Газовые горелки для котлов – классификация, преимущества, недостатки и выбор

Отопительные газовые котлы имеют сложное строение. В их конструкцию входят камеры сгорания, газовые горелки для котлов, они оборудуются автоматикой. В составе двухконтурного оборудования присутствуют еще и бойлеры, подогревающие воду для хозяйственных нужд. Вне зависимости от торговой марки и модели газового котла, наиболее важной его частью является горелка. От нее во многом зависит эффективность работы всей отопительной системы дома, а также экономия топливных ресурсов.

Классификация газовых горелок

В устройстве, называемом газовой горелкой, происходит процесс смешивания подаваемого газа и всасываемого или нагнетаемого воздуха с последующим сжиганием горючего состава в камере сгорания. Она может работать в условиях магистрально подающегося газа, а также от баллона или специального резервуара. Сам процесс зависит от особенностей горелки и возможностей ее настройки под определенные условия.

В зависимости от способа поступления воздуха, газовые горелки подразделяются на два вида:

• атмосферные – воздушно-газовая смесь получается за счет естественного всасывания воздуха из окружающего пространства и смешивания его с подаваемым газом;
• наддувные, использующие в работе вентилятор, принудительно нагнетающий воздух;
• комбинированные.

В первом случае говорится о котлах с открытыми камерами сгорания, а во втором – с закрытыми. Также газовые горелки для котлов отопления имеют разный тип регулирования мощности:

• одноступенчатый – наиболее простой и доступный;
• двухступенчатый – с двумя автоматически переключающимися режимами работы;
• плавно-двухступенчатый – с мягкой регулировкой пламени между двумя ступенями;
• модулируемый – наиболее эффективный и надежный, имеющий точную и быструю регулировку в зависимости от изменения температурного режима теплоносителя. Отличается высокой стоимостью.

На что обратить внимание при выборе

При покупке следует учитывать условия эксплуатации отопительного оборудования, особенности его работы и возможности технического обслуживания. Размеры газовой горелки должны находиться в соответствии с габаритами топки котла, иначе вместо надежности и долговечности можно будет получить прожженную камеру сгорания.

Каждая из горелок имеет свои особенности, благодаря которым выбирают ту или иную модель для каждого конкретного случая.

Определенное значение при выборе газовой горелки имеет:

• производитель;
• характеристики;
• модель;
• стоимость;
• совместимость оборудования.

Рекомендуется заранее взвесить все положительные и отрицательные стороны, иначе горелка окажется малоэффективной.

Атмосферные горелки

Данная конструкция представляет собой перфорированную трубку профильного сечения, в которую подается газ. В трубке создается пониженное давление, за счет чего происходит всасывание внутрь нее воздуха непосредственно из помещения, где расположен котел. В результате образуется горючая субстанция, поддерживающая процесс горения после розжига фитиля с помощью пьезо-, либо электрического элемента. Такие горелки имеют еще одно название – инжекционные.

Атмосферные горелки довольно часто называют газовыми горелками, предназначенными для отопительных котлов, укомплектованных открытыми камерами сгорания.

Рассматриваемый вариант газовых горелок великолепно подходит для домов небольшой площади, до 100кв. метров. Атмосферная газовая горелка для котла, как правило, дешевле наддувных аналогов. Но стоимость современных моделей с автоматикой высока.

Преимущества

Атмосферные горелки получили широкое распространение у владельцев частных домов. К их положительным характеристикам относят:

• бесшумность;
• компактность;
• независимость большинства моделей от подачи электроэнергии;
• надежность, благодаря конструктивной простоте;
• малые эксплуатационные расходы;
• демократичная цена.

Недостатки

О слабых сторонах можно сказать следующее:

• малая мощность;
• низкий КПД (не более 90%);
• чувствительность к частым перепадам давления подаваемого газа (необходимость установки дополнительной автоматики, в частности, реле контроля, реагирующее на изменения давления);
• поддерживание высокого уровня чистоты помещения, где располагается котел, во избежание засорения горелки пылью.

Скачки давления могут привести к прогоранию сопла газовой горелки при сниженной подаче газа, либо к прожиганию теплообменника при излишней высоте пламени.

Наддувные горелки

Для работы с котлами, оборудованными закрытой камерой сгорания, предназначены наддувные, или дутьевые, горелки. Воздух здесь нагнетается принудительно вентиляторами. В этом случае появляется дополнительная возможность гибкого регулирования мощности потока газовоздушной смеси, в связи с чем, появляется реальное достижение высоких показателей КПД.

