Газовые горелки для котлов отопления. Газовая горелка для котла отопления

Немалое количество жителей городских многоэтажных домов устанавливают в своих домах индивидуальное отопление. Таким образом удается получить независимость от графика подачи тела в централизованных сетях и обеспечить разумную трату финансов за обогрев жилища.

В большинстве случаев за нагрев теплоносителя отвечает газовое оборудование. Одно из центральных мест в такой автономной системе занимает горелка газовая для отопления. О том, что это такое и как правильно подбирать съемный элемент - в нашей статье.

Общая информация

В большинстве случаев напольные и настенные котлы уже укомплектованы таким изделием, и это самый лучший вариант. Производитель выбирает горелку согласно типу оборудования, правильно ее устанавливает и калибрует под определенные параметры, после чего котел уже готов к эксплуатации. Но также можно приобрести горелку отдельно, хотя это и не просто - нужно очень точно подобрать соответствующий элемент в соответствии с габаритами, чтобы в дальнейшем не пришлось переделывать котел.

Для чего требуется газовая горелка? Она формирует открытое пламя, от которого зависят такие параметры:

• расход газа;
• длительность эксплуатации теплообменника;
• безопасность работы котла;
• широта диапазона регулировок.

Когда функционирование бытовой газовой горелки затруднено, то и вся система не может работать с достаточной степенью надежности.

Эксплуатационные характеристики

К современным горелкам предъявляются обоснованные требования, которым они должны соответствовать. Благодаря оценке, основанной на этих критериях, удается выбрать наиболее оптимальный аппарат. В список параметров входят такие характеристики:

• Качественное формирование газово-воздушной смеси является основной задачей газовой горелки для отопления. Производители направляют свои усилия в эту область, добиваясь максимальных результатов. В современные модели внедряются новые разработки и технологии, обеспечивающие высокий КПД сгорания топлива.
• Конструкция обязана обеспечивать простоту монтажа/демонтажа бытовой газовой горелки при сохранении надежности и безопасности ее работы

Горелка с автоматической системой управления

• Длительность эксплуатации у всех типов газовых горелок привязывается к времени эксплуатации всего котла. Для поддержания данного критерия используются высококачественные материалы.
• При работе соблюдаются санитарно-гигиенические нормы. Важным параметром является пониженный уровень шума.
• Обеспечить универсальность использования позволяют комбинированные конструкции, эксплуатируемые на разных типах топлива, например, газ-дизтопливо или пропан-метан. В такой ситуации важным является параметр перенастройки с одного типа топлива на другой.
• Экологическая составляющая также занимает немаловажное значение в разных видах газовых горелок. Экспериментируя во время их производства с пропорциями для горения газ/воздух, инженерам удается найти наиболее оптимальный баланс по параметрам токсичности выбросов, полноте сжигания газа.

Разнообразие конструкций

Практически всегда котлы имеют в комплекте настроенные на оптимальные параметры газовые бытовые горелки. Калибровка в промышленных условиях осуществляется на стационарных стендах с применением компьютеризированной автоматики. Такой котел после монтажа уже будет готов к запуску без предварительных пусконаладочных работ в этой области.

Основная дифференциация между конструкциями проводится по способам смешивания воздуха и топлива. Принято выделять атмосферные и вентилируемые типы горелок газовых.

Атмосферная горелка

Такой элемент применяется исключительно в котлах с открытой камерой сгорания. Принцип работы полностью соответствует работе конфорке на стандартной плите для приготовления пищи, где газ смешивается с воздухом из помещения и воспламеняется от искры. В целом, характеризуется минимальным уровнем безопасности, и очень невысоким коэффициентом полезного действия, как вообще для такого типа котлов.

В ранних моделях топливного оборудования встречаются газовые горелки для котлов отопления, работающие на атмосферном принципе. Через газовую магистраль газ поступает к рабочей зоне. Выходное отверстие (инжектор) обеспечивает передачу потока для горения. Его регулировка параметров выполняется спецзаслонкой или прижимными гайками.

Сквозь инжектор параллельно с углеводородной смесью направляется кислород. В такой ситуации формируется необходимая для горения смесь. Приоткрывая отверстие, удается подать больше кислорода, уменьшая отверстие, понижаем концентрацию воздуха в смеси. Этой ручной методикой удается корректировать степень сжигаемости газа. Подготовленная смесь перемещается для сжигания в горелку, выходя по ней в камеру сгорания, где она воспламеняется и отдает тепловую энергию через теплообменник воде.

