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.

Популярные модели

Обычно газовые горелки производятся специализированными заводами и после поступают на предприятия по сборке котлов. Это обеспечивает унификацию и повышает ремонтопригодность котельного оборудования. Распространенные отечественные модели:

• КЧМ . Оборудована тремя каналами форсунок и предназначена в основном для установки на котлах «Контур». Часто используется для переоборудования твердотопливных котлов с возможностью комбинированного использования в качестве топлива газа и угля. Крепежная пластина, на которой закреплена горелка, обеспечивает простой монтаж/демонтаж. Регулировочная гайка для заслонки и жиклер располагается на внешней стороне, позволяя без демонтажа проводить начальную настройку.
• «Очаг» . Горелка с широким полем сгорания предназначена для котлов средней и высокой мощности. Снабжена механическим блоком управления и контроллером давления газа для полностью автоматической работы оборудования.
• «Купер» . Универсальная горелка, способная работать на газу, жидком топливе и предусматривающая установку в твердотопливных котлах в качестве запасного варианта. В числе достоинств компактный размер и удобная монтажная пластина, для установки без дополнительных слесарных и тем более сварочных работ.
• УГОП-П . Атмосферная газовая горелка, часто встречающаяся в отечественных котлах отопления. В числе особенностей, простота конструкции и ремонтопригодность. Однако надежность остается под вопросом, достаточно высокая чувствительность к чистоте подаваемого воздуха и газа.

Из зарубежных производителей выбор предстоит между:

• Buderus
• Lamborghini
• Weishaupt
• Cib Unigas

Основу ассортимента представляют вентиляторные горелки моноблочного типа мощностью до десятков мегаватт. Для частного дома интерес вызывают модели с тепловой мощностью до 100 кВт, которые устанавливаются на имеющиеся котлы отопления вместо старых горелок. Таким образом, без замены всего котельного оборудования получается повышение мощности и существенное улучшение эксплуатационных характеристик.

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.

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

Горелка атмосферная -- горелка с предварит, смешением газа с частью воздуха; относится к классу эжекционных горелок, работающих при атм. давлении или разрежении в топке до 20 Па. Г.а. состоит из газового сопла, эжекц. смесителя, головки с большим числом отверстий и регулятора первичного воздуха. Предварит, смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения и наз. первичным, осуществляется в эжекц. смесителе, куда первичный воздух эжектируется струей газа. Оттуда смесь с равномерными полями концентраций топлива и окислителя под избыточным давлением поступает в головку Г.а. Из нее газовоздушная смесь истекает через отверстия со скоростью, обеспечивающей устойчивое горение. Часть воздуха, необходимая для полного сгорания газа и наз. вторичным воздухом, поступает к пламени непосредственно из окружающей среды за счет диффузии и эжектирующего действия истекающих струй. Пламя горелки имеет 2 конуса: внутр. ярко очерченный, зелено-голубого цвета и внешн., имеющий нёск. размытые контуры и бледно-фиолетовый цвет. Во внутр. конусе выгорает та часть газа, к-рая обеспечена первичным воздухом (газсгораеткинетич.пламенем).

Внешн. конус представляет собой пламя диффуз. типа. Г.а. работает с коэфф. первичного воздуха а1 - 0,45...0,7. Для обеспечения полного сгорания газа в зависимости от условий работы атмосферной горелки коэфф. избытка воздуха колеблется в пределах 1,3--1,8. Головка обычно представляет собой коллектор с большим числом выходных отверстий. Конструкция головок конфорочных горелок газовых плит соответствует посуде, к-рая устанавливается на них, а горелок иодонагревателей, кипятильников, котлов и т.д. -- габаритам топок этих агрегатов и условиям работы в них. Головка атмосферной горелки расположена в топке так, чтобы к ней были обеспечены подвод необходимого вторичного воздуха, норм. развитие конуса пламени и отвод продуктов сгорания газа. Высоту топочной камеры проектируют такой, чтобы внутр. конус пламени не соприкасался с холодными поверхностями нагрева, т.к. это приводит к хим. неполноте сгорания газа и к появлению в продуктах сгорания оксида углерода (СО).

