Принцип работы котлов: Принцип работы газового котла — всё, что нужно знать

Как работает газовый котел: устройство, схема, режимы

Все чаще для отопления и горячего водоснабжения в домах используются котлы. Они компактны, мощны, удобны в эксплуатации. Газ на сегодняшний день обходится дешевле, чем другие виды топлива. Если вы задумываетесь об установке такого оборудования у себя дома, важно понять, как работает газовый котел. Это поможет вам быстрее разобраться в управлении техникой и успешно ее эксплуатировать.

Из чего состоит техника? Ответ на этот вопрос важно знать каждому пользователю, потому что при работе могут возникать разные ситуации. Кроме того, знания об устройстве газового котла и его составляющих помогут выбрать ту модель, которая подходит именно для вашего помещения.

Основные узлы

Горелка. Прямоугольная конструкция оборудована форсунками. Через них газ попадает в горелку и распределяется. Так поверхность радиатора равномерно прогревается по всей поверхности.

Существует две разновидности горелки:

• Атмосферная. Устанавливается возле дымохода. Принцип работы прост: воздух для поддержания пламени забирается из помещения. В этом случае обязательно наличие окна и нормальной вентиляции. Преимущество атмосферного типа — независимость от электроэнергии. Чаще встречается в моделях напольного типа.

• Турбированная. Работа такого котла не зависит от наличия тяги в дымоходе и вентиляции, так как встроенный вентилятор принудительно выводит продукты сгорания через коаксиальный дымоход. Вывод может быть сделан в стене. Встречается в котлах настенного размещения. Основной недостаток – энергозависимость.

Теплообменник представляет собой короб, внутри которого расположены трубки. По ним циркулирует вода. Узел может состоять из разных сплавов, что сказывается на сроке его эксплуатации. Двухконтурный прибор оснащен двумя радиаторами, одноконтурный — одним. Разновидности:

• Стальной. Самый простой и дешевый вариант. Материал устойчив к перепадам температур, однако обладает низкой теплопроводностью и недолговечностью.

• Медный. Это стойкий к коррозии и перепадам температур сплав. Медь в семь раз лучше стали проводит тепло, поэтому радиатор обходится дороже. Имеет ограниченную температуру нагрева.

• Чугунный. Устойчив к коррозии и высоким температурам. Хорошо проводит тепло, но обладает большим весом. Поэтому чаще используется для напольных котлов в виде разборной конструкции.

Циркуляционный насос 

создает давление в системе для постоянной циркуляции воды. Не во всех моделях есть насос. Но если вы выбираете технику для газового отопления, он должен присутствовать в конструкции.

Расширительный бак. При нагреве теплоноситель расширяется, поэтому бак принимает его излишки во избежание аварийной ситуации.

Дымоотвод. В атмосферных моделях труба соединяется с патрубком корпуса и выводится к дымоходу. В турбированных типах котлов создается коаксиальный дымоотвод, другой конец которого присоединяется к отверстию в стене.

Электроника и модуль управления включает датчики, проводки, схемы: все, что позволяет устройству стабильно функционировать.

Автоматика безопасности. Это сенсоры, которые защищают прибор от таких неполадок:

• отсутствие тяги;
• перегрев;
• отсутствие пламени в горелке.

Если система дает сбой, датчики посылают сигнал модулю управления и работа изделия прекращается.

Принцип работы

По магистрали в систему поступает холодная вода. Через насос циркуляции она подается в теплообменник. Открывается газовый клапан, и в горелку через форсунки поступает топливо. Срабатывает электрод розжига, от чего газ загорается.

Котел работает на отопление или обеспечение горячего водоснабжения (ГВС). Переключение происходит с помощью трехходового клапана. В процессе работы продукты сгорания выводятся через дымоход. При достижении установленной температуры пламя гаснет. Некоторые модели имеют наружный термостат, поэтому при понижении температуры сразу включают нагрев.

Ниже представлена схема работы:

Разновидности и классификация

Как должен работать котел? Это зависит от его разновидности.

По способу установки техника делится на два типа:

• Настенные. Небольшие приборы малой и средней мощности. Часто устанавливаются в квартирах и домах с небольшой площадью. Размещение на стене экономит свободное пространство.
• Напольные. Габаритные конструкции, для размещения которых понадобится много места. Зато они способны одновременно отапливать и обеспечивать ГВС большие площади.

По строению дымоотвода, типу отвода продуктов сгорания:

• атмосферные;
• турбированные.

Режимы их работы мы описывали выше.

По функциональности:

• Одноконтурные. Обеспечивают оптимальную работу на отопление.
• Двухконтурные. Оснащены двумя радиаторами, поэтому могут обеспечивать систему отопления и наполнять краны горячей водой.

