Газовые котлы и их компоненты: горелки, контроллеры котлов

Традиционный водогрейный котёл аккумулирует тепло, выделяющееся в процессе сгорания топлива, при этом температура выбрасываемых в атмосферу дымовых газов составляет примерно 100-190 °С. Попутно образуется вода (продукт окисления углеводорода), которая при столь высокой температуре сразу же переходит в парообразное состояние. Если котёл может дополнительно забирать тепловую энергию, выделяющуюся при конденсации водяного пара в специальном теплообменнике, и использовать её для догрева теплоносителя, то такой агрегат называется конденсационным.

При подсчёте КПД традиционного котла энергию конденсации не учитывают. Для природного газа эта скрытая теплота может достигать 11%, потому производители указывают КПД конденсационного котла выше 100%. Данная величина строго связана с температурой воды в обратной магистрали, которая должна обеспечить охлаждение отходящих газов ниже точки росы (для газовых котлов порядка 57 °С). Для достижения наибольшего КПД рекомендуется подсоединить котёл к датчику уличной температуры, что позволит всегда поддерживать температуру в возвратном контуре минимально возможной и, следовательно, получать максимальную конденсацию. Даже в режиме нагрева воды некоторые конденсационные котлы обладают адаптивностью, и при малом расходе используется вода с более низкой температурой, благодаря чему обеспечивается конденсация.

Конденсационный котёл выбрасывает гораздо меньше вредных веществ в атмосферу. Стоит он несколько дороже, но при подключении, например, к системе тёплого пола в сочетании с датчиком уличной температуры может снизить расход газа на треть.

Горелки

Горелки характеризуются способом смешивания газа с воздухом и способом изменения мощности пламени. Согласно первому горелка может быть атмосферной или вентиляторной (дутьевой), согласно второму — одноступенчатой (вкл./выкл.), двухступенчатой или с плавной регулировкой {модуляционной). Атмосферная горелка — самая простая: продукты сгорания, имея меньшую плотность, чем воздух, движутся вверх и освобождают место для новой порции воздуха. В вентиляторной горелке воздух смешивается с газом принудительно с помощью электрического вентилятора, и этим процессом легче управлять. Обычная вентиляторная горелка для напольного котла более шумная, чем атмосферная, поэтому прибор либо устанавливают в техническом помещении, либо накрывают специальным звукопоглощающим кожухом.

В одноступенчатой горелке пламя автоматически включается и выключается. В двухступенчатой предусмотрена ещё возможность автоматического переключения пламени с номинального уровня горения на пониженный, чтобы в межсезонье и при мягкой зимней погоде снизить износ котла и расход топлива. Плавное регулирование мощности от 20 до 100% (модуляция) служит для экономичного и безопасного сжигания газа, обеспечивает соответствие всем экологическим нормам по количеству вредных выбросов, при этом КПД горелки остаётся максимальным. Такая технология в два раза продлевает срок службы котла и позволяет экономить до 5% топлива.

Датчики управления работой котла

Современные контроллеры котлов довольно разнообразны, но первичную информацию для их работы поставляют датчики — датчики температуры воды системы отопления, датчики системы ГВС, а также внутренний (комнатный) термостат и/или наружный датчик уличной температуры.

Комнатный термостат отключит горелку котла при достижении в помещении заданной температуры и может быть запрограммирован на день/ночь и на неделю, что позволяет поддерживать различную температуру в отдельных зонах коттеджа с высокой точностью. Так, ежедневное снижение температуры на 2 °С в течение шести часов (на период отсутствия людей) и в ночное время приводит к экономии как минимум 15% потребляемого газа. Утром, к моменту пробуждения хозяев, и вечером, к их приходу домой, котёл автоматически прогреет помещение до комфортной температуры. А при длительном отсутствии жильцов достаточно сохранять в доме температуру 10-12 °С, что дополнительно снизит расход топлива. Недаром в Италии обязательным требованием нормативных документов является использование комнатного термостата.

Уличный датчик автоматически задаёт уровень нагрева теплоносителя в подающей магистрали котла, в зависимости от температуры атмосферного воздуха. Если за окном -30 °С, то в радиаторы будет подаваться теплоноситель, нагретый до 80-90 °С, а при 0 °С его температура значительно упадёт. При отсутствии наружного датчика комнатная температура завышается, воздух пересушивается, происходит перерасход топлива.

Какой вариант регулирования предпочесть? Для скромных по размеру помещений чаще выбирают более дешёвый комнатный термостат, а чем больше отапливаемая площадь, тем эффективнее использовать уличный датчик. Возможна и их одновременная работа. Так, в настенные котлы серии Luna3 от BAXi встроен датчик комнатной температуры, поэтому при подключении ещё и наружного датчика котёл становится погодо-зависимым — по скорости изменения температуры в помещении автоматически подбираются значения параметров системы отопления в зависимости от температуры за окном.

Напольные газовые котлы

Это оборудование делают чаще всего с открытой камерой сгорания, хотя бывают и с закрытой. Теплообменник у них обычно чугунный, самый тяжёлый по сравнению с изделиями из других металлов, но коррозионностойкий и теплоёмкий (долго сохраняет тепло). Однако он хрупок, поэтому чувствителен к значительному перепаду температур воды в подающей и обратной магистралях. При аккуратном обращении может прослужить до полувека. Напольные котлы бывают как одно контур-ными, так и двухконтурными — со встроенным баком для горячей воды, например, из нержавеющей стали. Как правило, у них отсутствуют встроенные расширительный бак и циркуляционный насос, что даёт большую гибкость при выборе оборудования для конкретной системы отопления.