Газовая горелка для бани, печей и котлов отопления – что это такое, как работает, виды, расчет мощности

Природный газ – один из самых распространённых, доступных и недорогих видов топлива. Поэтому его часто применяют как для отопления частных домов, так и для производства горячей бытовой воды в самых различных целях, в том числе для бани, бассейна и сауны. Разберем, что собой представляет газовая горелка для бани, а также отопительного оборудования, по какому принципу она функционирует, по каким признакам классифицируется и на какие виды подразделяется, а также как правильно рассчитать ее мощность для конкретных условий применения.

Печная газовая горелка – что это такое, принцип действия, особенности

Газовая горелка представляет собой специальное приспособление для сжигания природного газа и передачи образуемой тепловой энергии на отопительный контур, емкость с водой или металлический теплоприемник для нагрева помещения. Таким образом происходит преобразование потенциальной энергии вещества газа в тепло, которое в свою очередь используется в бытовых условиях для отопления или нагрева воды. Поэтому установки такого типа применяются в печах для бань или домов, а также в отопительных котлах.

Независимо от набора технических характеристик и назначения газовые горелки состоят из следующих основных узлов:

• Форсунка – элемент, непосредственно подающий газ в камеру сгорания.
• Устройство для розжига – образует искру для воспламенения топлива.
• Сенсор пламени – следит за наличием и стабильностью пламени.
• Блок автоматики – контролирует уровень нагрева и прочие заданные характеристики, влияющие на работу оборудования.

В классическом варианте такая горелка непосредственно нагревает корпус печки – то есть когда для производства огня применяют не дрова, а газ. Однако нередко возникает необходимость нагреть воду или эффективно отопить соседние помещения. Тогда устройство совмещается с баком или тепловым контуром.

Принцип действия

На примере отопительного агрегата, принцип работы газовой горелки сводится к следующему алгоритму:

1. Как только температура теплоносителя в радиаторах опускается ниже установленного значения, термодатчик фиксирует ситуацию и подает сигнал в специальный блок управления.
2. Открывается клапан подачи газа.
3. Одновременно с поступлением топлива на форсунку срабатывает система розжига.
4. В камере сгорания образуется пламя, подогревающее тепловой контур.
5. По мере достижения теплоносителем заданного уровня нагрева срабатывает термодатчик на обратную команду – перекрывания подачи газа и гашения горелки.

В течение всего периода, пока в камере есть пламя, работает датчик слежения. Если вдруг огонь погаснет, он незамедлительно информирует о событии блок автоматики, который в свою очередь посылает команду на прекращение подачи топлива.

Требования

Помимо соответствия нормам безопасности установка оборудования рассматриваемого типа в бытовых условиях должна отвечать следующим общим требованиям:

• Бесшумность. Данный параметр не только влияет на уровень комфорта применения оборудования, но также является индикатором эффективности и исправности его работы. Например, газовая горелка работает с избыточным шумом при несовершенной конструкции камеры сгорания, что будет свидетельствовать о ее низком КПД. Кроме того, возникновение хлопков при запуске говорит о неправильном функционировании системы розжига.
• Долговечность. Чем надежнее и качественнее сделано приспособление, тем дольше и стабильнее будет работать оборудование. Такой набор свойств может гарантировать только известный производитель. Напротив, у моделей дешевых и неизвестных фирм горелки часто выходят из строя, и их периодически приходится менять, что только увеличивает итоговые расходы.

• Высокий КПД. На эту характеристику влияют не только основные, но и дополнительные элементы, например, система вытяжки. А сам параметр задает и эффективность, и производительно, и полноту сгорания топлива, и степень чистоты выхлопных газов, от которой будет зависеть экологическая обстановка дома и участка.

На заметку! Существуют универсальные модели газовых печей. Помимо работы от основной горелки они могут производить тепло при сжигании твердого или жидкого топлива, а также при необходимости использовать электроэнергию.

Особенности установки в бане

Для того чтобы газовая горелка эффективно и безопасно работала в печи для бани, ее установке должен сопутствовать следующий набор требований:

1. Достаточно сильный приток и отток воздуха в помещении.
2. Возможность регулировки тяги.
3. Объем помещения не менее 12 м³.
4. Соблюдение противопожарных мер.
5. Качественная термоизоляция печной трубы.

Для запуска в эксплуатацию оборудования обязательно потребуется допуск от Ростехнадзора. При этом если оно будет питаться сжиженным газом, для хранения емкостей потребует обустраивать специальное хранилище. Баллон с газом не допускается ставить рядом – в самой бане или предбаннике.

