Как работает газовая горелка для печи – виды, преимущества использования

Отопительная система, где главным элементом является газовая печь — распространенный вид обогрева частных домовладений и коттеджей. В пользу природного газа как источника тепла говорит многое: высокий КПД, экологичность, возможность сделать процесс отопления полностью автоматизированным. Само топливо тоже является самым недорогим в настоящее время, если, конечно, не брать в расчёт энергию ветра и солнечное излучение. Но эти способы пока не нашли своего широкого спроса из-за недоступной цены оборудования.

Качество газового отопления зависит от того, как эффективно работает газовая горелка для печи.

Принцип работы

К газовым печкам редко подключают водяные контуры. Нагревается помещение напрямую — разогретым воздухом от печки. Разница с твердотопливной печью только в том, что используется природный газ, а не дрова.

Совет. В газовые печи очень просто вмонтировать водяной контур с теплообменником или водяной бачок, иногда подключают систему, которая позволяет вывести теплые воздушные массы в смежные помещения.

Существуют варианты газовых печей, комбинированных с твердотопливным агрегатом, либо работающем на электричестве. Есть универсальные горелки, которые работают на солярке, если в этом возникает необходимость.

Важно. Все монтажные, а так же ремонтные работы, связанные с газовым топливом, должны выполнять исключительно представители специализированной организации, имеющей соответствующее разрешение.

Какими бывают газовые печи

С помощью газовых печей отапливают домовладения и дачные домики, однако наибольшую популярность такие устройства приобрели при сооружении бань. Чаще всего для этого случая покупают агрегаты заводского изготовления, которые имеют металлический корпус. При этом нужно правильно подобрать модель по мощности и предназначению, учитывая условия эксплуатации. Сооружают и кирпичные печи.

По способу генерирования тепла печи можно разделить на два вида:

1. Имеющие камеру сгорания. Газ поступает в отопительную камеру и при горении нагревает её стены.
2. Печь с теплообменником. В конструкциях этих обогревательных агрегатов газ поступает в изогнутую жаропрочную стальную трубку, которая выполняет роль теплообменника.

Во втором случае печи оснащаются дополнительно системой принудительной подачи воздуха и выводом продуктов сгорания.

Газовые печи различают по теплоёмкости. Этот показатель зависит от возможности агрегата накапливать тепло.

По такому параметру печи подразделяют на следующие категории:

1. Печи постоянного горения. У них более тонкие стены, которые остывают достаточно быстро. Однако есть и существенный плюс — так же быстро они и прогревают комнату., отдавая тепло наружу. Чтобы в помещении поддерживать постоянную комфортную температуру, печь должна быть в режиме «включено». Это типичный дачный вариант. Можно приехать и сразу согреться.
2. Печь периодической топки. Это массивное теплоёмкое сооружение, которое способно отдавать тепло даже после того, как газ перекрыт. Для того, чтобы сохранить тепло, каналы и камеру сгорания отделывают глиняным кирпичом. Очень удобно ставить такие печи в банях. Они в короткий срок прогреют камни и начнут отдавать тепло в течение длительного времени. Для обогрева домовладений этот вариант так же более приемлем.

Важно. Газовые печи могут функционировать как от магистрали природного газа, так и от баллонного. Распространены печи, функционирующие на биотопливе. Подобный камин на биотопливе также весьма эффективен. Для него нужно немного усовершенствовать конструкцию.

Выбираем горелку

Печные газовые горелки, которые устанавливают в печь домовладения или дачного домика схожи между собой. Как и газовая горелка для котла, она имеет камеру сгорания (теплообменник), корпус, систему дымоотвода, каналы для нагретого воздуха и автоматический блок.

Однако есть одна обязательная деталь, которая имеет в каждом случае свои особенности — газовая горелка для печки. Именно она отвечает за КПД отопительного агрегата, мощностные характеристики, экономное расходование топлива, безопасную эксплуатацию и другие важные параметры.

В газовой горелке происходит процесс смешивания газа с кислородом, в ней находится блок управления процессом горения топлива. С его помощью можно выставить определённый режим, настроенный на уровень температуры, который требуется для обогрева. Котлы и печки часто имеют одинаковые модели горелок.