Разновидности горелки:

• Модулируемая. Плавная автоматическая регулировка силы пламени.
• Обычная. Без какой-либо регулировки.

По типу поджига:

• Пьезорозжиг. Запуск проводится путем нажатия кнопки и деформации пьезоэлемента. Преимущества розжига в энергонезависимости. Недостатки: постоянный ручной запуск, большой расход топлива.
• Электронный. Срабатывает встроенный трансформатор, который управляется автоматикой.

По принципу работы:

• Конвекционные. Обычная схема, по которой тепло при сгорании переходит к теплоносителю (воде).
• Конденсационные. Кроме обычного нагрева устройство использует тепло водяного пара. Конденсат скапливается в дополнительном теплообменнике. Поэтому модели Аристон Class Premium Evo обладают высоким КПД.

Обычные котлы энергозависимы, но встречаются устройства, которые работают по другому принципу. Они устанавливаются в помещениях с наличием дымохода и обладают открытой камерой сгорания. Зажигание происходит при помощи пьезоэлемента. Некоторые из них (например, «Конорд») имеют чугунный радиатор.

Техника может работать на природном и сжиженном газе, а крепится на стену или устанавливается на пол. Существует вариант парапетной установки — газовый котел крепится на внешней стене, обладает закрытой камерой сгорания и подключается к коаксиальной трубе.

Рассмотрев устройство и особенности водонагревательной техники, вы сможете выбрать оптимальный вариант для своего жилища. Видео поможет вам лучше разобраться в теме:

Принцип работы газового котла

Сердце всей отопительной системы – это котел. Именно от него по трубам распространяется тепло по трубам, которое греет весь дом. И именно газовый котел наиболее комфортен и технологичен в использовании, чем жидкотопливный или твердотопливный, а также более экономичен по сравнению с электрическим. Установить автономную отопительную газовую систему легче всего там, где есть рядом газопровод. Можно купить и газовый котел, который работает на основе баллона со сжиженным газом, но такой газ стоит не дешево, а эксплуатация котла будет не целесообразной. Установка такого котла потребует много разрешительных документов, и лучше доверить это дело специалистам.

Газовый котел смело можно назвать мини-котельной, так как он имеет в себе: защиту и самодиагностику, элементы управления, мембранный расширительный бак, предохранительный клапан, и для того, чтобы обеспечить циркуляцию воды в системе – встроенный насос. (См. также: Как выбрать газовые котлы отопления для дачи?)

Принцип работы газового котла прост. При помощи терморегуляторов и датчиков автоматика, которая установлена в котле, регулирует и фиксирует потребность системы в тепле. Она включает горелка, и протекающая вода в котле нагревается до необходимой температуры. Далее с помощью насоса в контур системы отопления подается тепло. Такой котел применяют только для обогрева помещения, и называется он одноконтурным. Для того чтобы подогревать воду, придется приобрести отдельно бойлер или газовую колонку.

Но существуют и двухконтурные газовые котлы, которые служат как для подогрева водоснабжения, так и для отопления. Такие котлы имеют встроенный контур нагревания для горячей воды, несмотря на то, что одновременно работать в режиме отопления и нагревания котел не может, так как при включении нагрева отопление отключается, но это совершенно не ощутимо. Чтобы заметно снизилась температура в помещении, нужно не менее 3-х часов работы котла в режиме нагревания. Принцип, как работает газовый котел, мы рассмотрели, рассмотрим основные его характеристики.

Основные характеристики газового котла

Объем воды и мощность, которую котел может подать в систему отопления за единицу времени, – это основные характеристики котла. Это основные параметры, которые нужно учесть, подбирая отопительное оборудование для своего жилья. Чтобы более точно рассчитать, какой мощности вам необходим котел, учтите такие факторы: размер окон и их свойства, толщина стен, качество утепления здания, объем помещения. Это теплотехнический расчет, который выполняют специалисты. (См. также: Настенные энергонезависимые газовые котлы)

Можно сказать, что с небольшими домами площадью до 200 кв. м. легко справится большинство настенных газовых котлов. Подойдут как двухконтурные, так и одноконтурные модели. Все зависит от требований к приготовлению горячей воды, при наличии дома несколько умывальников и одной душевой двухконтурного котла будет достаточно. Если в доме есть две ванные, то лучше приобрести газовую колонку для горячей воды или котел с подключением бойлера.

