Газовые горелки для котлов отопления — виды и принцип работы. Газовая горелка для банной печи

Сердце любого газового котла – это горелка с установленным над ней теплообменником. Горелка обеспечивает сгорание газового топлива, генерируя тепло. В свою очередь, тепло поглощается теплообменником и отправляется в отопительную систему. Именно горелкам и будет посвящен текущий обзор.

Мы расскажем, что представляет собой газовая горелка для твердотопливного котла, а также дадим информацию о разновидностях горелок для газовых котлов.

Что представляет собой газовая горелка

Газовая горелка – это один из важнейших узлов любого котла. Она отвечает за создание устойчивого пламени. Именно здесь происходит сжигание подающегося топлива. Полученное тепло поднимается вверх, к теплообменнику, где практически полностью переходит в теплоноситель. Продукты сгорания вместе с остатками тепла тем или иным образом удаляются в атмосферу.

Устройство газовой горелки для котла предельно простое – оно включает в себя несколько основных узлов:

Низкое выделение окислов азота и угарных газов при горении делает котел почти безупречным в экологическом отношении.

Форсунку – отсюда выбрасывается газ;
Систему розжига – обеспечивает поджигание газа;
Систему автоматики – контролирует температуру;
Датчик наличия пламени – контролирует наличие огня.

Упрощенно говоря, все выглядит именно так. А чем отличаются друг от друга те или иные виды газовых горелок в различных моделях котлов, вы узнаете чуть позже.

Современная газовая горелка для котла отопления – это устройство, к которому предъявляются определенные требования. В первую очередь важна бесшумность работы. Сразу вспоминаются некоторые модели советских проточных водонагревателей, где пламя шумело с силой урагана. Современные образцы горят сравнительно тихо (также уделяется внимание тихому розжигу, без хлопков и взрывов). Дополнительное влияние на уровень шума оказывает конструкция камер сгорания.

Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века). Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит.

То же самое касается дешевых котлов российского производства – в них нередко устанавливаются недолговечные горелки.

Полное сгорание газа – еще одно важное требование. Горелка для газового котла должна сжигать топливо полностью, с минимальным выделением угарного газа и прочих сопутствующих компонентов. Впрочем, тут все зависит не только от нее – на качество сгорания оказывают влияние и остальные узлы. Нельзя забывать и о надлежащем отводе газа, для чего нужно иметь в своем распоряжении чистый дымоход с хорошей тягой.

Что касается принципа работы газовой горелки, то он прост:

В горелке сжигаемый газ соединяется с воздухом. При высокой температуре происходит химическая реакция с образованием углекислого газа и воды.

Котел фиксирует несоответствие температуры в отопительном контуре с заданными пользователями параметрами;
Открывается газовый клапан, в горелку начинает поступать газ;
В это же время срабатывает система розжига;
Газ поджигается, образуется пламя.

В это же самое время начинает работает контроль наличия пламени – если огонь вдруг потухнет, автоматика перекроет подачу голубого топлива. Как только температура в системе отопления достигнет заданного предела, подача газа будет перекрыта.

Реализация контроля наличия пламени реализуется в газовых горелках по-разному. Где-то стоит простой термоэлемент, а продвинутые котлы с автоматикой на базе электроники наделяются системами ионизационного контроля.

Классификация газовых горелок

Долгое время на рынке царствовали самые простые котлы, лишенные сложной электроники и продвинутой автоматики. Они нуждались в полноценных дымоходах и должны были устанавливаться в помещениях с хорошей вентиляцией. Сегодня в продаже присутствуют агрегаты, которые могут эксплуатироваться практически в любых условиях. Наравне с ними продаются и традиционные модели. Все они отличаются конструкцией газовых горелок.

Атмосферные газовые горелки

Применение газовых горелок атмосферного типа значительно упрощает конструкцию отопительного оборудования. Они работают за счет естественного притока кислорода, а для удаления продуктов сгорания задействуются полноценные дымоходы. Так как кислород забирается из помещения, то в нем должна быть хорошая вентиляция. Давайте рассмотрим основные достоинства атмосферных котлов:

Простота конструкции – оказывает прямое влияние на стоимость оборудования;
Низкий уровень шума – здесь отсутствуют дополнительные вентиляторы, гудит только пламя;
Более высокая надежность – здесь срабатывает вполне понятная закономерность, что оборудование с минимумом деталей ломается гораздо меньше и реже;
Энергонезависимость – благодаря этому оборудование может работать в зданиях, в которых отсутствует электрификация.