Одноступенчатые атмосферные газовые горелки для домашней печи не сложные в применении, их легко вмонтировать в отопительный блок. Им не нужная электроподпитка. Такую горелку ставят на лицевую сторону, туда, где располагается топочная дверка.

Важно. Чтобы подобрать горелку, нужно знать её мощность, она заключается в возможности данной модели перерабатывать определённое количество топлива в заданный промежуток времени.

Какими бывают горелки

Если газовую горелку рассматривать с точки зрения способа управлением тепловой мощностью, то все модели можно разделить на следующие категории:

1. Одноступенчатые. В данном случае подача (отключение) газа происходит автоматически, по сигналу реостата.
2. Двухступенчатые. Горелка имеет конструктивную возможность переходить в экономный режим. Этот процесс регулируется автоматически.
3. Горелки с плавающей регулировкой. Мощность горелки можно изменять плавно, от 10 до 100 процентов.

Горелки подразделяются по способу подачи воздуха:

1. Атмосферные. В данном варианте не нужно электричество, воздух поступает к горелке под естественным действием тяги. КПД не очень высокое, не больше 90 процентов. Это простая конструкция: труба с отверстиями, куда подаётся топливо. Работает она в камерах сгорания открытого типа. Их можно быстро переоборудовать при необходимости под жидкое топливо, срок службы у таких горелок очень долгий. Однако такие горелки предъявляют к себе повышенные требования безопасности.
2. Наддувные. Их ещё называют дутьевыми или вентиляторными горелками. Это довольно сложная конструкция. Воздух к горелке подаётся вентилятором, камера сгорания в этом случае закрытая. КПД превышает 95 процентов. Печам с такими горелками не нужны громоздкие дымоходы. Печь при этом стабильно работает даже при низком давлении газа. Однако они производят много шума и энергозависимые.
3. Диффузно-кинетические. Воздух в камеру сгорания нагнетается частично, остальная часть подводится сразу к пламени.

Важно. В капитальных устройствах с высокой теплоёмкостью, при высокой мощности печи горелка способна перегреться. Рекомендуется ставить модель, устойчивую к высокому температурному режиму.

Тип розжига

Все горелки можно поделить по типу розжига:

1. Электронного типа. В них нет постоянно работающего запальника. Для работы требуется электричество. Электророзжиг является одним из самых удобных изобретений для современных отопительных агрегатов. Благодаря ему эксплуатация печей стала максимально комфортной. Электророзжиг дает возможность зажигать пламя горелки безопасно, не используя подручные средства фитили или зажигалки.
2. Горелки с пьезорозжигом. Электроэнергия не нужна.

Иногда требуются особые условия работы, например, в печи для бани ставят горелки, которые должны хорошо распределять пламя. Это рассекатели или обычные распределительные трубки. Так работают кухонные газовые духовки.

Расход топлива, проходящего через горелку может меняться в широких пределах и зависеть от ее конструкции.

Газовые форсунки для печи должны быть безопасными и энергоэффективными. Этого можно добиться, если соблюдать все технические требования. Самодеятельность в этом вопросе может только навредить. Поэтому монтаж газовых горелок должны выполнять специалисты.

Газовые горелки для печей отопления

Горелка газового котла преобразовывает химическую энергию топлива в тепловую энергию воды, которая подаётся в систему отопления и горячего водоснабжения дома. Газовые горелки для печей отопления устанавливаются в специальных устройствах, называемых котлами. Правильный выбор горелочного устройства обеспечить не только комфортную среду обитания в доме, но и его безопасность.

Процесс горения в котле

Химическая реакция внутри котла является реакцией горения между кислородом (O2), содержащимся в воздухе, и углеводородами (CHyОx) топлива, которые высвобождают энергию в виде тепла. В процессе горения образуются водяной пар (H2O) и двуокись углерода (CО2), последняя особенно опасна с точки зрения загрязнения воздуха и глобального потепления климата.