А в домах, где площадь помещения достаточно велика и соответственно необходима большая мощность котла, лучше бойлер для воды приобретать отдельно от отопительной газовой системы. Выбирая котел, обращайте внимание на тип розжига устройства. Котлы с пьезоэлектрическим розжигом включаются вручную нажатием кнопки запальника, при отключении котла фитиль продолжает гореть, обеспечивая розжиг горелки. Котлы, имеющие электрический розжиг, не имеют постоянного запальника и включаются автоматически. Хотя этот вариант более экономичен и удобен, стоит он дороже.

Принцип работы газовой горелки

Обеспечивает горение газообразного топлива аппарат, который называется газовой горелкой. В качестве сжигаемого сырья используют сжиженный газ или натуральный. Процесс всей работы горелки можно поделить на три этапа: этап подогрева, смешения и горения. Пассмотрим принцип работы газовой горелки. В первую очередь происходит подготовка воздуха и топлива с приданием им нужных характеристик направления и скорости. Если это нужно, то происходит предварительный нагрев. Второй этап – смешение воздуха и топлива с образованием горючей смеси. Стоит заметить, что важное значение на данном этапе для инжекторного вида горелок занимает эффект засасывания.

После того как через трубку под давлением проходят струи газа, а ней достигается разряжение. Происходит смешивание с газом и засасывание вовнутрь воздуха через специальные перфорации в трубке. Третий этап – само горение. С помощью устройства на конце трубки образуется и воспламеняется горючая смесь. (См. также: Установка настенных газовых котлов отопления своими руками)

Редуктор используют для контроля топлива, который подается на горелку, стабилизации газового потока и мониторинга уровня давления. По принципу работы можно выделить два вида редукторов: прямого и обратного действия. Кроме инжекторной горелки есть еще и безинжекторная. Главным преимуществом работы такой горелки является то, что подогреваемый кислород и газ подаются под одинаковым давлением и одновременно. Подаваемый воздух на выходе может быть подогретым или холодным. У горелок могут быть различные функции, в зависимости от мощности и назначения, изменения коэффициента избытка воздуха и отслеживания. Если газовая горелка для котла небольшой мощности, она не будет обладать множеством функций.

Рекомендуем! При выборе газовой горелки, обратить особое внимание на возможность горелки создания закрученного или прямолинейного факела. В случае с закрученным факелом в оси факела имеется зона, где постоянно циркулируют продукты сгорания.

Газовые котлы на пропане

Современные газовые отопительные системы требуют подвода газа от центральной магистрали. Но что делать тем домам и помещениям, которые находятся на отдаленных участках? Есть выход – приобретение газового котла на пропане. Преимущества такого котла заключаются в том, что он экономичен за счет точной регулировки топлива, небольших затрат на установку аппарата и быстрого монтажа. Специальным газом из баллона снабжаются газовые котлы на пропане, которые устанавливаются отдельно. Баллоны, можно объединить в каскад с установленной обвязкой и манометрами, что поможет решить проблему с частой заменой баллона. (См. также: Газовые котлы)

Современные модели отлично работают с двумя контурами, то есть могут функционировать и для горячего водоснабжения, и для отопления помещения. Котел может иметь как закрытую, так и открытую камеру сгорания. Можно выбрать как напольный, так и настенный аппарат. Те котлы, что вешаются на стену, имеют компактную конструкцию и маленькие габариты. Мощность таких котлов разнообразна, все зависит от площади помещения. Процесс горения контролируется специальным программатором, который в автоматическом режиме поддерживает заданные параметры температуры. Газовые отопительные котлы на пропане – выгодное решение в соотношении цены и качества.

Как выбирать газовый котел для дачи?

Прежде чем приобретать газовый котел для дачи, следует учесть три важных фактора. Это количество тепла, необходимое для подогрева приточного воздуха, количество тепла для нагревания горячей воды и теплопотери здания. Мощность приобретаемого котла определяет сумма этих факторов. В размере около 15 процентов тепловой мощности необходимо предусмотреть резерв. Превышение тепловой мощности может привести к плачевным последствиям: быстрому износу и сбою системы автоматики, образованию конденсата в дымоходах, неэффективной работе котловой системы, удорожанию системы отопления. Современные котлы могут работать как на сниженном газе, так и на природном. Котлы бывают напольные и настенные. Важным преимуществом настенного оборудования являются малые габариты и отсутствие необходимости в отдельном помещении.

Теперь, зная все принципы работы котла, вы можете смело выбирать тот отопительный аппарат, который будет соответствовать вашим требованиям.