Есть и некоторые недостатки:

Не самый высокий КПД – с этим недостатком приходится мириться. Более совершенные газовые котлы с закрытыми горелками более экономичны и эффективны;
Необходимость в наличии полноценного дымохода, выходящего на крышу – в строящихся домах это дополнительные расходы;
Установка котла с атмосферной газовой горелкой должна осуществляться в специально отведенном помещении, где есть вентиляция и окошко – иногда следовать данным требованиям проблематично.

Также необходимо отметить возможность неполного сгорания газового топлива.

«Турбированные» горелки

Мы вплотную подошли к самому современному отопительному оборудованию, оснащаемому газовыми горелками закрытого типа. Такие котлы нередко называют «турбированными». Они оснащаются компактными дымоходами, нередко выходящими прямо за противоположную стенку. Это очень удобно, особенно, когда здание находится на стадии строительства – не нужно мучиться с обустройством дымохода и вентиляционных каналов.

Отопительный котел с закрытой камерой сгорания – это отопительный агрегат, в котором газовая горелка заключена в специальную камеру. Кислород сюда поступает извне, через специальный коаксиальный дымоход. Через него же удаляются продукты сгорания. Управляет всеми потоками мощный вентилятор с автоматически регулируемыми оборотами. При желании, «турбированный» котел можно смонтировать в абсолютно герметичном помещении, лишенном вентиляции и окон.

Коаксиальный дымоход представляет собой эдакую конструкцию «труба в трубе». Он служит для забора наружного воздуха и для удаления продуктов сгорания. Выводится такой дымоход в произвольной точке ближайшей стены, но не ближе полуметра к ближайшим окнам (могут предъявляться и более строгие требования).

Достоинства газовых котлов с закрытыми горелками:

Возможность монтажа в любых помещениях – на кухнях, в подвалах, в ванных комнатах (хоть в спальне);
Повышенная безопасность – газ горит в изолированной камере. Даже если он потухнет, а автоматика на это не отреагирует, газовоздушная смесь будет удалена за пределы квартиры/дома;
Повышенный КПД – газовые котлы с закрытыми горелками действительно более эффективны, но это относится далеко не ко всем моделям;
Более эффективное управление температурой – для этого здесь применяется система регулировки частоты вращения вала вентилятора;
Высокая экологическая чистота – топливо сгорает практически полностью.

К сожалению, не обошлось и без недостатков:

За повышенную безопасность и увелинный КПД придется заплатить высоким уровнем шума и возросшими счетами за обслуживание.

Повышенная сложность – газовые горелки для котлов отопления обладают более сложной конструкцией, что затрудняет проведение ремонтных работ;
Чуть сниженная надежность – чем больше деталей, тем ниже надежность системы (особенно часто подводят самые дешевые образцы и китайские модели);
Высокая цена – для того чтобы купить «турбированный» котел, придется выложить круглую сумму (они стоят на 10-15% дороже своих атмосферных аналогов);
Повышенный уровень шума – установленный в системе вентилятор издает гул (уровень шума зависит от конкретной модели);
Отсутствие энергонезависимости – при отключении света оборудование остановит свою работу. Проблема решается установкой источника бесперебойного питания.

Несмотря на это, использование данных котлов для обогрева домов и квартир становится определенной тенденцией.

Горелками закрытого типа оснащаются так называемые конденсационные котлы, которые отличаются повышенным КПД за счет отбора тепла из продуктов сгорания.

Прочие различия

Рассмотрим разделение газовых горелок по типу розжига. Самый простой вариант – с горящим запальником (фитилем). При срабатывании автоматики, фитиль поджигает газ и котел начинает греть теплоноситель. Минусов здесь два – повышенное потребление газа и низкая безопасность (запальник может потухнуть). Первичный розжиг осуществляется спичками или с помощью пьезоэлемента, дающего искру.

Природный газ из магистрали дает ровное горение, не образуя излишней копоти на стенках дымоходной трубы.