В газовой атмосферной горелке предусмотрено несколько выходных отверстий для повышения мощностных характеристик котла. Их количество напрямую зависит от геометрических характеристик котла. Распределенные по выделенной площади камеры сгорания факелы обеспечивают равномерность выходной нагрузки, что позволяет не создавать большого давления, эффективно осуществляя процесс сжигания.

Производители атмосферных газовых горелок стремятся повысить число выходных отверстий, одновременно уменьшая их диаметр, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики изделия и повысить КПД оборудования.

За счет своей простоты и надежности данный тип конструкции используется не только в бытовых моделях, но и в промышленных агрегатах. Даже изготовленная газовая горелка для котла своими руками в большинстве случаев имеет именно такой принцип работы. Это не только снижает ее стоимость, но и обеспечивает простоту обслуживания изделия.

ВИДЕО: Турбированная горелка газового котла Rinnai

Вентиляторные (дутьевые) горелки

В отличие от атмосферной, такой тип не имеет прямого контакта с воздухом из помещения, в то время как он подается в принудительном порядке путем нагнетания. По сравнения с первым вариантом, дутьевой является более безопасным, и при этом значительно увеличивает коэффициент полезного действия котла. В среднем этот показатель составляет не менее 15%.

Такая горелка газовая бытовая имеет и другие отличия от атмосферной, заключающиеся в принципе работы. Вентиляторные конструкции обладают следующими параметрами:

• применяется принудительное нагнетание воздуха;
• пропорция газ/кислород выдерживается с более точными параметрами;
• сжигание осуществляется с более высоким КПД.

Данный тип агрегатов характерен для котлов, имеющих закрытую камеру сгорания. Благодаря этому решению удается реализовать эффективный наддув.

Главным критерием, по которому происходит технологическое отличие, заключается в том, что формирование топливно-воздушной смеси происходит в разных зонах. Для атмосферной конструкции газ смешивается с воздухом на входе в газовой горелке бытовой, а у вентилируемого аппарата данная процедура выполняется практически при выходе в камеру сгорания.

Горелки с нагнетателями монтируются в котлы, обеспеченные максимальной автоматизацией рабочих процессов.

В комплектации этого узла используются следующие вспомогательные элементы:

• дополнительная очистка выполняется с помощью вмонтированного газового фильтра;
• специальное реле, учитывающее перебои с давлением газа в сетях, включающее/отключающее поток газа в систему и вентилятор;
• газовый редуктор, который обеспечивает стабилизацию давления, выдавая фиксированное значение в горелку;
• регуляторы, корректирующие газовый поток;
• реле, управляющее работой вентилятора.

Исходя из такого списка, стоит сделать вывод, что данный тип аппаратуры относится к энергозависимым агрегатам. Для его эффективной работы желательно подключать в цепь стабилизаторы напряжения и источники бесперебойного питания.

Ассортимент выбора

Перед тем, как приобрести газовую горелку, необходимо узнать ее технические параметры, принцип работы, соответственно, способ смешивания газа и кислорода. Но самое главное - совместимость с конкретным типом котла, который находится в эксплуатации. Ниже мы приведем описания наиболее популярных моделей на рынке.

Газовая горелка КЧМ

Используется на переоборудованных твердотопливных котлах, которые работают на газу. В комплектации автоматический блок управления и 3 форсунки. Подходит для «Контура» и всего модельного ряда.

Газовая горелка Очаг

Автоматические управляемый пневмомеханический образец с настроенной системой безопасности. Это необходимо при отсутствии должной тяги, при нарушении подачи газа и в момент, когда гаснет пламя.

Особенность заключается в регулировании подачи газа и стабилизации его давления. Даже при слишком малом объеме поступающего топлива котел будет работать в нормальном режиме.

Газовая горелка Купер

Предназначено для всех видом топлива. Отличается простотой конструкции и универсальностью. Можно монтировать без сварки.

Газовая горелка ДКВР

Дутьевой тип оборудования, где осуществляется принудительное нагнетание воздуха. Используется в основном для промышленных котлов, повышая их КПД до 95%. Для увеличения мощности отдельно могут поступать в комплекте с мощными вентиляторами.

В большинстве случаев грелку выбирают те, у кого в пользовании находится не газовый котел. Перед покупкой внимательно изучите все технические характеристики и, в особенности, уровень безопасности и способ монтажа.

ВИДЕО: Принцип работы горелки

Справедливо заметим, что котлы на газе с атмосферной горелкой до сих пор остаются одним из главных продуктов на рынке отопительных систем. Применяются они как в частных домах, так и в квартирах небольших зданий. Мощность наиболее популярных моделей составляет порядка 15-35 кВт. Но максимальное значение достигает 100 кВт. Среди газовых вариантов с данной конструкцией горелки встречаются только . Такого прибора вполне достаточно для отопления небольшого помещения.