Другие продукты горения форсуночного газа также могут появляться в зависимости от типа топлива и условий горения: оксиды азота (NOx) или серы (SOx), которые несут ответственность за кислотные дожди. Окись углерода (СО), опасное ядовитое вещество, способно вызвать смерть в случае вдыхания.

Правильная регулировка устройства уменьшает количество вредных продуктов горения. Выделение CO2 уменьшается при полном сгорании газа. Для того чтобы уменьшить выбросы NOх, рекомендуется использовать правильную технологию горения, которая обеспечивается конструкцией горелочного устройства.

Устройства для отопления помещений

Они смешивают топливо и кислород и, с помощью устройства зажигания, обеспечивают его полноту сжигания, которое происходит в камере сгорания, а тепло, передаётся воде через теплообменник. Приборы управления регулируют зажигание, скорость горения, подачу топлива и воздуха, вытяжную тягу, температуру воды, давление пара и воды в котле.

Горячая вода, производимая котлом, движется за счёт естественной циркуляции по внутридомовой системе отопления всего здания. Схема отопления может включать в себя теплообменники горячей воды, установки для кондиционирования и вентиляции воздуха.

Классификация устройств

Промышленностью выпускается очень большое количество разнообразных по типу, назначению и конструкции газовых форсунок, которые строго классифицируются по виду топлива и способу подачи воздуха. Классификация по воздухоподаче:

1. Атмосферные — это горелки, в которых подача воздуха происходит естественным путём, он захватывается в трубке Вентури струёй газа по принципу инжектора.
2. Принудительные воздушные или импульсные горелки оборудованы вентилятором, обеспечивающим приток воздуха для сжигания топливовоздушной смеси, и отвод продуктов, возникающих в результате сгорания топлива.

Газовая горелка для печи в доме подразделяется по видам топлива:

1. Газовая для сжигания газообразного топлива.
2. Горелка для сжигания жидкого топлива.

Принцип работы атмосферной горелки

Газ, попадая в сопло форсунки, увеличивает свою скорость и создаёт вакуум у основания факела, который засасывает часть воздуха для горения так называемый первичный воздух, образовывая газовоздушную смесь.

Основная воздушно-газовая смесь попадает в ряд отверстий (круговые, наклонные, прямые), расположенных на одном или нескольких ярусах устройства. Смесь зажигается с помощью запальника. Дополнительный воздух, необходимый для сжигания, называемым вторичным воздухом, втягивается в пламя индукцией из-за естественной конвекции.

Самодельная газовая горелка для обогрева бытовым газом имеет процент первичного воздуха от 40 до 50%. Все части устройства (форсунки, смесительные трубки) конструктивно обеспечивают стабильное сгорание топлива без потерь. Однако у этого вида горелки отсутствует возможность ручного управления процессом горения. Процесс горения обеспечивается жёстко, конструкцией горелки и параметрами топлива.

Притом что большим преимуществом котлов, оснащённых атмосферной горелкой (мощностью до 1 МВт), является простота системы, они имеют большие недостатки:

• отсутствие аварийного отключения процесса горения при работе кирпичной печи в случае внезапного прекращения подачи топлива;
• избыток воздуха;
• плохая эффективность горения;
• значительное производство NO x.

Конструкция импульсной горелки

Она имеет более высокий КПД, по сравнению с естественными, более эффективна и сложна по конструкции. Топливная горелка состоит в основном из семи элементов:

1. Топливный насос, он подаёт в котёл топливо из бака (жидкое топливо) и оснащён регулятором давления, который возвращает излишек топлива, необходимый для сгорания.
2. Вентилятор, он обеспечивает процесс горения воздухом, необходимым для сжигания топлива.
3. Соленоидный клапан — это клапан, который работает автоматически. Он используется для подачи струи топлива в достаточном количестве для сжигания.
4. Сопла — это центральная часть горелки. Сопло позволяет очень тонко распылять топливо, чтобы способствовать его тщательному перемешиванию с воздухом, образуя топливовоздушную смесь для сжигания.
5. Топливный нагреватель, он позволяет сделать жидкое топливо, содержащееся в резервуаре, менее вязким, чтобы способствовать сгоранию. Эта начальная вязкость связана с температурой хранения в баке, а также с конкретными характеристиками топлива.
6. Электроды, они позволяют разжигать газовоздушную смесь для создания нужного пламени.
7. Головка сгорания, которая состоит из двух элементов. Кончик, который направляет пламя, и отражатель, удерживаемый пламя в печке.