Электронный розжиг горелки предусматривает наличие в газовом котле высоковольтного преобразователя. Энергия берется от батареек или электрической сети. Первый вариант применяется в энергонезависимых котлах, в которых отсутствует электронная автоматика. Второй вариант актуален для сложных агрегатов с электроникой на борту. Вместе с таким розжигом часто ставятся модули ионизационного контроля наличия пламени.

Также существует дележка по виду используемого топлива. Природный газ, поставляемый из магистрали, более чистый, он подается с оптимальным давлением (случаи скачков давления в обе стороны мы не рассматриваем). Пламя в котле получается чистым, без копоти. Оборудование подключается к сети без переделок. Существуют горелки, умеющие работать на пропане – для этого нужна настройка системы и установка жиклера. Пламя от горения пропана отдает желтым цветом, наблюдается повышенное отложение копоти на дымоходе.

Жиклеры позволяют нормализовать давление пропана до приемлемого значения – они поставляются в комплекте или приобретаются отдельно.

Газовые горелки для универсальных котлов

Газовая горелка для твердотопливного котла отопления представляет собой довольно сложный агрегат. Она создана для перевода отопительного оборудования с одного вида топлива на другое. То есть, вы можете приобрести твердотопливный (универсальный) агрегат для работы на дровах, а при появлении газовой магистрали перевести его на работу с природным газом.

Обслуживание даже самой простой газовой горелки лучше всего доверить мастеру - услуги специалиста выйдут дешевле чем покупка нового агрегата.

Автоматическая газовая горелка для котла на твердом топливе построена по вентиляторной схеме. Сюда подается газ, смешивается с воздухом, после чего готовая топливно-воздушная смесь отправляется в форсунку. Здесь она поджигается, образуя высокотемпературный факел пламени. На борту горелки имеются мощный вентилятор, система автоматики, редуктор и газовый фильтр. Для работы агрегата требуется электроэнергия. Само изделие имеет модульную конструкцию (съемную).

Типичный пример – газовая горелка для котла Купер. Сам котел является пеллетным, но к нему можно подключить сменную горелку и перевести его на природный или сжиженный газ.

Самодельные агрегаты

Некоторые умельцы изготавливают газовые горелки для котлов своими руками (под твердотопливные котлы). Следует предупредить, что это небезопасно. Да и подключить такую конструкцию к газовой магистрали никто не даст. Чаще всего такие «поделки» изготавливаются на основе каких-либо отработавших свой век газовых агрегатов. Помните, что самодельная газовая горелка для отопления своего жилища – далеко не самый оптимальный вариант. Лучше всего приобрести самый простой газовый энергонезависимый котел и перевести его на баллонный газ.

Видео

Основной рабочий узел любого газового котла – это газовая горелка. Она обеспечивает подготовку воздушно-топливной смеси, подачу его в камеру сгорания и формирование устойчивого пламени. Именно газовая горелка для газового котла отопления определяет его экономичность и надежность. При выборе оборудования следует уделить особое внимание типу конструкции горелки и ее особенностям.

Устройство

Для полного сжигания природного газа и максимальной теплоотдачи его необходимо смешать с определенным количеством воздуха с нормальным содержанием кислорода, выступающего в роли окислителя. На выходе топливная смесь из газа и воздуха должна сгорать практически бесцветным пламенем с синеватым оттенком и максимальной температурой. По конструкции газовые горелки различаются по способу подачи газа и воздуха, смешиванию компонентов и способу формирования факела пламени.

В составе бытовых котлов отопления применяются в основном только два типа газовых горелок по способу подготовки топливной смеси:

атмосферные;
вентиляторные (надувные).

Кроме этого существуют диффузионные, инжекционные рекуперативные, регенеративные горелки, с предварительным полным или частичным смешиванием, но востребованы они в основном в промышленных котлах и технологическом оборудовании. Атмосферные и надувные типы часто усовершенствуются с использованием отдельных аспектов, характерных для других типов конструкций, однако принцип действия остается неизменным.

Тип горелки определяет требования к конструкции камеры сгорания, теплообменника, эксплуатационные характеристики котла и способ отвода отработанных газов, выхлопа. Последний параметр является ключевым для выбора котла. Для атмосферных горелок обязательно нужен дымоход для поддержания естественной тяги. Для надувных достаточно вывести специальный коаксиальный дымоход за переделы помещения.