Особенности газовых котлов с атмосферной горелкой

Касаясь плюсов таких агрегатов с данным видом горелки, можно сказать следующее:

Недостатки данной разработки также очевидны:

• так как котлы имеют открытую камеру сгорания, то потенциально присутствует угроза возникновения чрезвычайной ситуации;
• схема воздухозабора предусматривает наличие определённых условий эксплуатации котла. Как правило, оборудуются котельные в соответствии с ТБ.

Как видите, с одной стороны обеспечивается комфортабельность и эргономичность, а с другой стороны снижается безопасность системы отопления. Обогрев помещения может достигать 200 квадратных метров. Имеются как одноконтурные, так и . Срок службы благодаря надёжной конструкции может длиться до пятидесяти лет.

Принцип работы оборудования

Основным нагревательным прибором является атмосферная горелка. Она разогревает теплообменник (в большинстве случаев чугун) за счёт подачи газа. Конструкция обычно включает:

• сопло;
• головку горелки;
• эжекционную трубку;
• регулятор воздуха.

Суть процесса заключается в эжекции, то есть смешивании двух сред и подачи их в определённом направлении. Атмосферные горелки могут быть:

• с частичным смешиванием;
• с полным смешиванием.

Смешивание производится предварительно. В первом случае половина воздуха соединяется с газом через форсунки, а 50% поступает в камеру сгорания напрямую. Во втором случае подсасывание предусматривает соединение газовой смеси со полным объёмом кислорода. Модели с такой формой смешивания в страны СНГ не поставляются. с атмосферной горелкой нуждаются в хорошей подаче газа. Если показатель давления ниже 17 мбар, основной компонент теплогенератора повреждается (отверстия в ней становятся больше), и впоследствии оборудование включается с ощутимым хлопком.

Атмосферную горелку зажигает запальная горелка, которая в свою очередь активируется розжигом (пьезо- или электро). При нагреве до нужной температуры теплообменника основная горелка отключается. Это контролируется специальным датчиком. Для повышения температуры клапан подачи газа открывается.

Характеристики

К основным характеристикам можно отнести следующие:

• мощность до 100 кВт;
• вес в среднем достигает нескольких десятков килограмм;
• большие по габаритам модели;
• количество нагреваемой воды –10-30 литров в минуту;
• коэффициент полезного действия – до 92%;
• многофункциональный электронный блок.

Производители

Популярными производителями котлов с атмосферной горелкой являются следующие:

• Buderus;
• Viessmann;
• Vaillant.

Среди новинок моделей выделяется Buderus Logano G124WS (20 – 32 кВт), Viessmann Vitogas 100F (29 – 60 кВт) и Vaillant atmoCRAFT (65 – 115 кВт).

Горелки атмосферного типа характеризуются отсутствием отдельных специальных смесительных устройств с подводкой газа и воздуха. В горелках атмосферного типа смешение газа с атмосферным воздухом производится непосредственно в самой горелке.  

Однако горелки атмосферного типа обладают существенным недостатком: при определенных условиях в горелке наблюдается обратный удар пламени. На рис. 8 - 2 показана схема горелки атмосферного типа. Газ поступает в горелку по газопроводу, затем выходит из сопла 1 в камеру смешения А. Из камеры смешения газовоздушная смесь поступает в диффузор и далее в головку горелки. Такая горелка экономичнее горелки диффузионного типа и не имеет коптящего пламени. В последнее время получает распространение беспламенная горелка атмосферного типа (рис. 8 - 38) для операций подогрева и отжига стекла.  

Для горелок атмосферного типа, применяемых иногда для сжигания газа в топках котлов малой мощности и в некоторых печах, характерно поступление в зону горения двух раздельных потоков, а именно: а) однородной газо-воздушной смеси, содержащей не весь необходимый Для горения воздух, а лишь часть его (так называемый первичный воздух), и б) добавочного (вторичного) воздуха. Большей частью горелки атмосферного типа работают следующим образом.  

Основными преимуществами горелок атмосферного типа являются: простота конструкции, возможность работы на газе низкого давления, отсутствие принудительной подачи воздуха и воздухопроводов, укорочение пламени за счет предварительного смешения газа с воздухом и за счет истечения омеси из отверстий малого калибра.  

Предварительное смешение газа с частью воздуха, необходимого для сгорания, положено в основу горелок атмосферного типа. При истечении из сопла 2 газ инжектирует из атмосферы часть теоретически необходимого воздуха.  

Предварительное смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения и называемого первичным, осуществляется у горелок атмосферного типа.  

