Газовая горелка для котла отопления: виды бытовых отопительных котлов с автоматикой

Можно ли сделать газовую горелку для котла своими руками? Вопросы и ответы

Модификация отопительного оборудования, а попросту говоря – его улучшение, необходимо для повышения эффективности работы. Обслуживание твердотопливных котлов, постоянный контроль за уровнем дров или угля в топке иногда толкает владельцев на решение нестандартных задач. Если появилась возможность подключения дома к газовой магистрали, но нет желания покупать новый специальный котел – начинают придумывать самодельные устройства нагрева воды в теплообменнике отопительного оборудования.

Необходимо сразу оговориться, что любые изделия кустарного производства, предназначенные для систем отопления, должны пройти ряд проверок, а именно:

• Получение сертификата качества.
• Разрешительные документы от госгортехнадзора.
• Проверка конструкции на соответствие параметрам качества и эксплуатации.

Принцип работы газовой горелки

Существует несколько типов горелок, которые могут отличаться конструкцией и принципом работы. Для котлов отопления чаще всего устанавливают следующие виды:

• Атмосферные – с открытой камерой сгорания.
• С принудительной подачей воздуха – с закрытой камерой.

Для самостоятельного изготовления подойдет 1-й тип горелки, так как она намного проще конструктивно и может быть сделана из подручных материалов.

Работа газовой горелки основывается на смешении плотного потока природного газа и атмосферного воздуха. Наглядно принцип работы показан на рисунке:

Для изготовления понадобятся:

1. Вентиль от кислородного баллона – он будет выполнять роль основы форсунки. Можно взять распространенный ВК-74.
2. Для образования узконаправленной струи газа необходимо изготовить колпачок, который будет накручиваться на вентиль. В нем проделывается отверстие и вставляется жиклер (можно от паяльной лампы).
3. Инжектор делают из стальной трубы, толщиной до 2 мм. Его длина приблизительно равна 100 мм. Крепление делается сваренным способом с помощью стальной проволоки. При этом следует соблюдать определенное расстояние между колпаком и соплом для поступления воздуха в зону горения.
4. Для активации пламени можно установить пьезоэлемент, либо воспламенять с помощью спички или горящей бумаги.

Газовая атмосферная горелка готова. Далее изготавливается основа, на которую она будет крепиться для монтажа в камеру горения котла. При этом следует учитывать, что отверстие не должно закрываться полностью – через него будет поступать воздух для поддержания процесса горения.

Но можно ли ею пользоваться с тем же комфортом и безопасностью, как и заводской? Чтобы выяснить это, рассмотрим все недостатки конструкции:

• Отсутствие обязательных датчиков. Самым важным из них является контроль пламени. Если по какой-то причине огонь погаснет, а газ будет дальше поступать в сопло – может произойти самовозгорание. Так же необходим датчик контроля тяги в котле, который контролирует приток воздуха.
• Температурный датчик. Он указывает граничные температурные режимы, несоблюдение которых может привести к быстрому выходу из строя не только горелки, но и котла.
• Для настройки работы горелки под давлением газа из центральной магистрали нужен соответствующий опыт и специальное оборудование.
• Отсутствие механизма регулирования давления газа, поступающего в горелку. При перепаде давлении в газовом трубопроводе изменяется мощность пламени, что опять же приводит к возможным поломкам и дефектам.

Но не только конструкция горелки может пострадать от вышеперечисленных факторов – это касается и самого котла. Каждая модель отопительного оборудования рассчитана под определенные условия эксплуатации. Если производитель указывает, что данный твердотопливный котел может быть адаптирован под работу газовой горелки с принудительной подачей воздуха с параметрами мощности до 30 кВт и с установкой дополнительного вентилятора для создания тяги – значит другие условия могут привести к его поломке.

Учитывая вышесказанное, автор категорически не рекомендует самостоятельное изготовление и эксплуатацию газовой горелки.

Что представляет собой газовая горелка и из чего она состоит

У любого приспособления, предназначенного для сжигания жидкого и газообразного топлива, есть основной узел – это горелка. Она отвечает за формирование равномерного пламени. Топливная смесь может быть разного качества, но хорошо продуманный способ подачи топлива обеспечит полное сгорание любой горючей смеси.

