Газовая горелка для печи: принцип работы печных горелок, виды, как выбрать

Преимущества и недостатки

Применение газовых генераторов тепла в бане располагает массой преимуществ:

• эффективность. Нужно лишь открыть вентиль и поджечь форсунку, и через час парилка будет готова. Отсутствует необходимость заготавливать и хранить дрова/уголь, загружать топку, контролировать рабочий процесс;
• высокий КПД. Производительность оборудования на газе значительно выше по сравнению с ТТ агрегатами;
• экологичность. При работе газовые горелки для банных печей предусматривают малый уровень вредных для окружения выбросов;
• удобство обслуживания и ухода. Не нужно убирать золу, как в случае с твердым топливом. Требуется лишь своевременная чистка дымохода;
• экономичность. Этот показатель почти на 30% выше, чем у ТТ котлов, и более чем на 100% выше, чем у электрогенераторов тепла.

Основным недостатком газовых горелок для банных печей отмечают необходимость оформления разрешительных документов на установку.

Самодельные агрегаты

Есть умельцы, которые переделывают отопительные системы своими руками. В интернете можно найти даже необходимые схемы изменения устройств газовых горелок, их установки и регулировки.

Обычно на изготовление отопительных систем в качестве материала используется металл. Топка из чугуна была бы куда более надежной. Тем не менее в домашних условиях использовать его не представляется возможным.

Отличным вариантом ручной работы является заказ системы у специалистов. Они смогут изготовить устройство в соответствии со всеми пожеланиями заказчика. Однако не исключена вероятность наличия в котлах дефектов, которые могут проявиться спустя некоторое время.

Для чего нужны самодельные отопительные агрегаты? Дело в том, что отмеченные варианты отличаются более низкой стоимостью. Их делают в основном из-за желания хорошо сэкономить. В то же время указанные варианты уступают своим фабричным аналогам в эффективности.

Изготавливаются обычно только твердотопливные и электрические агрегаты. Мастерить газовый, а также дизельный котел крайне опасно. Кроме того их установка в доме строго запрещена.

По принципу работы самодельное изделие ничем не отличается от покупного варианта. В нем будет сгорать горючее и нагреваться теплоноситель заполненный водой.

К основному недостатку данного агрегата можно отнести отсутствие гарантии. Заводское оборудование будет работать и выполнять свои функции. Даже если покупатель наткнется на брак, он сможет поменять продукт на другой.

В качестве горючего в агрегатах, сделанных своими руками, лучше использовать пеллеты, дрова, уголь. Эти материалы менее опасны, чем газ. На основе последнего делать отопительные устройства нельзя.

Простые твердотопливные агрегаты являются самыми популярными и распространенными самодельными устройствами. Они просты, а их конструкция во многом схожа с обычной печью. Кроме того, они отличаются универсальностью.

Как и обычная печь, данные системы способны функционировать на любом твердом топливе. Главное, чтобы горело.

Основные части газового котла.

Эффективность самодельного оборудования существенно ниже заводского. На нее оказывают влияние многие факторы.

Среди них:

• теплоизоляция;
• полнота сгорания;
• правильность выводов.

КПД агрегата напрямую зависит от температуры сгорания. Чем она выше, тем ниже эффективность. В качественных системах температура в топке поддерживается на уровне 120–150°С. Более высокие ее значения снижают сохранность труб. Это в свою очередь существенно сокращает долговечность агрегата.

При изготовлении отопительных котлов с горелкой лучше максимально обезопасить себя от возможных последствий ее работы. Поэтому следует рассмотреть отдельную покупку автоматической газовой горелки, которая будет установлена в атмосферной или дутьевой котельне.

Своими руками можно изготовить и электрические отопительные агрегаты. Их конструкция может быть различной. Все зависит от запросов человека. Самым простым вариантом является установка ТЭНа прямо в систему отопления. В таком случае отпадает необходимость в изготовлении котла.

Труба с нагревателем должна иметь достаточно большой диаметр. Она должна легко сниматься для проведения ремонта и чистки.