Наддувные горелки имеют более сложную конструкцию. Примечательно, что воздух в данное устройство подается частями, но смешивается он с газом практически мгновенно. Газовые котлы, в свою очередь, также имеют свои отличия от тех, которые работают в паре с атмосферными горелками.

Схематично котел представляется собой вставленные друг в друга бочки разного диаметра и глубины таким образом, что их дно находится вверху. Между стенками циркулирует теплоноситель, подогревающийся от факела горелки сразу с нескольких сторон – сверху и по бокам. Подобная конструкция обеспечивает высокую производительность оборудования.

Существенным отличием дутьевых горелок от атмосферных является то, что первые считаются не составной частью котлов, а дополнительным оборудованием, которое приобретается отдельно.

Современные наддувные горелки в обязательном порядке оснащаются автоматикой, обеспечивающей бесперебойную и надежную работу отопительного оборудования. Внешне они выглядят как блок, внутри которого находится сама горелка со встроенным электровентилятором.

Рассматриваемые устройства подразделяются на:

• вихревые, оборудованные круглыми выходными отверстиями. Обеспечивают мощный приток воздуха и стабильное горение;
• прямоточные, подающие горючую смесь через выходные отверстия, имеющие различную форму (круг, щель, прямоугольник).

Преимущества

Следует справедливо отметить, что наддувные газовые горелки:

• безопасны – процесс сгорания происходит в изолированном пространстве;
• высокопроизводительны и высокоэффективны, благодаря своим конструктивным особенностям, КПД составляет около 95%;
• малочувствительны к перепадам давления – понижение показателя компенсируется наличием вентилятора;
• экологичны;
• имеют возможность замены на другие виды горелок.

Недостатки

Не так легко встретить оборудование, лишенное недостатков. У дутьевых горелок они также присутствуют:

• наличие шума при работе диктует необходимость установки котла в отдельном помещении;
• зависимость от электроэнергии требует присутствия в системе ИБП;
• объемные габариты делают невозможным монтаж отопительного оборудования в помещениях малой площади;
• высокая стоимость устройства препятствует использованию его всеми категориями потребителей.

Комбинированные горелки

Выпускаются для комбинированных отопительных котлов, способных работать как на газе, так и на жидком топливе (мазуте, солярке). Такие устройства не требуют замены в случае перехода с одной горючей смеси на другую. Но сам процесс переключения является достаточно сложным и требует присутствия профессионала.

Рассматриваемые горелки полностью автоматизированы, что сводит к минимуму человеческий фактор. В них есть функции управления мощностью пламени, режимом горения и другими не менее полезными процессами.

Комбинированные горелки не приобрели популярность среди домовладельцев в связи со сложной конструкцией и высокой ценой, в сочетании с низким КПД.

Правильный уход – залог долговременной эксплуатации

В процессе работы газовая горелка нуждается в своевременной очистке от сажи. Она появляется в процессе эксплуатации и при большом скоплении может привести к внезапному воспламенению. Избежать неприятностей поможет плановый осмотр оборудования и регулярное техобслуживание отопительного прибора и газовой горелки.

При самостоятельной очистке рекомендуется ознакомиться с прилагаемыми инструкциями, входящими в комплектацию. Но более благоразумным решением станет обращение к специалистам, которые имеют опыт в данной сфере. В этом случае работы пройдут намного быстрее и качественнее, с наименьшим количеством грязи.

Обзор газовых горелок для котлов

19 августа 2021 в 18:19

Газовая горелка — один из ключевых элементов котельного агрегата. Её выбор определяет функционирование котельного агрегата, его себестоимость и КПД. На рынке сейчас представлено большое разнообразие горелок. Чтобы выбрать нужный вариант, следует разобраться, как они работают и чем различаются одна от другой.

Устройство и предназначение

Газовые горелки, устанавливаемые в котлах, представляют собой устройства, в которых смешиваются газ и кислород, необходимые для горения. Состав направляется к выходным соплам, и там поджигается от искры либо пьезоэлемента. Таким образом появляется устойчивое направленное пламя.

Дальнейшая основная задача — поддержание стабильного горения смеси. Кроме того, в современных моделях имеется интегрированные элементы автоматики, которые при появлении внештатной ситуации отключают работу горелки, что увеличивает безопасность эксплуатации котла.

