Газові котли вже давно стали стандартним обладнанням для приватних будинків чи міських квартир. Їм віддають перевагу за простоту та зручність експлуатації, потужність, екологічність, енергоефективність. Але перед вибором опалювального обладнання, варто дізнатися як влаштований газовий котел для його правильної експлуатації.

Класифікація газових котлів

Як має працювати котел? Це залежить від його різновиду.

За способом встановлення техніка поділяється на два типи:

• Настінні. Невеликі прилади малої та середньої потужності. Часто встановлюються у квартирах та будинках з невеликою площею. Розміщення на стіні заощаджує вільний простір.
• Підлогові. Габаритні конструкції для розміщення яких знадобиться багато місця. Проте вони здатні одночасно опалювати та забезпечувати гарячим водопостачанням великі домогосподарства.

За будовою димовідводу, типу відведення продуктів згоряння:

• Атмосферні.
• Турбовані.

За функціональністю:

• Одноконтурні. Забезпечують оптимальну роботу на опалення.
• Двоконтурні. Оснащені двома радіаторами, тому можуть забезпечувати систему опалення та наповнити крани гарячою водою.

Різновиди пальника:

• Модульований. Плавне автоматичне регулювання сили полум'я.
• Звичайний. Без будь-якого регулювання.

За типом підпалу:

• П'єзопідпал. Запуск проводиться шляхом натискання кнопки та деформації п'єзоелемента. Переваги розпалу в енергонезалежності. Недоліки: постійний ручний запуск, велика витрата палива.
• Електронний. Спрацьовує вбудований трансформатор, що управляється автоматикою.

За принципом роботи:

• Конвекційні. Звичайна схема, за якою тепло при згорянні переходить до теплоносія.
• Конденсаційні. Крім звичайного нагріву пристрій використовує тепло водяної пари. Конденсат накопичується у додатковому теплообміннику.

Влаштування газових котлів

Пальник

Головний вузол газових котлів – пальник. Це прямокутна конструкція із розміщеними форсунками. Через форсунки газ потрапляє в пальник і розподіляється - завдяки цьому поверхня теплообмінника прогрівається рівномірно.

Найновіші моделі обладнання поставляються у модельованому виконанні, тобто здатні змінювати кількість споживаного газу. Пальник використовує лише необхідний обсяг газу, що зменшує його споживання приблизно на 15%. У процесі розпалювання збільшується паливоподання, що забезпечує швидке нагрівання. Після визначення датчиком потрібної температури, подача палива скорочується - так економиться газ та продовжується період експлуатації котла. Вбудований електропривід регулює газовий клапан - користувачеві достатньо виставити комфортну температуру на панелі керування.

Існує два види пальників - вони розрізняються за принципом подачі повітря та димовидаленням:

• Атмосферні – встановлюються біля димоходу. Для підтримки горіння використовується повітря із приміщення, а продукти горіння видаляються природною тягою. При використанні атмосферних пальників обов'язково наявність вікна та нормальної вентиляції. Перевага таких пальників – незалежність від електрики.
• Турбовані – оснащуються електровентилятором для подачі повітря та відводу продуктів горіння. Робота котла з турбованим пальником не залежить від наявності тяги в димарі та вентиляції, оскільки вбудований вентилятор примусово виводить продукти горіння через коаксіальний димар.

Пальник газового котла

Теплообмінник

Конструкція з трубками, між якими розташовані пластини для підвищення теплообміну та прискорення нагрівання рідини. Усередині трубок переміщається вода, яка нагрівається від стінок.

Залежно від моделі теплообмінник виготовляється з наступних матеріалів:

• Сталь – найдешевший матеріал із невеликою теплопровідністю та обмеженим періодом служби. Серед недоліків – поява тріщин та деформацій унаслідок коливань температури.
• Чавун - надійний матеріал, відмінно проводить тепло, без проблем експлуатується багато років, не схильний до корозії. Але чутливий до різких змін температури. Чавунні теплообмінники зазвичай масивні та важкі, нерідко встановлюються в дорогих підлогових моделях.
• Мідь – поєднує пристойну тепловіддачу та антикорозійні властивості, але має обмежену температуру нагрівання. Мідь менш довговічна, ніж чавун, але проводить тепло у сім разів краще стали, тому такі теплообмінники значно дорожче.
• Алюміній – найлегший матеріал, який відрізняються високою теплопровідністю. Але для алюмінію небезпечне водне середовище з рівнем pH понад 7,5 одиниць - у процесі експлуатації може утворюватися осад, що зменшує ефективність теплообміну.

Котли у двоконтурному виконанні комплектуються первинним та вторинним теплообмінником. Перший розміщується над пальником та включений в опалювальний контур. Другий використовується для нагрівання води після відкриття водопровідного крана. Відкриття крана з гарячою водою призводить до переміщення робочого потоку з першого до другого контуру. Така схема виключає одночасне нагрівання води та опалення приміщень. Однак при незначних обсягах водоспоживання, радіатори не встигають остудитись.