Отдельного внимания заслуживают системы без нагревателя. Его роль выполняет сама вода. Через нее пропускается ток, и за счет движения ионов воды происходит нагрев. Сама жидкость должна содержать соль.

Изготовить подобное устройство крайне тяжело. Электрический ток проходит непосредственно через теплоноситель, поэтому всю систему необходимо надежно изолировать.

Одной из опасностей данного устройства является электрический пробой. По сути, то же, что и короткое замыкание. Также в системе может скапливаться газ. В результате эффективность отопления снизится.

Из всего вышесказанного, лучшим вариантом является твердотопливный агрегат. Собрать его корпус можно из жаростойкой стали. Она отличается повышенной прочностью, меньшей изнашиваемостью и высокой стойкостью к термическим воздействиям.

Тем не менее жаростойкая сталь стоит дорого и на практике в котлах кустарной сборки применяется редко. Еще один вариант – чугун: этот материал отлично переносит жар, хотя работать с ним тяжело. Оборудование для изготовления чугунной печи есть только на специализированных предприятиях.

Важно понимать, что без должного опыта и навыков, лучше не мастерить отопительную систему собственноручно. Безопасность должна быть на первом месте. Достаточно допустить даже одну неточность, и это может привести к плачевным последствиям

Достаточно допустить даже одну неточность, и это может привести к плачевным последствиям.

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.

Газовая горелка является сердцем любого котла. От ее регулировки зависят важные показатели агрегата: мощность и коэффициент полезного действия. Правильная настройка газовой горелки котла позволит сэкономить немало топлива и повлияет на снижение образования сажи и копоти.

Какую делать?

Газовые горелки малой мощности для быта и мелкого частного производства по эксплуатационным показателям классифицируются след. образом:

• Высокотемпературные – для точных спаечно-сварочных, ювелирных и стеклодувных работ. КПД не важен, нужно добиться максимальной для данного топлива температуры пламени.
• Технологические – для слесарных и кузнечных работ. Температура пламени весьма желательна не ниже 1200 градусов, и с соблюдением этого условия горелка доводится до максимальной экономичности.
• Отопительные и кровельные – добиваются наилучшего КПД. Температура пламени, как правило, до 1100 градусов или ниже.

Касательно способа сжигания топлива газовая горелка может быть выполнена по одной из след. схем:

1. Свободно-атмосферной.
2. Атмосферно-эжекционной.
3. С наддувом.

Атмосферные

В свободно-атмосферных горелках газ сгорает в свободном пространстве; приток воздуха обеспечивается свободной конвекцией. Такие горелки неэкономичны, пламя рыжее, коптящее, пляшущее и бьющееся. Интерес, представляют, во-первых, потому, что избыточной подачей газа или недостаточной воздуха любую другую горелку можно перевести в свободно-атмосферный режим. Именно в нем горелки поджигают – на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т. наз. полутораконтурных горелках для отопления, т.к. намного упрощает их конструкцию не в ущерб безопасности, см. далее.

Эжекционные

В эжекционных горелках не менее 40% необходимого для сгорания топлива воздуха подсасывается газовым потоком от инжектора. Эжекционные горелки конструктивно просты и позволяют получить пламя с температурой до 1500 градусов при КПД свыше 95%, поэтому используются наиболее широко, однако не могут быть выполнены модулируемыми, см. ниже. По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:

• Одноконтурные – весь нужный воздух засасывается сразу. С должным образом профилированным газовым каналом на мощности более 10 кВт показывают КПД свыше 99%. Своими руками не повторяемы.
• Двухконтурные – ок. 50% воздуха засасывается инжектором, остальное – в камеру сгорания и/или дожигатель. Позволяют получить либо пламя в 1300-1500 градусов, либо КПЛ свыше 95% и пламя до 1200 градусов. Используются любым образом из указанных выше. Конструктивно достаточно сложны, но своими силами повторяемы.
• Полутораконтурные, часто называемые также двухконтурными – первичный воздух подсасывается потоком из инжектора, а вторичный свободно поступает в ограниченный объем (напр., топку печи), в котором и догорает топливо. Только однорежимные (см. ниже), но конструктивно просты, поэтому широко используются для временного запуска отопительных печей и котлов на газе.