Использование такой горелки для бани оправдано следующими преимуществами:

• Быстрый нагрев воды и корпуса печки. Парилка готовка к эксплуатации уже через 1 час после запуска.
• Компактность оборудования. Занимает намного меньше места, чем классическая дровяная печь.
• Точный контроль уровня нагрева, задаваемый датчиками.
• Высокая безопасность системы при использовании автоматики.
• Экономный расход энергоресурсов. На треть выгоднее, чем при использовании дров, и вдвое – чем для электрических аналогов.
• Экологическая безопасность. Печка не засоряется золой, сажей, ее не нужно чистить. Кроме того, не образуется угарный газ.

Однако эксплуатация газового оборудования всегда сопряжена с опасностью взрыва и необходимостью строгого соблюдения норм и требований, чем, пожалуй, и ограничиваются главные его недостатки.

Разновидности газовых горелок

Современные виды газовых горелок классифицируются по следующим признакам:

• Техническим параметрам.

По возможности управления мощностью они подразделяются на:

1. Одноступенчатые.
2. Двухступенчатые.
3. Плавно регулируемые.

По способу подачи воздуха в камеру сгорания приборы делятся на:

1. Атмосферные.
2. Наддувные.
3. Диффузионно-кинетические.

По модификации системы розжига оборудование подразделяется на:

1. Электронные.
2. Запальные – поджигаемые вручную или пьезо-элементом.

При наличии одинаковых технических характеристик устройства могут различаться по конструкции и области использования.

• Назначению и сфере применения.

В зависимости от предназначения, места применения и установки в конкретный тип оборудования, горелки подразделяются на 3 основные разновидности:

1. Для банных печей.
2. Для отопительных котлов.
3. Универсальные.

Разберем особенности каждой разновидности более детально.

Управление мощностью

Прежде всего устройства рассматриваемого типа различается по возможности управления тепловой мощностью на 3 основных подвида:

1. Одноступенчатые. Характеристики газового потока не изменяются. Включается и отключается только подача по команде реостата.
2. Двухступенчатые. По мере необходимости, когда требуется не рабочий нагрев, а только поддержка уже достигнутого уровня, оборудование автоматически переключается в эконом-режим.
3. Плавная регулировка. Изменение мощность горелки осуществляется в диапазоне значений от 10 до 100%.

Справка! Показатель мощности горелки – важнейший фактор выбора. Величина характеризуется, как определенное количество топлива, сжигаемое за конкретную единицу времени.

Способ воздухоподачи

Газовые горелки для котлов отопления с автоматикой классифицируются также по механизму воздухоподачи на 3 основные модификации:

• Атмосферные.

Отличается простотой устройства. Воздух поступает естественным образом – силой тяги. По сути представляет собой отрезок трубы с отверстиями, через которые подается газ.

Главные плюсы:

1. Несложная конструкция.
2. Низкая цена.
3. Минимальный рабочий шум, так как отсутствуют приборы вентиляции.
4. Надежность и долговечность, ввиду простоты устройства и малого количества узлов.
5. Независимость работы от источника электроэнергии.
6. Возможность переоборудования под жидкое топливо.

Недостатки:

1. КПД менее 90%.
2. Необходимость устройства дымохода.
3. Наличие хорошей вентиляции в помещении.
4. Возможность неполного сгорания топлива.

Применяются такие горелки в открытых камерах сгорания, а также печках. При этом в ходе их эксплуатации должны строго соблюдаться правила безопасности.

• Наддувные.

Оборудование имеет более сложное устройство по сравнению с выше представленным вариантом. Воздух для поддержки пламени подается специальным вентилятором или турбиной. Применяется в агрегатах с закрытой камерой сгорания.

Основные преимущества:

1. Более высокий КПД, не менее 95%.
2. Работает даже при минимальном давлении газа.
3. Нет необходимости обустройства полноценного дымохода с выводом на крышу.
4. Лучшая безопасность за счет закрытой камеры сгорания.
5. Установка допускается не в специальном помещении.
6. Полное сжигание топлива, обеспечивающее экологическую чистоту окружающей среде.

Недостатки наддувных газовых горелок для котлов отопления проявляются прежде всего в их зависимости от источника электропитания и высоком уровне шума из-за постоянно работающего вентилятора. Кроме того, они дороже стоят и тяжелее ремонтируются в случае поломки, так как обладают сложным устройством.

• Диффузионно-кинетические.

Модели данной категории отличаются от выше представленных технологией сжигания газа. Воздушная подача в них разделяется на два потока. Один поступает в камеру сгорания, второй – непосредственно к пламени.

Вариант розжига

В современных моделях для поджига могут применяться 2-е разновидности систем:

• Запальник.

Представляет собой постоянно горящий фитиль. При срабатывании автоматики поступающий или просто открытии вентиля газ воспламеняется от запальника, который в свою очередь поджигается вручную, например, спичкой, либо пьезо-элементом.