Режим работы горелки можно разделить последовательно на этапы:

1. Предварительное зажигание. Включение вентилятора, который позволяет двигателю работать.
2. Розжиг. Открытие электромагнитного клапана, который направляет топливо в сопло.
3. Воспламенение. Создаётся искра, чтобы поддерживать стабильный факел горения.
4. Режим работы. Выключение запальник после стабилизации пламени.
5. Остановка. Закрытие электромагнитного клапана, выключение горелки и после 15 — 20 минут вентиляции топки с целью освобождения топочного пространства от взрывоопасных смесей, выключение вентилятора.

Форсунка для печи

Газовая форсунка для печи используется для сжигания газообразных топлив, таких как газ. Они доступные в качестве атмосферных или импульсных горелок. При сравнении двух систем, особенно горелки воздуходувки, обеспечивают очень чистое и эффективное сгорание газовых продуктов во всех диапазонах мощности путём точного управления подачей топлива и воздуха для горения.

В современных и компактных нагревателях в настоящее время используются в основном плоские горелки, в которых пламя распределяется по нескольким соплам на большей площади. Рука оператора делает сгорание особенно эффективным, а также более чистым из-за более низкой температуры. Особенно благоприятным и чистым является так называемое каталитическое горение, при котором газ вступает в химическую реакцию окисления на поверхности катализатора с кислородом из воздуха. Этот процесс не требует обычного зажигания и характеризуется очень низкой температурой пламени.

Устройство для сжигания жидкого топлива

Эти горелки используются для сжигания жидкого топлив, таких как мазут с низким содержанием серы, солярки или биотоплива. В отличие от газа, этот вид топлива должен быть распылён до газового состояния. Если это не сделать, крупные капли мазута попадут в камеру сгорания.

Они не смогут сгореть полностью, вызовут образование сажи, которая осядет на теплообменнике и уменьшит полезную нагревающую поверхность котла. Эти горелки в своё время предлагали процесс горения под наддувом, в качестве воздуходувных горелок, благодаря чему необходимый воздух механически подавался к точке горения. В соответствии с цветом пламени проводится различие между так называемыми жёлтыми и синими горелками.

В то время как жёлтые горелки распыляют жидкое топливо, синие горелки используют часть тепла сгорания для полного испарения мазута. Таким образом, образуется меньше сажи, и сгорание происходит при более высоких температурах — отсюда и синий цвет.

Поскольку чистое сгорание всегда зависит от достаточной пропускной способности жидкого топлива и его достаточного количества, использование таких горелок в быту ограничено по сравнению с газовыми.

Система безопасности газового оборудования

Система безопасности позволяет непрерывно контролировать пламя горелки. Этот контроль обеспечивается либо светочувствительной фотоячейкой, создаваемой пламенем, либо фотоэлементом, чувствительным к световому излучению. Система автоматически предупреждает пользователя в следующих случаях:

• пламя не появляется при подаче топлива;
• обрыв факела во время горения;
• не работает горелка.

Благодаря этой системе управления котёл не имеет несгоревшего топлива, которое может вызвать взрыв газовоздушной смеси в топке котла. Для обеспечения надёжной и безаварийной работы котла горелка должна выполнять такие функции:

• зажигание топлива;
• автоматическая подача и обработка топлива;
• подача воздуха для горения;
• полнота сгорание топлива;
• регулирование мощности.

Устранение неисправностей

Наличие котла дома приносит много преимуществ, но также имеет ряд недостатков, а пользователь не всегда знает, как правильно поступить. Неисправности котла являются общими для многих типов. Важно своевременно определить причину этих неисправностей, прежде чем вызывать аварийную службу. Список наиболее распространённых и наиболее вероятных неисправностей.