Высота внутр. конуса пламени зависит от состава газа, коэфф- первичного воздуха, скорости выхода газовоздушной смеси и диаметра выходных отверстий. Для обеспечения стабильного разрежения в плоскости головки Г.а., ус-тановл. в топках агрегатов, оборудуют тя-гопрерывателями (см. Тягопрерыватель). Достоинства Г.а.: простота конструкции и надежность работы, возможность работы при низком давлении газа; отсутствие необходимости в подаче воздуха под давлением; устойчивая работа в широком диапазоне изменения тепловой мощности; бесшумность. Г.а., как правило, работают на газе низкого давления и применяются в бытовых газовых аппаратах (плитах, водонагревателях), в тепловых установках обществ, питания (ресторанные плиты, кипятильники), в лабораторной практике, в чугунных отопит, котлах и сушилках.

Конфорочная горелка стола газовой плиты ПГЧ-К модель 1445 предназначена для сжигания природных и сжиж. углеводородных газов, снабжена вертик. литым смесителем, на к-ром имеется резьба под накидную гайку для соединения с газопроводом плиты и установки сопла.В ней предусмотрено 2 ряда отверстий с размерами и шагом, предотвращающими слияние языков пламени. Верхний ряд отверстий -- осн., нижний--для создания стабилизирующего пламени (для повышения устойчивости горения).

Горелка газовых проточных водонагревателей ВПГ-18 имеет повыш. эжекц. способность, предназначена для сжигания природных и сжиж. углеводородных газов. Имеет 2 эжекц. трубки, к-рые присоединены к общему распределит. коллектору. Газ в каждую эжекц. трубку подают через сопло с тремя отверстиями. Такая конструкция позволяет сократить размеры эжекц. смесителя и одновременно увеличить коэфф. первичного воздуха <х до 0,75. К распределит, коллектору присоединена головка горелки, состоящая из 13 трубок с щелевыми отверстиями, располож. вдоль продольной оси по краям каждой трубки в 2 ряда. Щели для выхода газовоздушной смеси образованы за счет вырезов в стальных пластинах, вставляемых в верхнюю часть трубок. Стальная пластина обеспечивает необходимую термостойкость горелки. Устойчивость горения в отношении отрыва обеспечивается малыми скоростями истечения газовоздушной смеси из отверстий и взаимным поджиганием факелов, а в отношении проскока -- докритической шириной щели. Эти горелки могут использоваться в кипятильниках, дистилляторах, варочных котлах и др. установках с близкой тепловой мощностью.

Эжекц. горелка ГГИ предназначена для сжигания природного и сжиж. углеводородных газов в топках ресторанных плит, пищеварочных котлов, хлебопекарных печей, сушилок и др. газоиспользу-ющих агрегатов, работающих под разрежением. Разработаны 3 газогорелочиых блока: ГГИ-2 с одной, ГГИ-4 с двумя, ГГИ-б и ГГИ-10 с тремя горелками. Особенность ее в том, что головка имеет не коллектор с большим числом отверстий, а конич. трубку с одним отверстием большого диаметра. В результате значит, удлиняется пламя горелки. Из-за разрежения в топке вторичный воздух по кольцевому каналу между головкой и спец. кожухом поступает к корню факела. У горелки предусмотрена возможность регулирования кол-ва первичного и вторичного воздуха. Устойчивость горения обеспечивается подачей первичного воздуха с а -0,5,т.е. образованием негорючей смеси. При этом предотвращается проскок пламени, а отрыв невозможен ввиду того, что скорость истечения газовоздушной смеси не превышает скорости распространения пламени. Групповая эжекц. горелка низкого давления используется для сжигания природного газа в топках чугунных котлов (типа "Универсал", "Энергия", "Тула" и т.п.). Она состоит из газового коллектора, к к-рому приварены патрубки, имеющие по 3 отверстия. На каждом патрубке вертикально крепится смеситель. В его верхней части установлены кольцевой стабилизатор и крышка со щелевыми отверстиями для выхода газовоздушной смеси. Расстояние между смесителями -- 230, длина смесителя -- не более 240, диаметр -- 50 или 60 мм. Вторичный воздух поступает к корню факела через канал между шамотными кирпичами и смесителем. Длина факела при <х - 0,4 -- около 0,6 м. Диапазон устойчивой работы горелок по давлению 100--2000 Па, номин. давление -- 1000 Па. Для топок продольной формы разработаны горелки эжекц. многофакельные ГИ-Н 8 типоразмеров с номин. тепловой мощностью 17--105 кВт, работающие в диапазоне давлений 350-- 1500 Па, и ГКС с тепловой мощностью 19--60 кВт и рабочим давлением в диапазоне 50--1800 Па (для природного газа). Эти горелки работают с коэфф. первичного воздуха, равным 0,4--0,6.