Для котлов отопления важно контролировать не только процесс горения как таковой, но и выходную тепловую мощность, ведь целью является нагрев теплоносителя и поддержания постоянной заданной температуры. Так определяется основная эксплуатационная характеристика – способ регулировки мощности:

одноступенчатая;
двухступенчатая;
с плавной регулировкой пламени;
модуляционные.

Одноступенчатая горелка Riello

В первом случае газовая горелка работает только в одном режиме полного сжигания всего поступающего газа. Основное преимущество – простая конструкция и, соответственно, низкая стоимость оборудования. Однако требуется постоянно включать и выключать подачу газа, чтобы поддерживать требуемую температуру теплоносителя. На выходе получается три существенных недостатка: повышенное потребление газа, сильные колебания температуры теплоносителя в котле, снижение ресурса при частом включении/выключении.

Двухступенчатый режим регулировки мощности позволяет работать котлу на полную мощность или только на 40-60%. Достигается это за счет ограничения поля горения газа, фактически перекрывая часть выходных сопел и ограничения объема поступающего газа или контролем давления на входе, уменьшая или увеличивая размер факела пламени.

Плавная регулировка пламени подразумевает регулировку объема поступающего газа на весь объем газовой горелки. Уменьшается или увеличивается размер факела пламени и соответственно результирующая тепловая мощность котла в пределах 40-100%.

Модуляционные горелки фактически комбинируют двух-, трехступенчатый способ с плавной регулировкой. Есть возможность ограничить поле горения, отключая часть сопел, а также регулировать размер пламени. В результате в полностью автоматическом режиме корректируется мощность от 10 до 100% при сохранении высокого КПД.

Атмосферные

Природный газ смешивается с воздухом непосредственно из помещения. Используется принцип простого эжектора. Газ поступает в сопла специальной формы внутри канала горелки, куда имеется доступ внешнему воздуху, а на некотором расстоянии формируется ряд выходных прорезей, куда поступает уже подготовленная газовоздушная смесь. На участке от сопла к выходному отверстию направленная струя газа образует разряжение, постоянно подтягивая воздух извне и перемешиваясь с ним.

Поле горения в камере сгорания формируется рядами параллельных каналов, в каждом из которых установлено отдельное сопло.

После сгорания разогретый выхлоп поднимается под воздействием естественной тяги вверх к теплообменнику, отдавая часть энергии, и далее в канал дымохода. За счет перепада температуры воздуха внутри помещения и в дымоходе образуется тяга и движение воздуха, за счет чего к горелке постоянно поступает новая порция кислорода.

Преимущества:

простота конструкции, дешевизна компонентов;
энергонезависимость, горение и его поддержание происходит за счет налаженного процесса циркуляции воздуха и давления в газовой магистрали;
простой принцип регулировки выходной мощности;
бесшумность;
компактные габариты и малый вес;
простота установки, замены и обслуживания.

Недостатки:

обязательно требуется дымоход;
качество сгорания газа зависит от состава воздуха и от качества исполнения всех компонентов газовой горелки и уровня тяги, которая во многом зависит от внешних факторов.

Вентиляторные

Схема устройства вентиляторной горелки

Надувные газовые горелки сложнее в конструкции и в управлении, зато обеспечивают практически полный контроль автоматикой процесса горения, выходной тепловой мощности и расхода газа. Воздух для смешения с природным газом берется извне помещения и подается в камеру сгорания принудительно с помощью производительного вентилятора. Управляя вентилятором и заслонкой, есть возможность строго регулировать пропорции газа и воздуха в зависимости от давления газа, режима работы котла и даже состава поступающего воздуха.

Отвод выхлопа и отработанных газов происходит принудительно. Нет нужды оставлять выхлоп слишком горячим, для поддержания тяги, а значит, больше тепла передается теплоносителю, повышая КПД котельного оборудования. Используется коаксиальный дымоход, состоящий из двух труб разного диаметра, притом одна вставлена внутри другой. По внутренней трубе отводится выхлоп наружу, а в промежутке между трубами поступает свежий воздух к горелке.

Так как подача воздуха, газа и их смешение происходит в принудительном порядке, надувные газовые горелки гораздо проще проектировать под использование нескольких типов топлива: газа и жидкого топлива (дизтоплива, бензина, этилового спирта и керосина).