Принцип работы котла – StudiousGuy

Котел представляет собой систему с закрытым сосудом, которая обычно используется для производства горячей воды или пара. В основном на рынке доступны два типа котлов, а именно водогрейные котлы и паровые котлы. Водогрейный котел обычно используется для производства горячей воды для бытовых и коммерческих целей, тогда как паровой котел используется для производства пара. Паровой котел обычно используется в промышленности, например, для создания движущей силы, необходимой для движения крыльев двигателя или турбины, для нагрева или расплавления элементов и т. д. В качестве источника энергии обычно используется сжигание топлива. для питания котлов. К преимуществам использования котла для различных коммерческих и бытовых целей относятся высокая эффективность, низкий уровень выбросов токсичных газов, равномерное распределение тепла и т. д. Котлы можно использовать для выполнения различных операций, таких как очистка, охлаждение, нагрев, санитарная обработка и т. д. Некоторые котлов, доступных на рынке, также используются для целей увлажнения и выработки электроэнергии. Котел является одной из самых важных и ответственных частей теплоэлектростанции. Котлы обычно используются в железнодорожных двигателях, кораблях, электростанциях, отелях, офисах, зданиях, теплицах и различных других приложениях. Различные фабрики и отрасли промышленности, такие как компании по производству продуктов питания и напитков, фармацевтические фирмы, текстильные фабрики, бумажные фабрики, металлургическая промышленность, сахарные заводы и т. Д., Используют котлы для выполнения различных операций. Одно из основных применений котлов также можно увидеть в отделе здравоохранения и медицины. На рынке представлено множество котлов, которые можно разделить на категории в зависимости от типа применения, требований к портативности, организации циркуляции воды, положения, величины выходного давления и типа используемого топлива.

Индекс статьи (щелкните, чтобы перейти)

Принцип работы котла

Работа котла обычно зависит от принципа преобразования энергии из одной формы в другую и преобразования вещества из одного состояния в другое. Первоначально, когда вода наливается в камеру или в закрытый сосуд котла, она получает извне тепловую энергию. Благодаря подводимой к котлу тепловой энергии можно легко наблюдать преобразование энергии из одной формы в другую. Тепловая энергия, поступающая в камеру котла при сгорании топлива, имеет тенденцию нагревать поверхность котла и далее соединяется с водой, находящейся внутри камеры. Это заставляет молекулы воды колебаться с относительно высокой скоростью, тем самым демонстрируя преобразование тепловой энергии в кинетическую энергию. Повышение температуры увеличивает скорость, с которой колеблются молекулы воды. Это помогает воде, находящейся в сосуде, закипеть после пересечения определенного значения температуры. При дальнейшем нагревании воды происходит образование пара и очень легко наблюдать переход воды из жидкого состояния в газообразное.

Части котла

В зависимости от типа выполняемой операции детали котла можно разделить на две категории, а именно монтажные детали котла и аксессуары для котла.

1. Монтажные детали котла

Детали котла, подпадающие под категорию монтажа котла, определяют общую производительность котла. Различные монтажные элементы котла включают манометр, индикатор уровня воды, запорный клапан, предохранительный клапан, решетку, продувочный кран и обратный клапан подачи. Работа каждого из монтажных элементов котла представлена ​​ниже:

1. Колосник

Колосник — это не что иное, как часть печи, где происходит сжигание топлива.

2. Манометр

Манометр, используемый в котлах, обычно устанавливается в передней части котла и используется для измерения значения давления внутри камеры котла.

3. Предохранительный клапан

Как следует из названия, предохранительный клапан используется котлами для обеспечения безопасной работы прибора. Из-за непрерывного образования пара внутри камеры котла значение давления продолжает увеличиваться. Это увеличение давления внутри камеры увеличивает вероятность взрыва котла. Чтобы избежать этого, на стенках барабана обычно устанавливается предохранительный клапан, который постоянно контролирует значение давления и имеет тенденцию к срабатыванию, если внутреннее давление в котле увеличивается и превышает определенное пороговое значение. Как правило, внутри котла используются два или более предохранительных клапана для обеспечения полной безопасности.

4. Запорный клапан

Запорный клапан обычно используется в котлах для регулирования потока жидкости или пара из камеры в выходную трубу.

5. Обратный клапан подачи

Обратный клапан подачи обычно используется в качестве обратного клапана. Обычно он погружается в воду, содержащуюся в котле, и должен быть установлен на поверхности барабана. Основное назначение обратного клапана подачи – контроль и регулирование подачи воды.

6. Продувочный кран

Продувочный кран расположен в основании барабана котла и используется в качестве механизма для опорожнения котла путем сдувания воды и других частиц, находящихся в камере.