24 . Эксплуатация газоиспользующих установок. Розжиг газоиспользующих установок

Приступая к приему газа в газопровод, проверяют, закрыты ли задвижки газопровода к агрегату (котлу) и задвижки (вентили, краны) газовых горелок, после чего открывают свечу в конце газопровода. Затем открывают задвижку на газопроводе и пускают газ, наблюдая по манометру за его давлением. После того как из свечи пойдет газ, закрывают ее вентиль (кран), в течение 10 ч 15 мин вентилируют топку и газоходы котла, регулируют тягу так, чтобы разрежение вверху топки было равно 20 ч 30 Па (2 ч 3 мм водяного столба).

Розжиг смесительных горелок (с принудительной подачей воздуха) должен производиться следующим образом: проверяют закрытие кранов перед горелками, закрывают воздушную заслонку, открывают кран у переносного запальника и зажигают выходящий из него газ. Затем запальник вводят в топку и его пламя подносят к выходному отверстию горелки; медленно открывают газовый кран перед горелкой и после зажигания газа, выходящего из горелки, запальник вынимают из топки и вешают на место.

Если газ не загорелся или, будучи зажжен, погас, необходимо закрыть кран перед горелкой, прекратив подачу газа, провентилировать топку и газоходы в течение 10 ч 15 мин, открыв воздушную заслонку. Только после этого можно снова приступить к розжигу горелки.

Если же зажигание горелки прошло успешно, несколько приоткрывают воздушную заслонку на воздухопроводе и регулируют пламя так, чтобы оно не было коптящим и чтобы излишний воздух не отрывал факел от горелки. Затем понемногу открывают газовый кран перед горелкой и постепенно воздушной заслонкой прибавляют воздух, добиваясь нормального горения газа: пламя должно быть устойчивым, некоптящим (прозрачным) и не отрывающимся от горелки.

При отрыве пламени следует уменьшить подачу воздуха, при длинном коптящем пламени надо убавить подачу газа. Во избежание отрыва пламени из-за чрезмерного избытка воздуха увеличивать нагрузку следует прибавлением вначале подачи газа, а затем подачи воздуха, а снижать нагрузку надо уменьшением вначале подачи воздуха, а затем подачи газа.

При наличии у котла нескольких горелок зажигание их производится последовательно, в таком же порядке.

Если при растопке погаснут все горелки, следует немедленно прекратить подачу газа к ним, убрать из топки запальник и провентилировать топку и газоходы в течение 10 ч 15 мин. Только после этого можно повторно зажигать горелки.

Порядок розжига инжекционных горелок среднего давления с пластинчатым стабилизатором горения несколько отличается от порядка розжига смесительных горелок и заключается в следующем: после проверки закрытия кранов перед горелками открывают регуляторы первичного воздуха, проверяют давление газа перед кранами горелок, открывают газовый кран перед переносным запальником, который зажженным вводят в топку, подводя пламя к выходному отверстию горелки. Затем открывают кран перед горелкой (примерно наполовину) до появления ясно слышимого шума от истечения газа, который и должен загореться.