Атмосферные газовые горелки для котлов имеют очень простую конструкцию

Важнейшие показатели качественного устройства для сжигания газа – бесшумная работа и отсутствие выделения вредных соединений при сжигании топлива, в частности угарного газа. Современная бытовая газовая горелка для котла отопления – простое устройство, прошедшее длительный процесс модернизации. Некоторые старые конструкции, выпускаемые в советские времена, издавали много шума и были далеко не безопасны, особенно при сильном ветре.

На многие показатели, включая уровень шума, влияют конструктивные особенности камер сгорания. В новых образцах горелок много внимания уделяется удобству розжига и равномерной подаче пламени. Конструктивные особенности газовой горелки для отопления помещений очень простые:

• поджигание газа обеспечивается системой розжига;
• газ воспламеняется в форсунке;
• автоматика призвана контролировать основные показатели: температуру, равномерность распределения газа, аварийное отключение;
• наличие огня контролируется специальным «датчиком пламени».

Из помещения побочные продукты сгорания газа должны выводиться наружу, чтобы вредные примеси не заполняли пространство. Для отвода газа необходим дымоход, имеющий хорошую тягу. Это единственный недостаток отопления газом. Само устройство газовой горелки постоянно совершенствуется, включая следующие показатели:

Уровень шума газовой горелки зависит от конструкции камеры сгорания

• схемы получения тепла;
• рациональный приток кислорода;
• способы отведения копоти и углекислого газа.

Горелки газовые для котлов: основные требования и схема работы

Тепло, выделяющееся в процессе сжигания газа, концентрируется в теплообменнике, откуда передается к теплоносителю. Вместе с небольшим количеством тепла часть продуктов сгорания выводится в атмосферу. Происходит химическая реакция выделения тепла: при высокой температуре сгорающий газ соединяется с кислородом, поступающим из воздуха. На сжигании газа и выделении тепла строится принцип работы газовой горелки. Водяной пар и углекислый газ – побочные продукты химической реакции, связанной с получением тепла.

Среди опасных веществ называют оксид азота, угарный газа и некоторые смолистые компоненты. Из-за этого предъявляются особые требования к вытяжке и дымоходу – важна хорошая тяга.

Согласно современным требованиям в любом режиме газовые горелки для котлов отопления с автоматикой (и другие разновидности) должны отличаться низкой токсичностью. Требуется, чтобы в процессе горения выделялись лишь слаботоксичные газы и небольшое количество копоти, что является общим условием применения большинства видов сырья для отопления.

Правильно продуманный способ подачи топлива обеспечит полное его сгорание

Основные требования, предъявляемые к горелке для котла:

• доступность для самостоятельной установки;
• понятная схема конструкции;
• продолжительный период эксплуатации;
• надежность эксплуатации;
• незначительный шумовой порог;
• удобство переключения режимов;
• возможность работы на другом виде топлива;
• полное сгорание газа;
• высокие экологические показатели (выделяется мало вредных продуктов горения).

Как известно, дешевый товар свидетельствует о низком качестве продукции и непродолжительном сроке эксплуатации. Нередко ремонт оказывается невозможным, особенно в том случае, если нет гарантийного срока и заводского сертификата. В продаже всегда имеются качественные бытовые газовые горелки для котлов отопления. Цена их вполне приемлема для большинства потребителей.

Особенности установок АГГ

• работа на высоких (сверхзвуковых) скоростях, обеспечивающих качественное (бездымное) сгорание газа любого состава;
• компактная конструкция, основанная на работе с высокими скоростями, и в связи с этим меньшая стоимость;
• один типоразмер установки обеспечивает широкий диапазон по производительности за счет применения комплекта форсунок с разными диаметрами отверстий;
• возможность сжигания газа с высоким содержанием жидкости за счет разделения потока и направления потока с жидкостью в центральную часть, при этом поток осушенного газа образует вокруг центрального кольцевой факел, способствуя дожиганию газа с жидкостью;
• разделение потока на центральный со сверхзвуковой скоростью и на кольцевой с малой скоростью выхода, при этом кольцевой факел выполняет функцию дежурной горелки, непрерывно поджигая центральный факел, что в целом исключает возможность отрыва пламени при работе на высоких скоростях.

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.

Классификация и предъявляемые требования

Начнем со второй позиции, то есть с требований, которые сегодня предъявляются газовым горелкам для котлов.