Коли потреба у гарячій воді висока, краще вибирати котли зі здвоєним або бітермічним теплообмінником. Принцип дії у нього зовсім інший. Конструктивно це одна деталь: теплообмінник у теплообміннику або труба в трубі. Зовні зазвичай проходить опалення, а всередині знаходиться водяний контур. Завдяки нагріванню лише одного теплообмінника, гарантується тепло в приміщенні та наявність гарячої води. Серед недоліків таких теплообмінників – вузькі проходи, які можуть швидко засмітитися. А чищення допомагає далеко не завжди, та й зробити це не так просто. Ціна у таких теплообмінників набагато вища.

Мідний теплообмінник газового котла

Циркуляційна помпа

Застарілі опалювальні системи мали природну циркуляцію рідини. В них використовувався фізичний принцип - при підвищенні температури вода розширюється. Ця властивість дозволяє їй легко рухатися вгору по стояку в розширювальний бак, а вже з бака, під кутом, прямувати в радіатори для віддачі тепла.

Подібна схема при явних перевагах (енергонезалежність, простота, стабільність роботи, низький рівень шуму) має низку значних недоліків:

• можливість замерзання рідини;
• складний монтаж системи;
• недостатнє нагрівання радіаторів у віддалених сегментах;
• поява повітря у системі.

Виключити ці вразливості у нових моделях котлів допомагає циркуляційна помпа. Вона забезпечує необхідний тиск для постійного переміщення теплоносія по трубах. Це гарантує постійне нагрівання радіаторів опалення, хоча й виникає залежність від електрики.

Циркуляційна помпа газового котла

Розширювальний бак

Вода при нагріві розширюється, а при охолодженні звужується - це потребує компенсації об'єму в контурі опалення. Цю функцію в системі опалення й виконує розширювальний бак. Він містить в собі три основні елементи:

• резервуар для надлишків теплоносія;
• мембрана;
• місткість з азотом.

За своєю конструкцією розширювальний бак котла опалення - це резервуар виготовлений з високоміцної сталі. Усередині нього є гумова мембрана, що поділяє бак на дві частини. Одна половина ще в заводських умовах заповнюється азотом, а друга – у процесі експлуатації водою.

Принцип дії розширювального бака досить простий: при нагріванні теплоносія його частина розширюється, стискаючи ту, де знаходиться азот, а після охолодження мембрана повертається на місце, видавлюючи частину води.

Димовідвід

Будь-який котел має систему димовідводу, яка залежить від типу камери згоряння:

• З відкритою камерою. Для таких пристроїв необхідний димар, який забезпечує стабільно хорошу тягу. Підійде цегляний, керамічний, димар з оцинкованої сталі або нержавіючих труб. Але слід пам'ятати, що оцинкована сталь з відведенням продуктів горіння справляється набагато гірше, ніж нержавіюча сталь. Вологі та гарячі випари з підвищеною кислотністю швидко руйнують цей матеріал. Цегляний димар гігроскопічний і складний у монтажі, керамічний – дуже важкий.
• З закритою камерою згоряння. У цьому випадку рекомендується встановлення коаксіального димоходу. Коаксіальний димовідвід - високоефективний, сучасний, але дорогий. Конструкція такого димаря представляє дві труби, вкладені одна в одну. По внутрішній трубі відводяться продукти горіння, а зовнішня призначена для підведення повітря.

Коаксіальний димовідвід

Автоматика безпеки та електронний блок управління

Сучасні газові котли не вимагають постійної уваги з боку власника - за все відповідає автоматика безпеки. Щоб котел працював у заданому температурному режимі та, головне, безпечно, у нього вбудовані механічні та електронні пристрої спостереження та керування.

Автоматика безпеки котла повинна відсікати подачу газу на пальник як мінімум у трьох випадках:

• згасання полум'я пальника з будь-якої причини;
• відсутність або зниження тяги в димарі;
• зниження тиску газу в газопроводі.

Крім того, деякі котли оснащуються ще одним рівнем безпеки – захистом від перегріву. Якщо температура опалення підіймається вище 90°C, автоматика вимикає подачу газу на пальник.

При настанні аварійного випадку відбувається таке:

• Якщо знижується тиск газу в газопроводі — спрацьовує мембранний клапан і перекривається подача газу.
• Якщо відбувається згасання пальника — клапан перестає отримувати сигнал від термопари та закриває доступ газу.
• Коли тяга в димарі з якоїсь причини припиняється, спеціальний датчик нагрівається та розмикає ланцюг живлення електромагніта. Газ перестає надходити на пальник.
• Якщо температура теплоносія збільшується до 90°C, теж розмикається ланцюг живлення електромагніта та припиняється паливоподання.

Прості котли енергозалежні, але зустрічаються пристрої, які працюють зовсім за іншим принципом. Вони встановлюються в приміщеннях з димарем і мають відкриту камеру згоряння. Запалювання відбувається за допомогою п'єзоелементу. Деякі мають чавунний радіатор.

Техніка може працювати на природному та зрідженому газі, кріпиться на стіну або встановлюється на підлогу. Існує варіант парапетної установки - газовий котел кріпиться на зовнішній стіні, має закриту камеру згоряння і підключається до коаксіальної труби. Знайомство з основними вузлами обладнання допоможе виявити причини несправностей та зробить вибір об'єктивнішим.