С наддувом

В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно. Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно (см. далее), но изготовление отопительной горелки с наддувом требует солидной производственной базы. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:

1. Однорежимные;
2. Двухрежимные;
3. Модулируемые.

Управление горением

В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно (напр., в промышленных горелках для отжиговых печей), либо устанавливается вручную, для чего горелку нужно или погасить, или прервать технологический цикл с ее применением. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности. Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. Двухрежимными делают отопительные (зима – весна/осень) либо кровельные горелки.

В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Напр., для отопительной горелки – по соотношению температур в помещении, наружной и теплоносителя в обратке. Выходной параметр возможен один (минимальный расход газа, наибольшая температура пламени) или их может быть тоже несколько, напр., при температуре пламени у верхнего предела минимизируется расход топлива, а при ее падении оптимизируется для данного техпроцесса температура.

Критерии выбора газовой горелки

Специалисты рекомендуют, прежде всего, ответить на следующие вопросы:

• Какие технические характеристики должно иметь устройство? Определитесь с мощностью, уровнем КПД и эффективностью необходимой вам горелки, ориентируясь на особенности используемой отопительной системы.
• В каком помещении эксплуатируется печь? Для маленькой парной подойдет недорогая атмосферная горелка, в то время как для более просторного помещения лучше выбрать более дорогую, но эффективную модель наддувного типа.
• Бывают ли отключения электроэнергии? Если да – подумайте о дополнительном источнике питания для наддувной горелки.
• Какое топливо вы используете для обогрева бани? Помните, что есть устройства, совместимые только с магистральным газом, а есть универсальные горелки, которые работают и с другими видами топлива.

При обогреве парной крайне важно обеспечить равномерное распределение тепла по всему помещению. Поэтому лучше выбирать горелки, которые хорошо рассеивают пламя, или дополнить выбранное устройство рассекателем факела или распределяющей трубкой

Еще один важный момент, на который следует обратить внимание, − это соответствие резьбы на горелке и на трубке подачи газа. Они должны идеально совпадать без малейших щелей и зазоров

И, наконец, документация. Качественные горелки всегда имеют официальный паспорт, подтверждающий, что устройство соответствует существующим стандартам безопасности.

Источники

• https://www.teplodar.ru/help/articles/detail/kak-vybrat-gazovuyu-gorelku-dlya-bannoy-pechi/
• https://v-banyu.ru/gazovye-gorelki-dlya-bani.html
• https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/gazovaya-gorelka-dlya-bannoy-pechi-svoimi-rukami.html
• https://pechistroy.ru/pechi/kak-pravilno-vybrat-gazovuyu-gorelku-dlya-bannoy-pechi.html
• https://stroy-podskazka.ru/gorelka/gazovye-dlya-pechej/
• https://banyagid.com/pechi-dlja-bani/gazovye-gorelki-dlja-bannyh-pechej.html
• https://moya-banya.ru/gazovye-gorelki-dlya-bannyh-pechej.html

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:

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.
Разрыв труб

Он обычно возникает из-за проблем с заклинивания клапана подпитки котла, различных накипеобразующих отложений в котле или неисправности систем отвода конденсата.
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.
Отопительные контуры не работают, возможно, плохое качество питательной воды и накипеобразование в трубах котла.
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.

Виды и характеристики элементов для сжигания газа

Газовая горелка для котла выбирается по следующим характеристикам:

1. Срок службы. Период не может быть меньше эксплуатационного срока нагревателя.
2. Малый уровень шума. Если форсунки сильно шумят, это говорит о наличии неисправности – все детали проверяются в заводских условиях и должны соответствовать санитарно-гигиеническим нормам.
3. Вид топлива. Производители предлагают универсальные форсунки, работающие на магистральном, баллонном газе, дизельном топливе и пр. При смене энергоносителя требуется несложная перенастройка оборудования – такие горелки особенно удобны для владельцев загородных домов.
4. Простота установки и демонтажа.