В конструкции часто имеются специальные функциональные части, дающие возможность произвести работу в безопасном режиме и автоматизировать ее. Например, благодаря встроенной автоматике в случае неисправности устройство может самостоятельно отключиться.

Конструктивно газовая горелка — относительно простое устройство, и её использование не связаны со значительными трудностями. Она включает в себя корпус, форсунку, регулятор топлива, механизм розжига, элементы автоматики, датчик наличия пламени.

Требования, предъявляемые к горелкам

1. Бесперебойное обеспечение требуемого температурного режима для прогрева теплоносителя до нужного состояния;
2. Безопасная и надёжная работа. Устройство должно устойчиво функционировать, не допускать отрыва факела при изменении нагрузки в штатном интервале;
3. Полное сжигание кислородно-газовой смеси;
4. Как можно меньшее выделение вредных продуктов сгорания при работе устройства;
5. Низкий уровень шума. Это требование особенно важно для использования в быту, когда котёл расположен в жилом или смежным с ним помещении;
6. Длительный срок службы;
7. Наличие автоматической системы. При перебоях пламени автоматика должна блокировать подачу топлива;
8. Экономичность в работе — тепловые потери должны быть

Классификация горелок по способу подачи воздуха

Существует три вида данного оборудования, которые отличаются между собой по методике получения кислородно-газовой смеси:

• Атмосферные. В них главным элементом является эжектор, через который проходит газ. В нём образуется зона низкого давления, куда засасывается наружный воздух. Основными преимуществами этих устройств является простота конструкции, малые габаритные размеры, малошумная работа, невысокие цены, возможность установки и переоборудования под эту горелку твердотопливного котла. Недостатки — невысокий КПД (89-93 %, поэтому атмосферные горелки, как правило, применяются в быту для отопления небольших помещений) и разрежение воздуха;
• Вентиляторные (дутьевые). У них принцип работы и конструктив более сложные. Устанавливаются в котлах с закрытой камерой сгорания. В данном случае воздух нагнетается не за счёт разности давлений, а принудительно — при помощи встроенного вентилятора. Поэтому появляется возможность регулирования мощности потока кислородно-газовой смеси. Другие преимущества — отсутствие ограничений по мощности, повышенная безопасность из-за наличия закрытой камеры сгорания (это исключает попадание продуктов сгорания в помещения из-за обратной тяги), высокий уровень автоматизации, отсутствие чувствительности к перепадам давления. Имеются и недостатки: шумная работа, относительно высокая цена, необходимо подключение к электроснабжению из-за наличия в системе вентилятора.
• Диффузорно-кинетические. По принципу подачи воздуха они представляют собой нечто среднее между атмосферными и вентиляторными. Воздух в камеру сгорания подаётся определёнными порциями через специальные диффузоры по мере сгорания топлива. Таким продуманным подходом достигается максимально возможный коэффициент полезного действия. Недостаток – высокая цена.

Классификация по типу регулировки

По регулированию различают следующие типы газовых горелок:

• Одноступенчатые. Принцип их действия состоит в автоматическом перекрытии газового клапана после нагрева теплоносителя до заданной температуры. Горелка при этом временно перестаёт функционировать.После остывания теплоносителя до нижнего уровня газовый клапан снова открывается, и устройство возобновляет работу.Такие горелки автономны, им не требуется электроснабжение. Они надёжны, но при таком режиме происходит большой расход топлива.
• Двухступенчатые. Предусмотрено два рабочих режима. Вначале горелка функционирует на 30 или 40 % мощности (в зависимости от модели). После достижения определённого температурного состояния теплоносителя и открытия газового клапана происходит переход на полноценное (100 %) теплоснабжение. Осуществляется точное регулирование движения газового топлива. Преимущества – непрерывное горение, полный нагрев теплоносителя на максимальную температуру. Но для этого требуется продуманная автоматика, которая может удорожить использование системы, при этом осуществляя необходимый контроль;У двухступенчатых плавно управляемых газовых горелках также существуют два основных режима функционирования. Но у них переход с одного рабочего режима в другой происходит значительно более плавно, чем в предыдущем варианте, без резких переключений.

Соответственно, обеспечиваются экономичный расход газа, универсальность по отношению к типу котла, возможность регулирования температуры теплоносителя относительно проектных значений.При этом необходимо подключение к системе электроснабжения.