В первую очередь с их помощью необходимо точно смешивать воздушно-газовую смесь. Именно это и есть их главное предназначение. В этом плане производители прикладывают все усилия, чтобы добиться стопроцентного результата. В современных горелках присутствуют новейшие разработки и технологии, которые повышают эффективность сгорания природного газа по максимуму.
Эти устройства должны легко монтироваться и легко сниматься. Никаких лишних мудреных креплений. Все просто и надежно.
Высокая долговечность. Скажем так, пока работает сам газовый котел, должна работать и его горелка. При этом качественные показатели со временем не должны изменяться. Вот почему эти агрегаты изготавливаются из высококачественных материалов.
Они должны соответствовать требованиям санитарно-гигиенических норм

Особое внимание бесшумной их работе.
В настоящее время производители предлагают так называемые комбинированные конструкции, которые могут работать на различных видах топлива. К примеру, газ-солярка, магистральный газ-сжиженный газ

И даже здесь присутствуют некоторые требования. Одно из них – быстрый переход от одного вида топлива к другому.
Не последнее место будет занимать такой показатель, как малотоксичность выбросов от сгорания топлива. Инженеры и конструкторы добиваются снижения данного показателя за счет изменения конструкции горелки, в которой соотношение газ-воздух будет оптимальным. Именно это и будет влиять на снижение токсичности выбросов. Кстати, под токсичностью понимается количество монооксида углерода (угарный газ) и окиси азота в продуктах сгорания топлива. Чем их больше, тем хуже окружающей природе.

Горелка с автоматикой

Рекомендация выбора котла на газе и дровах

На выбор комбинированных котлов отопления под дрова и газ, влияют технические параметры отапливаемого здания, необходимость в автоматизации процесса горения

Обращают внимание на наличие или отсутствие дополнительных функций в устройстве

Главными критериями выбора являются:

• Производительность – одного киловатта мощности достаточно для обогрева 10 м² здания. Котел подбирают в соответствии с необходимостью в тепловых затратах здания. Для помещения в 100 м², потребуется установить 10 кВт модель, для 200 м² — 20 кВт и т.д.
• Наличие контура горячего водоснабжения – выбрать универсальный котёл с ГВС несколько сложнее. Во время работы, определенное количество мощности будет затрачено для подогрева бытовой воды. Поэтому, расчет необходимой мощности двухконтурных котлов осуществляют с учетом запаса в тепловой энергии в 15-20%. Для типового здания в 100 м², минимальная мощность отопительного оборудования составит 12 кВт.
• Встроенный ТЭН – наличие электрического нагревателя, существенно увеличивает функциональность котла. Автоматическое переключение на нагрев ТЭНом, происходит благодаря установленному чувствительному контроллеру.В настройках большинства моделей присутствует режим, позволяющий поддерживать минимальный нагрев теплоносителя (+5-10°С) и тратить минимальное количество электроэнергии, что удобно, если требуется оставить здание на некоторое время зимой, без полноценного обогрева.
• Особенности конструкции – как уже отмечалось, многотопливные котлы могут иметь одну универсальную камеру сгорания, предназначенную для попеременного использования газа и дров, либо отдельные топки, под каждый вид топлива. Второй вариант предпочтителен по причине того, что перевод котла с дров на газ осуществляется в автоматическом режиме.

При подключении котла к магистральному газу, потребуется сделать проект и получить все необходимые разрешения на ввод в эксплуатацию. Правила установки такие же, как и для любого другого газового оборудования.

Основные производители древесно-газовых котлов

Еще одним немаловажным аспектом, влияющим на выбор битопливного котла, является страна изготовитель и торговая марка отопительного агрегата. Качественное оборудование изготавливается в ЕС, России и Украине:

• Украинские и российские комбинированные котлы – полностью адаптированы под реалии отечественной эксплуатации, нечувствительны к качеству топлива, перепадам напряжения в сети. Отопительные котлы на дровах и газе, российского производства, выпускают несколько ведущих производителей: Куппер ПРО (компания Теплодар), Zota MIX, Каракан (новосибирский концерн «СТЭН»), PARTNЁR (новосибирский производитель КОСТЁР), СТС (украинский производитель «Стальные Твердотопливные Системы).
• Европейские комбинированные котлы – продукцию на рынке отопительного оборудования предлагает более десятка различных компаний. Неизменным спросом пользуются следующие марки: Wirbel (австрийско-немецкая компания с одноименным названием), Jaspi (финский концерн, специализирующийся на производстве твердотопливных котлов).