Главный недостаток такого способа – ненадежность и низкая безопасность. Запальник может просто погаснуть. Основная сфера его применения – энергонезависимое оборудование, не оснащенное электроникой.

• Электронный розжиг.

Более совершенный способ поджигания газа. Воспламенение топлива осуществляется электрической дугой, генерируемой специальным преобразователем высокого напряжения. Вариант отличается большей надежностью и безопасностью.

Однако подходит только для энергозависимого оборудования. Современные модели помимо автоматики также оснащаются сенсорами контроля пламени по степени ионизации.

Обратите внимание! В зависимости от назначения горелки могут оснащаться дополнительными приспособлениями. Так, в моделях для отопительных и банных печей имеются специальные рассекатели. Они более равномерно распределяют пламя по поверхности, что обеспечивает более качественный и быстрый нагрев.

Назначение

Современные газовые горелки могут одинаково эффективно применяться как для печей отопления, так и для их банных аналогов, так и для полноценных котлов. Имеются следующие особенности их использования:

• Для бани.

Банная печка данной модификации представляет собой компактный корпус с вмонтированной горелкой и подведенным газопроводом. Нагрев емкости с водой и каменки осуществляет за счет энергии сжигания газа.

Обязательным условием ее эксплуатации является установка терморегулятора и устройства безопасности, в случае необходимости перекрывающего газоподачу. Заводские модели печей могут быть как с готовыми емкостями, так и без них. Выбор того или иного варианта определяется местом установки – в доме, бане или другом помещении.

• Для котла.

Промышленно изготовленные отопительные агрегаты комплектуются горелками заданной мощности, и потому потребителю не приходится выполнять какие-либо настройки. Другое дело, когда котел приходится собирать из отдельно приобретаемых компонентов.

В таком случае необходимо учитывать тип камеры сгорания агрегата – закрытой или открытой. От этого показателя будет зависеть разновидность газовой горелки, подходящей под соответствующие условия работы. Также берется во внимание мощность, обслуживаемая площадь, необходимость автоматизации и прочие важные факторы.

• Универсальные модели.

Горелки съемного типа, предназначенные для установки в любое подходящее оборудование. Например, ими могут оснащаться котлы и печи, функционирующие на твердом или жидком топливе. При этом для максимальной эффективности и производительности такие установки оснащаются мощной системой подачи воздуха, фильтрами, редуктором и автоматикой.

Правила расчета мощности

При выборе бытовой газовой горелки для печи или котла отопления для дома необходимо учитывать необходимую мощность – достаточную для того, чтобы оборудование справлялось со своей задачей. Стандартно на каждый 1 м³ помещения парилки требуется 1 кВт прибора. Например, если объем бани 5 куб. м, то для качественного обогрева потребуется модель на 5 кВт.

В расчете должны учитываться поправки на теплопотери, особенности архитектуры сооружения и недостатки теплоизоляции. Так, для компенсации потерь тепла через окно площадью 1 м² нужно прибавить 3 кВт. Также если баня выполнена из бруса или бревна, но не имеет специального утепления, расчетное значение необходимо увеличить в 1,5 раза. Аналогичные, но более сложные правила применяются для определения оптимальной мощности котла или печи обогрева для дома.

Важно! В настоящее время широкое распространение получило газовое оборудование самодельного или кустарного производства. Согласно нормативным требованиям, установка и эксплуатация таких изделий в доме или бане запрещена. Кроме того, они могут оказаться небезопасными и малоэффективными.

Коротко о главном

Газовая горелка представляет собой специальное приспособление для сжигания природного газа с целью выработки тепла и использования его для нагрева воды или помещения. Применяется в домовых и банных печах и отопительных котлах. В конструкцию входят такие основные элементы, как форсунка, система розжига, датчик контроля пламени и автоматика. Принцип действия основан на подаче газа в форсунку и его поджиге в ответ на команду блока управления – в зависимости от температуры нагреваемой области.

Образуемое пламя подогревает поверхность корпуса печи или теплообменный контур с теплоносителем. Современная газовая горелка должна обладать высоким КПД, бесшумностью и долговечностью. Главные преимущества использования ее для печки в бане – меньшие размеры, более быстрый прогрев, экономичность и возможность точного контроля температуры. Недостатки проявляются в необходимости строгого соблюдения специальных требований и правил безопасности.

Существующие виды газовых горелок, устанавливаемых в печку бани или дома, а также в отопительные агрегаты, классифицируются по следующим параметрам:

• Возможности настройки мощности.
• Механизму подачи воздуха.
• Типу розжига.
• Сфере применения.

Каждая разновидность обладает своим рядом преимуществ и недостатков. При выборе оборудования для конкретных условий применения важно грамотно рассчитать мощность.