Предварительное смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения и называемого первичным, осуществляется у горелок атмосферного типа. Первичный воздух засасывается струей газа в эжектор, где протекает смесеобразование, поэтому горелки одновременно являются эжекционными. В головку горелки поступает смесь с равномерными полями концентраций горючего и окислителя под некоторым избыточным давлением. Из голов ки газовоздушная смесь выходит через отверстия со скоростью, обеспечивающей устойчивое горение, и сгорает бунзенов-ским пламенем. Вторичный воздух диффундирует к пламени непосредственно из атмосферы окружающей среды. Пламя атмосферной горелки имеет два конуса: внутренний, ярко очерченный, зелено-голубого цвета и внешний, имеющий несколько размытые контуры и бледно-фиолетовый цвет.  

Предварительное смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения и называемого первичным, осуществляется у горелок атмосферного типа. Первичный воздух засасывается струей газа в эжектор, где протекает смесеобразование, поэтому горелки одновременно являются эжекционными. В головку горелки поступает смесь с равномерными полями концентраций горючего и окислителя под некоторым избыточным давлением. Из головки газовоздушная смесь выходит через отверстия со скоростью, обеспечивающей устойчивое горение, и сгорает бупзеновским пламенем. Вторичный воздух диффундирует к пламени непосредственно из атмосферы окружающей среды.  

Рабочий стол четырехконфорочной газовой плиты П4 / 1 модели Московского завода Газоаппарат штампован из стального листа с двумя конфорочными вкладышами. Под каждым вкладышем устанавливаются две горелки атмосферного типа Мосгазпроекта (рис. XXII. Горелка обеспечивает устойчивое горение газа с повышенным коэффициентом первичного воздуха. Благодаря горизонтальному расположению факелов обеспечивается большая полнота сгорания. Вторичный воздух подходит к пламени как с периферии из окружающей атмосферы, так и из центра горелки по специальному каналу.  

Инжекционные горелки имеют конструкцию смесительного устройства, аналогичную горелкам атмосферного типа, но более совершенной формы. Конструкция огневой насадки у инжекционных горелок (в отличие от горелок атмосферного типа) имеет форму конфузора и во многих конструкциях плотно примыкает к огнеупорному туннелю, или непосредственно к камере горения.  

Атмосферная газовая горелка - инжекционная газовая горелка с частичным предварительным смешением газа с воздухом, использующая вторичный воздух среды, окружающей факел.

Конструкция

Пример схемы настенного котла с атмосферной горелкой

Горелка настенного котла

Атмосферные горелки не требуют дутьевого вентилятора и фактически повторяют (правда, в другом масштабе) широко распространенные в промышленной энергетике подовые горелки . Как и подовые горелки, они представляют собой набор полых стержней, в которые через эжектор подается газообразное топливо. Струя газа инжектирует воздух из окружающего пространства. Затем топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания через отверстия, распределенные по верхней образующей этих стержней. Электроды зажигания обеспечивают воспламенение топливовоздушной смеси и в камере горения, на некотором расстоянии от стержней образуется большое число факелочков с относительно низкой температурой.

Такими горелками оборудуются как настенные, так и напольные отопительные котлы . На рисунке показана схема настенного котла turboMAX фирмы Vaillant , в верхней части которого располагается атмосферная горелка с набором газовой арматуры, электродами розжига и контроля пламени. Принципиально такая же конструкция атмосферных горелок используется и рядом других производителей: на рисунке показана «начинка» камеры сгорания настенного отопительного котла Logamax (Buderus). В нижней части камеры размещается компактное горелочное устройство, не требующее дутьевого вентилятора . Газ и в этом котле сжигается в виде отдельных факелов, пламя не контактирует с трубами стержнями, которые благодаря этому не нагреваются и не нуждаются в частой замене.

Несколько другая газовая горелка атмосферного типа показана на рисунке. Горелочными устройствами такой конструкции оснащают свои ≪настенники≫ Eolo Eco компании Immergas . Газ, проступающий в такую горелку через расположенные в два ряда инжекторы, увлекает за собой воздух . Сжигание образовавшейся смеси происходит на плоской поверхности с равномерно распределенными по ней сопловыми отверстиями; при этом к факелам дополнительно поступает небольшое количество воздуха . Особенностью данной горелки является также использование для ее охлаждения обратной воды. Примененные технические решения позволили не только повысить эффективность горения, но еще и снизить эмиссию токсичных компонентов (СО и NOx): котлы Eolo Eco попали в разряд, который, в соответствии со стандартами Европейского Союза, присваивается самым экологически чистым установкам. Подобными горелками оснащает некоторые модели настенных котлов и компания

Несомненно, природный газ является наиболее удобным, экономичным и экологичным топливом. Но при этом он требует внимательного отношения к оборудованию процесса отопления. Бытовые газовые горелки для отопления – это устройства, в которых смешивается газ и кислород, находящийся в воздухе. Смесь, которая получается в результате, подается к выходным отверстиям, там она возгорает искрой от электричества или пьезоэлемента.