Что касается качества сборки и надежности, европейские агрегаты несколько обгоняют отечественные аналоги. В российских котлах явно заметны недоработки, особенно, что касается автоматизации устройства и работы в режиме газогенерации.

Качество российского оборудования постоянно улучшается, учитываются пожелания покупателей. Со временем можно ожидать выпуска конкурентно способной продукции.

Сколько стоит оборудование на газе и дровах

Ценовая политика зависит от месторасположения завода изготовителя и известности бренда. Многотопливный котел PARTNЁR, российского производителя, обойдётся в 22 -24 тыс. руб, в зависимости от мощности и комплектации.

Финский аналог Jaspi стоит от 120 до 150 тыс. руб. Существенная разница. Правда потребитель, за эти деньги, получает практически полностью автономную станцию с накопительной емкостью и автоматикой, полностью контролирующей процесс горения. В случае российского котла, все процессы придется регулировать вручную.

Самостоятельная переделка газового котла под дрова, нередко обходится в приблизительную стоимость обычного многотопливного агрегата отечественного производства.

Как правильно выбрать газовую горелку для печи или котла

Газовое оборудование при неправильной эксплуатации сопряжено с определенным риском. Необходимо правильно подбирать печную газовую горелку (узловые детали), а для этого нужно иметь общее представление о конструктивных отличиях устройств

При покупке важно знать, на какие виды делится изделие по способу сжигания топлива в котле:

Газовые горелки могут использоваться и в твердотопливных печах

• атмосферная горелка;
• надувная.

Не каждому производителю стоит доверять, покупку лучше осуществлять у официальных дилеров, предоставляющих сертификаты и всю техническую документацию. В случае приобретения некачественных комплектующих или узлов будет кому предъявить претензии.

Тепловое оборудование на газу отличается разными особенностями, включая способ розжига и регулировки пламени

При покупке специалисты рекомендуют обращать внимание на следующие показатели:

• мощность теплогенератора;
• требовательность к качеству газовой смеси;
• возможность автоматического регулирования;
• авторитет фирмы и страны-производителя;
• соотношение «цена- качество».

Горелки для напольных котлов предлагаются в таких вариантах:

• атмосферные;
• наддувные,
• пьезо;
• электронные.

Для правильной настройки газовой горелки лучше обратиться к специалистам

По регулировкам мощности можно выбрать горелку:

• 1-ступенчатую;
• 2-ступенчатую;
• с плавным переходом;
• с автоматической регулировкой.

Поток газовой смеси в разных котлах бывает:

• прямоточный;
• закрученный (более мощный).

Наиболее востребованными считаются горелки газовые для котлов немецкого производства (Buderus, Vaillant), словацкого (Protherm) и итальянского (Lamborghini). Среди изделий, выпускаемых отечественными компаниями, хорошо зарекомендовало себя оборудование «Лемаркс», «Вакула» и «Конорд». Среди промышленных приборов – горелки серии «Импульс».

Продолжительность и продуктивность работы любого агрегата зависит от правильного выбора и грамотной эксплуатации. Газовое оборудование приобретают не по принципу, где «дешевле» или «мощнее», а согласно имеющемуся типу котла.

Устройство газовой горелки для котла

Атмосферные и вентиляторные горелочные устройства отличаются своим строением. Это обусловлено разным способом подачи кислорода в камеру при сжигании топлива.

Устройство атмосферной горелки.

Воздух поступает в камеру горения непосредственно из помещения. Внутри канала горелочного устройства расположены сопла. Газ подается в сопла, смешиваясь с воздухом, который также имеет сюда доступ. На небольшом расстоянии от сопел располагаются выходные прорези, через которые подается готовая топливная смесь. Между соплами и выходными отверстиями создается область пониженного давления, что способствует постоянному нагнетанию воздуха для смешивания.

В камере сгорания постоянно работает запальная горелка для розжига основного устройства.

Устройство вентиляторной горелки.

Блок устройства состоит из:

• двигателя;
• вентилятора;
• автоматического блока управления;
• редуктора;
• реле давления воздуха;
• смесителя топливной массы.

Воздух нагнетается извне вентилятором, подается в камеру сгорания для образования топливного вещества. Соотношение воздуха и газа возможно регулировать с помощью заслонки и вентилятора.