• Модулируемые горелки. У атмосферных котлов они могут изменяться по тепловой мощности. Это наиболее экономичный вариант. По способу модуляции они подразделяются на механическую, пневматическую и электрическую. Электрическая модуляция предоставляет возможность более высокоточного регулирования основных параметров. Такие горелки считаются наиболее продвинутыми с точки зрения автоматики, являются универсальными, сильно экономится тепловая мощность за счёт продолжительности работы.

Функционирование универсальных котлов с газовыми горелками

Твердотопливные котлы нынешнего поколения также способны работать с газовыми горелками вентиляторного типа.

В них перемешиваются природный газ и обогащённый кислородом воздух. После этого данная смесь в форсунке поджигается и разгорается факельное пламя.

На рынке представлены котлы с возможностью комбинированного использования природного газа и дизельного топлива, так как физика сгорания этих веществ очень близка. Но газ эффективнее нагревает теплоноситель, а твёрдое, и особенно жидкое топливо способствует горизонтальному распространению тепловой энергии. Поэтому больше прогреваются стенки котла. Это со временем может привести к преждевременному выходу оборудования из строя при недостаточной производительности по нагреву теплоносителя.

Поэтому при существующей возможности установки газовых горелок в котлах с другим типом топлива, лучше их эксплуатировать в газовых агрегатах.

Типы горелок газового котла

Горение, как физический процесс, не возможен без поступления (доступа) кислорода, а проще воздуха к месту горения. Кроме кислорода, газ необходимо равномерно распределять по определенной площади, обеспечивая равномерное горение на этой площади.

Именно эти задачи в газовом котле выполняет горелка, а именно газ равномерно растекается по горелке и выводится наружу, через сопла, где смешивается с воздухом и горит, нагревая теплообменник котла.

Типы горелок в газовом котле

В зависимости от способа поступления воздуха в камеру сгорания котла, различают следующие типы горелок:

• Атмосферные газовые горелки (работают в открытых камерах сгорания);
• Принудительные газовые горелки, они же надувные (работают в закрытых камерах сгорания).

Атмосферные газовые горелки газовых котлов

Атмосферная газовая горелка стоит в котлах с открытой камерой сгорания. По типу работы очень похожи на простую газовую плиту: газ поступает в горелку и горит при смешивании с поступающим из комнаты воздухом.

Положительные черты атмосферной горелки, это простота конструкции и бесшумная работа. Недостатки, низкий КПД (до 90-93%) и разрежение воздуха в комнате. Именно по этому, такие котлы ставятся в специально оборудованных комнатах, топочных, которые оборудуются по специальным правилам.

Есть несколько нюансов, в использовании атмосферных газовых горелок импортного производства.

По стандартам ЕС в магистралях должно быть стабильное давление газа не ниже 150 атмосфер. В России эти стандарты аналогичны, но могут падать в зимний период и подниматься весной. Такие перепады давления приводят к прогоранию горелки зимой, и прожигу теплообменника летом. Это значит, что в районах с нестабильным давлением газа лучше использовать надувные горелки, работа которых не зависит от давления газа.

Вентиляторные горелки газового котла

Вентиляторные или наддувные горелки, работают за счет поступления воздуха с улицы, при помощи вентилятора. Работа вентилятора регулируется. Горелки с внешним поступлением воздуха работают стабильно при любом давлении газа, для таких котлов не нужно делать вертикальные дымоходы, достаточно коаксиального дымохода, КПД таких котлов близко к 95%. Правда работают они шумно и стоят в 2 раза дороже атмосферных горелок.

Стоит отметить, что вентиляторные горелки, навешиваются на котел. Это дает возможность менять горелку и переходить с газа на жидкое топливо.

Типы газовых горелок по регуляции горения

Для регулирования горения разделяют:

• Одноступенчатые горелки;
• Двухступенчатые горелки;
• Горелки модулирующие.

В модулирующих горелках происходит автоматическое изменение мощности горелки в зависимости от нужного тепла на выходе.

Двухступенчатые горелки позволяют работать в двух режимах, слабого и повышенного потребления.

Комбинированные газовые горелки

Технологии не стоят на месте и на рынке уже есть комбинированные горелки для газа и жидкого топлива. Как и любая новая технология, комбинированная горелка стоит на порядок дороже.

Монтаж газовой горелки

Газовую грелку достаточно легко можно демонтировать и монтировать в котел. Располагается она внизу камеры сгорания, вставляется в отдельное отверстие, к газовой трубе присоединяется накидной гайкой, а на корпусе закрепляется винтами.