Преимущества

полный контроль подготовки топливной смеси и горения;
широкий диапазон настройки мощности;
снижение общего потребления газа;
повышенный КПД котла;
возможность установки в квартирах или домах, не оборудованных дымоходом;
возможность комбинировать тип топлива без переделки и перенастройки горелки и камеры сгорания.

Недостатки:

высокая стоимость оборудования;
энергозависимость, если нет электричества – подача газа перекрывается;
обслуживание и эксплуатация только с привлечением специалистов.

Для беспрерывной работы котла с надувной газовой горелкой требуется установка ИБП (источника бесперебойного питания), а также желательно наличие стабилизатора напряжения.

Автоматические

Подготовка топливной смеси и поддержка процесса горени – достаточно простые задачи, и решаются за счет конструкции самой горелки, формы сопла, выходных форсунок. Блок автоматики в любом котле отопления отвечает за другие задачи:

поддержка горения запальника, розжиг с помощью пьезоэлемента или искровым разрядником;
регулировка тепловой мощности;
обработка любых нештатных ситуаций.

В числе последних учитываются:

отсутствие тяги для атмосферных горелок или проблемы в работе вентилятора для надувных;
низкое давление в газовой магистрали;
затухание пламени запальника или горелки;
превышение допустимой температуры оборудования.

Реакция на аварийные ситуации всегда одинакова – перекрыть подачу газа и по возможности сигнализировать пользователю о возникновении проблемы.

Настройка

Предварительная настойка требуется в обязательном порядке для атмосферных газовых горелок. Необходимо настроить заслонку для подачи воздуха, жиклер для дозировки газа и положение сопла так, чтобы на выходе получить пламя с равномерным горением и ровным голубоватым цветом, что будет сигнализировать о верной пропорции газа и воздуха.

В надувных газовых горелках подача воздуха автоматизирована и управляется электронным блоком управления. Первоначальные настройки практически не затрагивают механических компонентов системы, за исключением заслонки на входе подачи воздуха, что определяет максимальный и минимальный объем поступления.

Вентиляторные системы оборудуются редуктором, который нормализует давление на входе, чем решается проблема установка пропорций для газовоздушной смеси. В зависимости от рабочего давления в газовых трубах определяется режим работы редуктора.

Как почистить

Со временем газовые горелки требуют очистки и технического обслуживания. Если в составе оборудования имеется фильтр тонкой очистки, то он обязательно прочищается или идет под замену. Если фильтра нет, то нужно прочистить сопла, в которых скапливаются пыль, грязь и маслянистые вещества, поступающие в них с газом.

Чистка выполняется сжатым воздухом, но только если его давление не превышает допустимого для данного типа горелки или просто струей воздуха. Сопла допускается чистить полимерными щетками средней жесткости с коротким ворсом, однако лучше справляются специальные чистящие составы, в которых любая грязь размокает и легко сходит без повреждения основы.

Часто забиваются выходные форсунки из-за грязи и пыли, поступающей с воздухом. Прочищать загрязнения следует либо специальными чистящими средствами, мыльным раствором, либо в сухом состоянии струей воздуха и щеткой средней жесткости.

Легко поддаются очистке атмосферные горелки. Достаточно легко разбираются и все элементы, доступны даже для самостоятельной чистки, без привлечения специалиста. Горелки надувные в обязательном порядке отправляются на ТО (техническое обслуживание) только в сервисных центрах или на месте мастером, если есть возможность вызвать его к себе домой.

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

Одна из самых известных горелок

В системе отопления частного дома котел является главной составляющей. Поскольку сейчас газ - это самое дешевое топливо, то вполне понятно, почему отопительные газовые котлы пользуются повышенным спросом. Но разновидностей данных устройств настолько много, что рядовой потребитель порой теряется при выборе нужной модели. И если с самим котлом ситуация более или менее ясна, то с газовыми горелками для котлов отопления разберется не каждый.

Виды газовых горелок и принцип их работы

Данное устройство представляет собой прибор, в котором смешиваются газ и кислород, находящийся в окружающем воздухе. Полученная смесь подается к выходным отверстиям, где воспламеняется с помощью искры от пьезоэлемента или электричества. В результате появляется постоянное факельное пламя.