В процессе регулирования инжекционной горелки надо следить, чтобы пламя не проскакивало в горелку, особенно при снижении ее нагрузки. В этом случае горелку выключают, и после остывания ее снова включают в работу. При появлении сильных пульсаций в топке уменьшают подачу газа.

Аналогичным образом зажигают остальные горелки, после чего закрывают кран переносного запальника, вынимают его из топки и вешают на место.

Зажигая газовые горелки, не следует стоять напротив отверстий-гляделок (растопочных люков), чтобы не пострадать от случайно выброшенного из топки пламени. Обслуживающий персонал должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты.

Запрещается:

• - разжигать в топке погасшие горелки без предварительной вентиляции топки и газоходов агрегата (котла);
• - зажигать газовый факел от соседней горелки или от раскаленной кладки топки.

Розжиг топок котлов (установок), оборудованных автоматикой регулирования процесса горения и автоматикой безопасности или комплексной автоматикой, должен производиться в соответствии с требованиями производственных инструкций по их пуску, настройке и эксплуатации.

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.

Газовая горелка представляет собой один из основных элементов отопительного котла, работающего на природном газе. Данное устройство является системой, где осуществляется перемешивание непосредственно самого газа с воздухом. В дальнейшем, готовая смесь по определенному направлению и в строго заданном количестве поступает в камеру сгорания.

Стоит сразу отметить, что устроена эта деталь не слишком сложно, однако у нее есть целый ряд немаловажных тонкостей. Если ими пренебречь, то добиться качественной работы отопительного котла в дальнейшем будет весьма проблематично.

Не случайно, именно от разновидности газовой горелки зависит выбор котла, причем совершенно не важно, какой он – бытовой или промышленный. Необходимо помнить, что самостоятельная настройка горелки категорически запрещена , так как в ее конструкцию входят специальные датчики, оказывающие непосредственное влияние на стабильность функционирования котла.

Горелка оказывает непосредственное влияние на коэффициент полезного действия всей отопительной системы. По этой причине выбирать ее следует как можно более ответственно. Экономить здесь не стоит, так как некачественная деталь будет вызывать слишком большой расход топлива.

Соответствие требованиям

Как было уже сказано выше, в горелке природный газ перемешивается в воздухе, а полученная смесь сгорает. В результате воздействия высокой температуры запускается химическая реакция, продуктами которой становятся углекислый газ и вода.

Конечно, весь процесс сопровождает выделение приличного количества тепловой энергии, которая расходуется на подогрев , расположенного в . Это еще один ключевой узел Все продукты, полученные в процессе горения, поступают в и выводятся за пределы помещения.

Это довольно опасный предмет, поэтому к нему предъявляется ряд определенных требований, чтобы сделать работу отопительного котла максимально безопасной.

Требования в данном случае следующие:

1. Конструкция должна быть как можно проще , так как это в значительной степени позволяет увеличить степень надежности данного элемента.
2. Горелка обязательно должна издавать минимальное количество шума. Дело в том, что газовые котлы обычно устанавливаются непосредственно в жилом доме, где данный показатель играет немаловажную роль.
3. Чем дольше будет срок службы детали, тем лучше.
4. Если конструкция котла предусматривает использование различных видов топлива , то горелку лучше приобретать универсальную. Здесь смотрят, чтобы она с легкостью переключалась с одного типа горючего на другой.
5. В идеале, чтобы горелка выделяла минимальное количество вредных веществ , например, оксида азота, угарного газа, за счет чего экологичность котла увеличивается сразу в несколько раз. Однако это сработает лишь в том случае, если конструкция дымохода вместе с вытяжкой выполнены правильно.

Виды

По способу подачи кислорода в камеру сгорания

Разделяются на две группы:

Атмосферные

Смешение газа происходит с воздухом, поступающим напрямую из помещения, где установлен котел. Здесь применяется принцип элементарного эжектора. Газ направляется через сопла особой формы, расположенные изнутри канала. К ним есть доступ обычного воздуха. Чуть поодаль находится несколько прорезей, через которые будет выходить подготовленная смесь газа и воздуха.