Строение бытовой газовой горелки

Требования к горелке

Конструкция бытовой газовой горелки для отопления должна качественно выполнять свои функции – обеспечивать смешение газа с воздухом, который необходим для его полного сгорания, надежность возгорания, стабильность процесса горения, полное сгорание при изменении нагрузки в значительном диапазоне.

Все это вероятно в том случае, когда вы применяете правильно сконструированную и верно установленную горелку. Если горелка качественная – об это может свидетельствовать еще и простота производства и монтажа, безопасность в эксплуатации и долговечность, отсутствие вибраций и шума. Если газовые горелки для отопления рассчитаны не несколько видов топлива, то должна быть предусмотрена возможность быстрого перехода из одного вида на другой.

В недавнее время возникло еще одно существенное требование к горелкам – конструкция должна обеспечивать малотоксичное сгорание. Это значит, что в процессе горения газа должно быть как можно меньшее количество токсичных оксидов азота и монооксида углерода.

Атмосферные газовые горелки

Горение топлива в виде газа определяется способом и скоростью его смешения с воздухом (кислородом). Для небольших отопительных приборов обычно монтаж системы газового отопления подразумевает атмосферные и вентиляторные горелки.

Принцип работы атмосферной горелки

Атмосферные горелки – это такие приборы, которые характеризуются предварительным смешиванием топлива и воздуха. Здесь не требуется дутьевой вентилятор.

Такие горелки – это набор стержней, в которые подается газообразное топливо через специальный эжектор. Топливовоздушная смесь приходит в камеру сгорания через специальные отверстия, которые распределены по верхней образующей стержней. Электроды зажигания предназначены для воспламенения топливовоздушной смеси и в камере горения образуется много «факелочков» относительно низкой температуры. Как правило, такими горелками снабжены и настенные, и напольные котлы.

Вентиляторные газовые горелки

Установка газового отопления и его функционирование при вентиляторных горелках организованы по-другому. Такие горелки отличаются тем, что у них принудительная подача воздуха, производимая при помощи специального вентилятора. Также здесь предусмотрено точное регулирование подачи воздуха. Такие типы горелок используются только в котлах, имеющих закрытую камеру сгорания, которая часто работает под наддувом.

Вентиляторная газовая горелка

Вентиляторная газовая горелка для отопления дома подразумевает следующую систему функционирования: топливо смешивается с воздухом после того, как выходит из горелки. В современности вентиляторные горелки являются высокоавтоматизированными, а также имеют блочное исполнение. Как правило, такие автоматизированные блочные горелки ставятся на автономных котельных установках, имеющих мощность от 5 кВт и выше. Благодаря этому участие пользователя в управлении системой отопления минимизируется и сводится только одному – требуется сделать газовое отопление своими руками или с помощью специалистов и настроить его.

Автоматика вентиляторной горелки включает ее, а также контролирует безопасную эксплуатацию. Если появляется аварийная ситуация, горелка выключается в автоматическом режиме.

В каждой горелке такого типа есть газовый мультиблок. В него входят такие компоненты: реле, которое выключает горелку, если давление на входе становится ниже установленного; фильтр газовый; стабилизатор газового давления, который должен поддерживать постоянное давление на выходе при изменении давления на входе; регулятор расхода газа; регулятор стартового давления.

Монтаж газового отопления с автоматизированными блочными горелками – это компактность и удобство. Благодаря конструкциям таких горелок при необходимости можно очищать некоторые детали без разборки узла подвода топлива и непосредственно горелки.

Другие виды горелок

Среди других видов горелок можно назвать диффузно-кинетические и комбинированные. Диффузно-кинетические – это промежуточный вариант основных видов, принцип работы которого состоит в том, что воздух для сгорания топлива в камеру поступает лишь отчасти, а уже после добавляется в огонь. Обычно такие системы используются при отоплении промышленных помещений.

Диффузно-кинетическая газовая горелка

Комбинированные горелки обеспечивают использование газа, мазута или солярки. В одном блоке – функции горения газового или другого вида топлива. Такая система подойдет для тех, у кого нет подключения к магистрали, а самодельное газовое отопление такого типа только предвидится. Также можно использовать комбинированные горелки с целью экономии разного рода топлива.