Газовые горелки различаются по функциональности и могут работать на различных видах топлива:

газообразном
твердом
жидком

Сейчас появились так называемые комбинированные элементы, которые могут потреблять разные виды топлива без переналадки оборудования. Кроме того, данные устройства различаются по способу подачи кислорода в камеру сгорания. Они делятся на:

атмосферные
вентиляторные
диффузно-кинетические

По типу регулирования пламени различают:

одноступенчатые
двухступенчатые
плавно регулируемые двухступенчатые
модулируемые устройства

Конструкция горелок должна отвечать всем требования безопасности, обеспечивать стабильное пламя, а также быстрое и надежное воспламенение газовой смеси. Кроме того, качественный фитильный элемент должен отличаться простым монтажом, длительным сроком эксплуатации, отсутствием шума и вибрации.

Горелки атмосферного типа

Данные устройства используют, как правило, в напольных котлах небольшой мощности, способных обогреть частный дом площадью до 100 квадратных метров. Они входят в комплектацию газового котла, который еще на заводе настраивается на потребление природного газа. Если возникнет необходимость смены топлива, то такой котел переоборудуется другим типом горелки, причем делать это должен специалист.

Горелки атмосферного типа

Принцип работы атмосферных фитильных элементов заключается в том, что воздух подается естественным путем к месту смешивания его с газом и воспламенения. Воспламенение происходит при помощи пьезорозжига или электроподжига.

Конструкция такой горелки представляет собой полую трубку с многочисленными отверстиями или несколько трубок, в которые под давлением поступает газ.

К достоинствам данных устройств можно отнести:

надежность и простоту
безопасность
бесшумность
компактность
малый вес

Вентиляторные устройства

Устройства этого типа еще называют наддувными, или дутьевыми, так как воздух подается в камеру сгорания с помощью встроенных вентиляторов. При их использовании повышается КПД газового агрегата, что положительным образом влияет на экономичное расходование топлива. Если атмосферные горелки входят в комплектацию газового котла, то вентиляторная является дополнительным оборудованием и приобретается отдельно.

Используют данные устройства в агрегатах с закрытой камерой сгорания. Примечательно, что воздух подается в горелку дозированно, при этом смешивание газа и воздуха происходит мгновенно.

Современные газовые горелки для котлов отопления отличаются высоким уровнем автоматизации. Они представляют собой блок, в котором само устройство для сжигания газа совмещено с вентилятором. А автоматика обеспечивает безопасную эксплуатацию газового оборудования.

Важно! При недостаточном или излишнем поступлении топлива устройство выключается автоматически, что препятствует возникновению аварийных ситуаций. Запустить работу газового агрегата в этом случае можно только после полного устранения неполадок.

Вентиляторные устройства

Вентиляторные горелки разделяются на вихревые и прямоточные. Вихревые устройства оборудованы выходными отверстиями только круглого сечения. У прямоточных наддувных устройств эти элементы могут быть круглыми, в виде щели или прямоугольного сечения.

В фитильных приборах вентиляторного типа топливо сгорает в изолированной камере, что обеспечивает дополнительную безопасность при эксплуатации котла. К достоинствам данных устройств можно отнести и высокий КПД газовых агрегатов, обусловленный особой конструкцией теплообменника.

К недостаткам элементов вентиляторного типа относятся:

высокий уровень шума, производимого встроенным вентилятором
энергозависимость
излишний расход электричества
высокая стоимость в сравнении с агрегатами, оборудованными атмосферными горелками

Уровень шума создает в большей степени не вентилятор, а поток газа и воздуха, выходящий под давлением из сопла горелки. Для уменьшения этого недостатка в современных отопительных котлах устанавливают глушитель.

Однако, несмотря на недостатки и повышенную стоимость, вентиляторные горелки увеличивают производительность газового котла. Они могут быть использованы, если вместо газа применяется мазут или солярка, дрова или уголь. Если топливом является газ, то наддувное устройство эффективно работает при любом давлении газа в магистральных трубопроводах.

Диффузионно-кинетические горелки

Существует два типа газовых горелок: атмосферные и надувные

Этот тип устройств занимает промежуточное положение между наддувной и атмосферной горелкой. Принцип его работы заключается в том, что воздух, необходимый для сгорания топлива, поступает в камеру частично и уже после добавляется в пламя. Данные устройства в бытовых котлах применяются редко. Чаще всего они используются для промышленных установок.