Основное назначение устройства – смешивание газа и воздуха для формирования горючей среды. КПД горелок высокий, по типу смешивания различаются атмосферные и вентиляторные. Стоит рассмотреть их особенности подробнее.

Горелки атмосферные

Для формирования горючей субстанции горелки забирают воздух из помещения, где установлен нагреватель. Работают атмосферные газовые горелки для котлов отопления по принципу эжектора – внутри канальной конструкции расположены сопла для подачи газа. К соплам доставляется воздух, затем формируется горючая смесь, выходящая через перфорацию сопла.

В процессе выхода смеси создается малое разрежение воздуха, что позволяет затягивать кислород и формировать новую порцию смеси. Камера сгорания газа оснащена несколькими параллельными каналами с соплами, поэтому процесс формирования газовоздушной смеси выполняется в непрерывном цикле.

После сгорания нагретый газ перемещается в верхнюю часть теплообменной конструкции, отдавая тепло теплообменнику, а затем продукты сгорания вытягиваются в дымоход. Теплый газ вступает в реакцию с наружным холодным воздухом, за счет чего образуется тяга, она и обеспечивает подачу свежего воздуха для формирования газовоздушной смеси.

Плюсы атмосферных газовых устройств:

Простота и относительная дешевизна, проблемы с заменой оборудования не возникнет.
Энергонезависимость. Для запуска котла в работу не потребуется электричества

Важно поддерживать оптимальный уровень давления подачи топлива, соорудить качественный дымоход.
Низкий уровень шума, компактность прибора.

К недостаткам относят обязательность сооружения дымохода, чтобы продукты горения удалялись полностью.

Что касается КПД оборудования, то оно достаточно высокое, поскольку производители увеличивают количество входных отверстий с малым диаметром. Такая «перфорация» обеспечивает равномерность распределения газовоздушной смеси по камере сгорания, повышая производительность и энергоэффективность системы.

Вентиляторные горелки

Это более сложные газовые горелки для печей отопления, позволяющие контролировать процесс сгорания топлива. Вентилятор устанавливается для нагнетания воздуха в камеру сгорания и обеспечивает формирование газовоздушной смеси в герметичном отсеке для горения топлива.

Форсунки вентиляторного типа применяются в комбинированных нагревателях, оснащенных герметичной камерой горения.

Особенности устройств:

• высокий КПД;
• принудительное нагнетание воздуха;
• оптимальное сочетание порций газа и кислорода для формирования горючей смеси.

Кроме нагнетания воздуха в камеру, вентилятор отвечает за выведение наружу продуктов сгорания, позволяет менять давление в сети посредством смены скорости вращения лопастей.

Главное отличие вентиляторных форсунок от атмосферных в виде формирования горючей смеси. В атмосферных котлах газовоздушная порция образуется на входе в горелку, в вентиляторных – на входе в камеру сгорания.

Вентиляторная газовая форсунка для отопления частного дома обладает широким списком достоинств:

1. Контроль работы сети, возможность влиять на процесс формирования газовоздушной смеси, изменять мощность котла.
2. Экономность расхода топлива.
3. Высокий КПД.
4. Можно ставить в квартирах и строениях малой площади. Это достигается ненужностью подключения к стандартному дымоходу. Коаксиальная труба пропускается через ближайшую наружную стену.

Тепловентиляторы газовые бытовые – это дорогие энергозависимые устройства, что является минусом агрегатов. Если прибор сломается, заменить его сможет только специалист, к тому же горелка отключается при перебоях с подачей топлива или электричества.

Классификация по методу воздушной подачи

Данный вариант зависит от конструкции камеры сгорания.

Топочная камера может быть открытой и закрытой.

В первом варианте воздухозабор выполняется прямо из комнаты, а газы сгорания уходят через обыкновенный дымотвод.

Другой вариант подразумевает, что и воздухозабор, и отвод дыма выполняются при помощи коаксиальных трубок, идущие через сквозные отверстия в стене.

Низкотемпературная горелка

В открытых топках применяются газовые газовые горелки для отопительных котлов.

