся крыши и наличие утеплителя, среднюю температуру на улице в отапливаемый период. Также нужно учитывать и личные предпочтения: требования к комфортной температуре внутри помещения.

Определившись с этими критериями, можно правильно выбрать требуемое устройство. Одним из определяющих показателей отопительного котла считается вырабатываемая мощность. Профессионалы утверждают, что для создания комфортных температурных условий в помещении достаточно мощности 1 кВт на каждые 10 квадратных метров. Следовательно, если общая площадь помещений вашего дома равняется 60 квадратным метрам, то вам понадобится котёл, у которого с мощностью не ниже 6 кВт.