Разновидностью диффузионных устройств являются подовые горелки, которые располагаются в нижней части камеры сгорания.

Комбинированные устройства

Они позволяют использовать в качестве топлива газ, мазут или солярку. При этом не требуется дополнительный демонтаж или монтаж оборудования. В одном блоке совмещены функции для горения газообразного или другого вида топлива. Это актуально для тех домовладельцев, у которых магистрального газа пока еще нет, но он предвидится в будущем. Или для экономичного расходования того или иного вида топлива.

Такие газовые горелки для отопления обычно полностью автоматизированы для управления режимом горения, мощностью пламени и прочими процессами в работе котла. Умная автоматика позволяет минимизировать участие человека в управлении газовым оборудованием.

Обратите внимание! Однако в связи со сложностью устройства, низким КПД и высокой стоимостью газовое оборудование с таким типом горелок не нашло широкого применения среди потребителей.

К недостатку данных горелок относится и довольно сложный процесс переключения отопительного агрегата при смене вида топлива, требующий высоких профессиональных навыков специалиста газовой службы.

Функция регулирования пламени

Горелки подразделяются и по виду регулировки пламени.

Одноступенчатые

Одноступенчатая горелка может работать в одном режиме. Если при этом имеется автоматика, происходит частое отключение и включение горелки, когда достигается заданная температура теплоносителя. Это снижает срок её эксплуатации и вовсе не повышает производительность газового оборудования.

Двухступенчатые

Дизельные двухступенчатые горелки

Двухступенчатые устройства могут работать в двух режимах, или на разной мощности пламени. Если одна ступень позволяет котлу функционировать на 100%, то при переходе на вторую мощность отопительного оборудования снижается на 50-60 %.

Переключение с одного режима на другой происходит автоматически по команде специальных датчиков, которые регулируют температуру теплоносителя, или при изменении давления газа в магистральном газопроводе. Переход на более щадящий режим горения приносит свои выгоды - экономится газ или другое топливо, продлевается срок эксплуатации всего оборудования за счет снижения количества включений и отключений.

Двухступенчатые горелки могут иметь функцию плавного переключения с одного режима на другой.

Модулируемые

Модулируемые горелки наиболее функциональны и экономичны. Принцип их работы заключается в плавном регулировании горящего пламени, в результате чего мощность отопительного котла может варьировать в диапазоне от 10% до 100 %.

По регулированию пламени данные устройства подразделяются на горелки:

с механической системой регулирования
с пневматической
с электронной

Преимущества модулируемых горелок заключаются в минимальном количестве циклов «включить-выключить», что самым положительным образом влияет на эффективность работы всего отопительного оборудования и продлевает срок его эксплуатации. Кроме того, при использовании газовых котлов с модуляционной горелкой экономия топлива достигает 15 % и более при правильно настроенном оборудовании.

Подобные горелки могут быть использованы в действующих котлах с другим типом этих устройств. Менять дорогостоящий котел не потребуется, нужно будет лишь приобрести саму горелку и вызвать специалиста для её установки, а также отрегулировать работу всего оборудования.

Маркировка газовых горелок

Газовые горелки Giercsh MG20-LN

Все фитильные устройства, как и любое другое оборудование, маркируются согласно принятым нормам и правилам. Приведем краткий пример маркировки элементов, указывающей на их функциональность. Тип устройства обозначается буквами, где «Г» показывает, что перед вами именно горелка.

Если стоит ГМ, значит, данное устройство предназначено для использования в котлах, где в качестве топлива применяется газ и мазут.

Дс - означает, что у горелки удлиненная газовая часть.

Р - ротационная горелка.

П - в данном устройстве применяется форсунка с ротором, вращающимся направо.

Л - вращение ротора происходит в обратную сторону (по ходу часовой стрелки).

Важно! Куда вращается ротор в форсунке, зависит от места установки самой горелки в камере сгорания.

Заключение

Если для отопления загородного дома выбирается отопительный котел, то при его приобретении необходимо обращать внимание не только на его мощность и прочие функциональные возможности, но и на тип газовой горелки. Поскольку от этого устройства зависит и тепло в доме, и экономичный расход топлива, и срок эксплуатации всего оборудования.