По направлению от сопла к выходу, газовоздушная смесь немного разреживает воздух, что создает условия для подачи его новой порции.

Горение происходит в специальной камере, где имеется несколько каналов, установленных параллельно по отношению друг к другу. Каждый из них оснащен отдельным соплом.

Разогретые газы после сгорания направляются в верхнюю часть теплообменника, передавая определенный процент своей энергии. Затем они выходят в окружающую среду через дымоход. Благодаря тому, что вследствие такого процесса возникает некоторый перепад температур, образуется тяга. Это создает регулярную поддачу новых порций кислорода.

схема работы атмосферной горелки

У такой конструкции имеется целый ряд положительных качеств:

1. Она очень просто устроен а, к тому же составные элементы стоят весьма дешево.
2. Функционирование совершенно не зависит от наличия электрической энергии. Здесь гораздо более важная роль отводится верной конструкции дымохода и общего давления в магистрали бытового газа.
3. Работает беззвучно.
4. Практически ничего не весит и не занимает места.
5. Ее очень легко установить или заменить.

Недостатки у атмосферной горелки тоже есть. Прежде всего, в обязательном порядке придется сооружать дымоход. То, насколько полностью будет сгорать газовоздушная смесь, полностью зависит от состава воздуха и качества сборки всех систем отопительного котла.

Вентиляторные горелки

Устроены более сложно, то же самое можно сказать про их управление. Однако с их помощью можно добиться абсолютного контроля над всей автоматической системой данного процесса. В этом случае, воздух, который перемешивается с газом, поступает с улицы, а в камеру сгорания он отправляется принудительно за счет особого вентилятора.

При необходимости, скорость работы вентилятора можно изменять в зависимости от того, какое давление находится в системе. Выхлопные газы выводятся за пределы помещения также в принудительном порядке.

Можно немного отрегулировать подачу воздуха или газа, чтобы на выходе выхлоп получался менее горячим. Соответственно, это позволит большее количество тепла передавать теплоносителю, что, в свою очередь, повышает коэффициент полезного действия котла.

Здесь удобнее всего воспользоваться коаксиальным дымоходом, который включает в свою конструкцию несколько труб различного диаметра. Они вставляются друг в другу. В связи с тем, что вентиляторные горелки подают воздух к горючему в принудительном порядке, то лучше всего продумывать, чтобы они подходили сразу под несколько видов топлива, например, газ, дизельное горючее, бензин и так далее.

конструкция вентиляторной горелки

Преимуществ у вентиляторной горелки также довольно-таки много:

1. Топливная смесь и горение находятся под полным контролем у оператора.
2. Мощность котла также регулируется.
3. Потребление горючего сильно снижается.
4. Коэффициент полезного действия выше, чем у атмосферного.
5. Их можно устанавливать даже в таких домах или квартирах , где дымоход попросту отсутствует.
6. Горелку не придется перенастраивать под другой тип топлива.

Несмотря на столь большое количество положительных характеристик, минусы тоже имеются:

1. Такая горелка будет стоить довольно-таки дорого.
2. Она зависит от наличия электричества , если его нет, то газ автоматически отключается.
3. Использовать и обслуживать горелку можно лишь за счет вызова специалистов.

По типу регулирования пламени

Низкотемпературная горелка

Которая работает за счет язычков пламени, разогретых до довольно низких температур . В большинстве случаев, подобные системы используются во многих типов котлов – начиная от конструкций еще советского выпуска и заканчивая новейшими моделями. Также, как и атмосферная, низкотемпературная горелка практически не издает шума, и также является универсальной.

Одноступенчатая

Способна функционировать лишь в одном режиме, а температура теплоносителя регулируется лишь путем отключения и включения самой горелки. Двухступенчатая либо работает на полную мощность, либо на 40%.