Рабочий принцип простой: газ поступает к фитилю через эжектор, воздух затягивается из помещения теплогенерирующей установкой.

Розжиг выполняется маленькими низкотемпературными язычками пламени. Данный тип может применяться в самых разных котлах, от обычных агрегатов старой конструкции до современных продвинутых моделей.

Не считая простоты, дешевизны и многофункциональности у газовых горелок существует еще один плюс: небольшой уровень шума.

Возможности использования эжекторных горелок

Если у вас хватило наличности на приобретение многотопливного котла – вам посчастливилось: две независимых камеры сгорания, можно не прилагая больших усилий переключаться с дровяного теплоснабжения на газовое и наоборот (обзор видов газовых отопительных котлов для приватного дома). Но многофункциональные/универсальные котлы – не экономный вариант.

Например, у вас есть уже котел на щепе, и вы желаете переделывать его в газовый – много вариантов для автоматизации, меньше трудностей с подвозом горючего. Атмосферные горелки для котлов на твердом топливе отопления в большинстве случаев атмосферные: устройство обычное, ломаться фактически нечему.

Атмосферные горелки для отопительных котлов собственными руками работают по аналогичному принципу. Для применения данного устройства не потребуется кардинально реконструировать весь агрегат для отопления.

Если вы, к примеру, переоборудуете котел на щепе в газовый, для установки горелки можно применять зольник, а для контроля и регулировки присоединить с наружной стороны автоматику.

Атмосферные горелки для устаревших отопительных котлов отечественного производства тоже рекомендуется покупать атмосферного типа: особенности конструкции таких агрегатов не дают возможность выполнить топливные камеры полностью герметичными, и, поэтому, достаточно эффектными.

Некоторые котлы, работающие на твёрдом топливе (к примеру, газогенераторные модели) уже оборудованы атмосферными горелками для розжига.

Наддувная горелка (наддувная)

В закрытых топках свободное поступление воздуха к фитилю нереально, благодаря этому прибегают к искусственному нагнетанию. Топочная камера в себя включает встроенный вентилятор, который нагоняет воздух в камеру принудительно.

Эта горелка не так универсальна, как предыдущая, но у нее имеются остальное преимущество: легче интегрируется в полностью автоматическую систему управления котлом (о схемах теплоснабжения приватного дома с газовым водогреем).

Мультиблок горелки вентиляторной в себя включает следующие части:

• газовый фильтр;
• регулятор давления;
• регулятор расхода;
• редуктор;
• реле для выключения и принудительного включения горелки при падении/увеличении давления;
• реле вентилятора (выключает горелку при остановке мотора вентилятора).

Лучше всего, чтобы в системе присутствовал бесперебойник на случай внезапного отключения электроэнергии.

Минусы данного типа горелок – большая цена и сложность. Котлы под них необходимо реконструировать полностью, не для всех агрегатов они подойдут.

Из чего состоит самодельная?

Самодельный паяльник состоит из таких элементов:

• иголки, регулирующей поступление топлива;
• ручки, изменяющей расположение иглы;
• жиклера;
• рассекателя;
• золотника;
• эжектора;
• радиатора.

Наиболее подходящим материалом для изготовления частей конструкции считается бронза либо латунь, обладающие требуемой прочностью и теплопроводимостью. Сплавы отличаются коррозионной стойкостью, устойчивостью к деформациям и обуславливают продолжительный срок эксплуатации оборудования.

Опционально устройство можно оборудовать датчиком пламени горелки, укомплектовать пьезоподжигом для облегчения зажигания. Также не лишним оборудовать самодельной устройство ветрозащитой для горелки, иначе не минуть проблем с периодически гаснущим пламенем на сильном ветру.

Газовые рампы для горелки – что это такое? Это дополнительный прибор, использующийся при необходимости повышенного потребления газа. Устройство составляют пара коллекторов, гибкие шланги и регуляторы. На коллекторе установлен запирающий кран, допускающий выполнение смены баллона на одном из питающих устройств без остановки процесса. Уменьшение давления газа производится рамповым редуктором.

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.