Прежде всего, если котёл не запускается, нужно проверить узлы схемы:

• напряжение в сети;
• неисправность переключателя или двигателя вентилятор котла;
• повреждённые кабели котла;
• ложные контакты срабатывания автоматики или пусконаладочной аппаратуры;
• наличие воды, запитанный ли газовый котёл до минимально необходимой отметки, указанной производителем оборудования.

Если отказ котла не вызван какой-либо из этих проблем, следующий порядок действия:

1. Обратить внимание на шумы, производимые котлом, потому что они часто являются первыми свидетелями разрушения. Они могут быть также из-за горячей воды, попавшей внутри топки либо из-за присутствия воздуха в отопительной системе из-за забитых воздуховодов.
2. Разрыв труб. Он обычно возникает из-за проблем с заклинивания клапана подпитки котла, различных накипеобразующих отложений в котле или неисправности систем отвода конденсата.
3. Отказы из-за превышения показания давления и температуры, их соответствующие датчики могут вызывать срабатывания, например, из-за поломки термометра или, наоборот, что особенно опасно в результате реального перегрева котла.
4. Отопительные контуры не работают, возможно, плохое качество питательной воды и накипеобразование в трубах котла.
5. Возникновение проблемы с горелкой (обрыв пламени, накопление газа вызывает детонацию и взрыв).

В случае некоторых из этих проблем, главным образом давления или температуры, монитор устройства контроля за работой котла, отображает сообщение об ошибке, затем система выключается и автоматически перезапускается. Если после перезапуска проблема остаётся, лучше всего позвонить специалисту для устранения неисправности. Следует, однако, отметить, что большинство из этих отказов можно избежать.

Лучшей профилактикой является проверка, техническое обслуживание и ежегодная очистка котла, обычно выполняемая специалистом. Это предотвратит засорение и разрыв труб. Профилактика лучше, чем восстановление, и простой ежегодный осмотр позволит сохранить оборудование и здоровье пользователей, от возможных аварийных ситуаций.

Самые эффективные устройства 2018 года

Наиболее эффективные сертифицированные котлы и газовые горелки в этом году:

1. Серия Bosch Greenstar. Котёл является небольшим, очень тихим, экологически чистым и использует экономичную технологию конденсации, обеспечивающую рейтинг AFUE 95%. Greenstar выпускается в двух моделях — combi для пространственного и безточечного нагрева воды или обогрева помещения, который может использоваться с резервуарами для ГВС. Он оснащён теплообменником с 5 — летней гарантией.
2. Серия Брэдфорд Уайт Брут Элит. Котёл с 95% эффективностью имеет конденсационный многопроходный теплообменник из нержавеющей стали с усовершенствованной системой модуляции. Инновационные конструктивные особенности упрощают установку Brute Elite как в новых, так и в существующих системах отопления.
3. Bradford White Brute Elite 125 Series. Настраиваемые модели на основе combi, только для обогрева, эффективны на 95% с помощью блока combi, обеспечивающего отопление и горячую воду из одной установки. Требуется только одно газовое соединение, одна вентиляционная система и встроенный расширительный бак и котельный насос, обладает хорошей доступностью для ремонта.
4. Серия Buderus GB142. Конденсационный газовый котёл. Использует современную технологию конденсации с AFUE на 95%, настенный конденсатор Boer Buderus GB142 максимизирует теплотворную способность каждого м3 природного газа или сжиженного пропана.
5. Boiler Alpine Series. Это природный или сжиженный газовый конденсационный водогрейный котёл с теплообменником из нержавеющей стали. Оборудованный системой управления котлом Sage2. 1 TM, поддерживающей несколько скоростей обжига также оснащён наружным сбросом и сенсорным интерфейсом.
6. Carrier BMW Performance Series. 95% AFUE. Нержавеющая сталь. Модулирующий конденсационный котёл оснащён уникальным вертикально ориентированным теплообменником из нержавеющей стали, соотношением от 5 до 1, компактной конструкцией с малым весом, компактным настенным креплением, первичным и вторичным трубопроводом, с гарантией на 15 лет.

Ознакомившись с устройством и принципом работы газовых горелок и популярными моделями, можно без труда выбрать именно то, что подходит для ваших нужд.