2. Принадлежности котла

Части котла, которые используются для оценки эффективности котла, относятся к категории принадлежностей котла. Некоторые из основных принадлежностей котла включают пароперегреватель, питательный насос, экономайзер, подогреватель воздуха и т.д. пара и улучшить работу или общий КПД котла

2. Пароперегреватель

Основное назначение пароперегревателя – нагреть пар до достаточно высокого уровня перед его подачей в турбину. Это помогает повысить эффективность и функционирование котла, поскольку насыщенный пар может вызвать коррозию элементов.

3. Питающий насос

Питающий насос используется для непрерывной подачи воды в барабан котла. Это помогает в бесперебойной и непрерывной работе устройства, тем самым повышая общий КПД котла.

4. Экономайзер

Экономайзер в основном помогает фильтровать газы перед их выбросом в окружающую среду. Это предотвращает выброс котлом токсичных загрязняющих веществ или загрязняющих веществ в окружающую среду.

Работа котла

На рынке имеется ряд котлов, которые имеют соответствующую конструкцию и работу. Чтобы понять работу типичного котла, рассмотрим работу водотрубного котла. Водотрубный котел обычно использует систему труб, по которым течет вода. Трубы дополнительно окружены нагревательными устройствами или огнем, которые стремятся передать тепловую энергию трубам. Трубы построены с помощью проводников, поэтому тепло передается молекулам воды, присутствующим внутри трубы. Это заставляет молекулы вибрировать с высокой скоростью. Преобразование тепловой энергии в кинетическую можно легко наблюдать. Дальнейшее нагревание воды приводит к образованию пара. Пар проходит в верхний барабан и может быть удален через выпускное отверстие для пара. Полученный в результате пар теперь можно использовать для различных целей, таких как вращение турбины или лопастей ротора устройства и многое другое.

Принцип работы котла – инженерные системы Thermodyne

Котел определяется как «закрытый сосуд, в котором нагревается вода или другая жидкость, образуется пар или пар, пар перегревается или любое их сочетание при давления или вакуума, для использования вне себя, путем прямого применения энергии от сжигания топлива, от электричества или ядерной энергии».

Котел состоит из отдельного контейнера, называемого горелкой, который прикреплен к нему. Пар, необходимый для обогрева домов, зданий и других сооружений, создается топливом, которое сжигается и подается в котел от горелки. Природный газ подается в котел через специальную трубу, бак, который находится под давлением, используется для подачи масла, в то время как древесные гранулы подаются в горелку. Эти виды топлива взаимодействуют с воздухом и сжигаются, чтобы обеспечить необходимое тепло для преобразования воды в пар.

Как только топливо подается в горелку и нагревается до необходимой температуры, газы или огонь от топлива выбрасываются непосредственно в котел для нагрева воды. Это может произойти одним из двух способов в зависимости от типа используемого котла.

Жаротрубные котлы

Чаще всего используются жаротрубные или кожухотрубные котлы. В жаротрубных котлах дымовые или горячие газы, выходящие из горелки, проходят по трубам внутри корпуса котла с окружающей их водой. Трубки устанавливаются в банки для того, чтобы пропустить газы через котел четыре раза, прежде чем выпустить дымовую трубу. Системы жаротрубных котлов могут выпускать до 25 000 фунтов или 750 л.с. пара в час. Около 80% котлов, находящихся в эксплуатации сегодня, относятся именно к этой категории.

Обязательно прочтите – Как именно работает жаротрубный котел?

Подтипом этого котла является блочный котел , поставляемый в комплекте с оборудованием для сжигания топлива, механическим тягодутьевым оборудованием, автоматическим управлением и принадлежностями и предназначен для работы в автоматическом режиме с минимальным вмешательством. В этом типе котлов особенно важно предотвратить образование накипи.

Водотрубные котлы

Топливо или горячие газы выбрасываются на внешнюю поверхность труб, заполненных водой, и на область вокруг них. Трубки расположены в корпусе вертикально. Водотрубные котлы обычно имеют прямоугольную форму с двумя или тремя барабанами. В то время как верхний барабан используется для разделения воды и пара, нижний барабан используется для сбора шлама. Обычно они используются, когда требуется более 750 л.с. пара в час.

Также прочтите – Преимущества и принцип работы водотрубного котла

Топливо или горячие газы, выбрасываемые в котел из горелки, нагревают воду, вызывая повышение температуры до 212 градусов по Фаренгейту. Именно тогда образуется пар. Затем образующийся пар распространяется по зданию или дому с помощью радиаторов, вентиляционных отверстий и труб, специально созданных для передачи тепла.

Также посетите: что такое паровой котел?

Часть тепла остается в котле, так как тепло, необходимое для обогрева здания или дома, необходимо регулировать, иначе они перегреются.