Это интересно: Экспертиза газового счетчика: где заказать независимую проверку счетчика и как оспорить начисленные санкции

Выбор горелок для разных типов и моделей котлов

Подбирая горелку, следует обращать внимание на различные ее характеристики – модель топливоподачи, вариант смешивания газа с воздухом, совместимость с различными категориями приборов. Мы расскажем о наиболее интересных моделях. Горелка КЧМ

Она используется в котельных агрегатах, переделанных с обычного топлива на СПГ или обычный газ. В ней обычно присутствует автоматика, и имеются три форсунки. Ее применяют в котельных агрегатах модели «Контур» или аналогичных вариантах

Горелка КЧМ. Она используется в котельных агрегатах, переделанных с обычного топлива на СПГ или обычный газ. В ней обычно присутствует автоматика, и имеются три форсунки. Ее применяют в котельных агрегатах модели «Контур» или аналогичных вариантах.

• Горелка «Очаг». Она представляет собой устройство пневмомеханического типа, имеющее авторежим работы. Оно выключается самостоятельно, если:
  1. огонь погас;
• прекратилась подача газа;
• отсутствует необходимая тяга.

Эта модель имеет контроллер газового давления. Это дает возможность добиться равного горения огня, даже если в механизме происходят какие-либо неполадки. Такие решения отличаются легкостью в обслуживании из-за того, что в конвективной части не происходит скопление сажи.

• Еще одной горелкой, о которой хочется сказать, будет модель «Куппер». Этот вариант универсален и подойдет для комбинированных котлов, конструкций, работающих на твердом топливе, от Kiturami или моделей российского производства бренда «Конорд». Преимуществом этой горелки также будет возможность ее монтажа без осуществления слесарных или сварочных работ.
• Еще одно довольно популярное решение – горелка для ДКВр. Такое блочное устройство используется там, где есть принудительная воздухоподача. Используется такое решение для паровых котлов промышленного назначения и имеющих соответствующую мощность. КПД у них составляет около 94-95 процентов. Подобная конструкция работает либо в диффузионном, либо в надувном варианте. Чтобы повысить ее эффективность часто используют мощные итальянские вентиляторы.

Еще одна категория – горелки для КВС. Применяются для бытовых потребностей и являются твердотопливными. Учитывая, что для обогрева помещений нет необходимости применять слишком мощное оборудование, то используются атмосферные или инжекторные решения

При подборе горелочного элемента, следует обращать внимание на мощность и безопасность в использовании

Как заменить пьезоэлемент?

Ремонт газовой горелки своими руками предстоит всегда, если отсутствует искра. Эта неполадка в большинстве случаев свидетельствует о поломке «устройства в устройстве». Поэтому выход один: это замена отказавшего элемента. Это операция не так сложна, причем покупка новой пьезы, скорее всего, также не потребуется.

Надо сразу сказать, что внешние отличия моделей газовых горелок на конструкциях не сказываются. Все приборы имеют одинаковую комплектацию, элементы стандартны, поэтому замену им найти довольно просто. Как уже было отмечено, чаще всего из строя выходит именно пьезоэлемент. Отказ провоцирует попадание воды, другой жидкости, поломка возможна из-за сильного удара, падения устройства с большой высоты и т. д.

Чтобы провести ремонт газовой горелки своими руками, мастеру понадобятся следующие инструменты и материалы:

• паяльник;
• отвертка и биты для нее;
• термоусадочные трубки для изоляции проводов;
• изолента, если термоусадки в хозяйстве в данный момент нет.

Хорошо, если в дома есть новая или пустая зажигалка, так как проще всего пьезоэлемент добыть именно из нее.

Первым делом аппарат проверяют, чтобы снова убедиться в том, что искра отсутствует. После получения доказательства неисправности прибора разбирают его корпус. Во время этой работы внимательно изучают состояние остальных деталей, такая проверка в большей степени касается различных загрязнений. От них следует сразу же избавляться.

Достоинства и недостатки

Горелка с наддувом позволяет получить газовую смесь, которая быстро разжигается

К достоинствам узлов относят:

• длительные сроки эксплуатации;
• бесшумное поджигание рабочей смеси;
• полная утилизация продуктов сгорания;
• безопасность использования;
• автоматизация процесса управления розжигом котла.

Недостатки этих механизмов рассматриваются с привязкой к их конкретному исполнению. Специализированные модели горелок с наддувом вентилятором отличаются повышенной шумностью, что вынуждает устанавливать котел в отдельном помещении. Атмосферные аналоги не позволяют получить качественную смесь, что сказывается на эффективности розжига.