После нагрева теплоносителя до заданной температуры, горелка начинает экономно расходовать горючее. За счет этого удается добиться поддержания температуры на стабильном уровне, где нет нужды использовать горелку, работающую на полную мощность.

Модулируемые горелки

которые способны работать практически с любой мощностью, благодаря чему регулировка температуры осуществляется в весьма плавном режиме.

В принципе, разновидностей конструкций газовых горелок для отопительных котлов существует довольно много, однако встречаются они не слишком часто:

1. Диффузионная – в этой горелке сгорание горючего происходит без смешения с кислородом воздуха.
2. Инжекционная – здесь воздух подается непосредственно в топку, где к нему и добавляется сам природный газ, после чего смесь и воспламеняется.
3. Горелка, работающая по принципу предварительного смешения – тут перемешивание происходит в точке прямо перед выходным отверстием.
4. Рекуперативная – перед перемешиванием газа и воздуха они сначала прогреваются. Воздух и газ достигают определенной температуры, после чего они смешиваются друг с другом.

Своими руками

Проще всего сделать первый тип горелки, так как ее вполне можно изготовить из подручных материалов.

Чтобы ее сделать, нужно будет использовать следующие материалы (практически все они являются подручными):

1. Вентиль от пустого кислородного баллона (он здесь будет выполнять функцию форсунки). Какой это именно будет вентиль – совершенно не принципиально, можно использовать наиболее часто встречающийся ВК-74.
2. Чтобы струя газа была направлена как можно уже , придется соорудить небольшой колпачок, который будет надеваться на вентиль. В нем осторожно делают небольшую дырочку и помещают туда жиклер (прекрасно подойдет такая деталь от паяльной лампы).
3. Инжектор будет самым простым – для него понадобится стальная труба, толщина которой будет не выше 2 мм. В длину его лучше делать порядка 100 мм. Закреплять надежнее всего при помощи сварных работ. Однако в этом случае придется соблюсти некоторое расстояние, которое должно остаться между колпаком и соплом. Это делается для того, чтобы туда поступало достаточное количество свежего воздуха.
4. Чтобы пламя быстро загоралось , рядом с соплом устанавливают пьезоэлемент. Можно обойтись и без него, а зажигать горелку с помощью спичек и куска бумаги.

Правила эксплуатации и стоимость

Газовая горелка в процессе своей работы способна накапливать в себе довольно много сажи. Чтобы это вещество не привело к поломке, а сама горелка функционировала как можно дольше, ее придется регулярно очищать от сажи. Стоит также отметить, что при большом количестве сажи она может загореться – это приведет к пожару.

Чтобы не допустить такого, регулярно проводят плановый осмотр газового котла и всех остальных его элементов.

Проводить самостоятельную очистку можно, однако перед этим следует внимательно ознакомиться со всеми прилагаемыми инструкциями. Лучше всего обратиться к специалисту, у которого уже есть достаточное количество опыта в данной работе – в этом случае работы будут завершены значительно быстрее и лучше, причем помещение вообще не засорится.

Наиболее простая атмосферная газовая горелка, которую, в принципе, можно собрать своими руками, будет стоить не слишком дорого. Она обойдется примерно в 1,5-2 тысячи рублей. Если же котел содержит в себе определенное количество секций, то здесь уже нужно подбирать горелку более серьезной конструкции.

В частности, для 3- или 6-секционного котла горелка будет стоить порядка 8-10 тысяч рублей. Лучше всего приобретать модели отечественного производства, так как они рассчитаны именно на наше горючее.

1. В последнее время комбинированные горелки набирают популярность. Это одни из самых безопасных конструкций, но при этом устроены они очень сложно. Коэффициент полезного действия у них довольно высокий, но цена также дает о себе знать.
2. Горелку газового котла следует прочищать в случае если стал заметно расти расход газа в помещении, если возник какой-то неприятный запах, если при всех неизменных показателях температура воздуха в отапливаемом помещении стала заметно снижаться.