Как поставить газовую горелку в твердотопливный котел? – Все, что нужно знать об отоплении

«бездымоходные» горелки

Мы близко подошли к самому современному теплообменному оборудованию, оснащаемому атмосферными горелками закрытого типа. Подобные котлы нередко называют «бездымоходными». Они оборудуются миниатюрными дымоотводами, нередко выходящими прямо за противоположную стенку.

Котел отопления с закрытой топкой – это агрегат для отопления, в котором атмосферная горелка заключена в специализированную камеру. Кислород сюда поступает снаружи, через специализированный дымоход коаксиального типа. Через него же убираются газообразные, жидкие и твердые вещества.

Положительные качества котлов работающих на газу с закрытыми горелками:

• Возможность монтажа в самых разных помещениях – на кухнях, в подвалах, в ванной комнате (хоть в спальной комнате);
• Очень высокая безопасность – газ горит в изолированной камере. Если даже он потухнет, а автоматика на это не прореагирует, газовоздушная смесь будет удалена за пределы дома или квартиры;
• Очень высокий КПД – газовые водогреи с закрытыми горелками на самом деле очень продуктивны, но это можно отнести далеко не ко всем моделям;
• Намного эффективное управление температурой – для этого тут используется система регулировки скорости вращения вала вентилятора;
• Высокая чистота в экологическом плане – горючее горит фактически полностью.

К несчастью, есть и недостатки:

За очень высокую безопасность и увелинный КПД понадобиться заплатить большим уровнем шума и возросшими счётами за обслуживание.

• Очень высокая сложность – атмосферные горелки для отопительных котлов обладают более трудной конструкцией, что осложняет проведение работ по ремонту;
• Чуть сниженная надежность – чем больше деталей, тем ниже безаварийность системы (довольно часто подводят очень доступные образцы и модели китайского производства);
• Большая стоимость – для того чтобы приобрести «бездымоходный» котел, понадобится выложить большую сумму (они стоят на 10-15% дороже собственных атмосферных заменителей);
• Высокий уровень шума – установленый в системе вентилятор издает гул (параметр шума зависит от определенной модели);
• Отсутствие энергетические независимости – при отключении света оборудование остановит собственную работу. Проблема решается установкой источника бесперебойного питания.

Не обращая внимания на это, применение данных котлов для обогревания квартир и домов становится конкретной направленностью.

Вентиляция, кондиционирование и отопление

Отопление дома газом обходится в 2-3 раза дешевле любого другого способа обогрева жилища. Однако этот разрыв можно увеличить 4-кратного превосходства. Для этого нужно лишь подобрать энергетически эффективные газовые горелки для котлов отопления.Поскольку КПД (коэффициент полезно действия – соотношение потребляемой и отданной энергии) котла, по большей части, зависит именно от этого узла. Разновидности газовых горелок

С технической точки зрения горелка – обычный смеситель, который обеспечивает формирование газово-воздушной смеси, окисляемой в камере сгорания котла. Причем энергетическая эффективность котла зависит от степени прогорания топлива, которая, в свою очередь, связана с процентным соотношением газа и кислорода в подаваемой в камеру сгорания смеси.

Газовая горелка для котла отопления

Поэтому в основе классификации горелок находится именно способ подачи кислорода в камеру сгорания.

Этот способ сортировки позволяет выделить следующие типы газовых горелок:

• Атмосферный вариант «смесителя», предполагающий естественный приток воздуха.
• Надувной вариант, предполагающий механический приток, организуемый с помощью напорного оборудования (вентилятора).
• Диффузионно-кинетический вариант конструкции, предполагающий дозированную подачу потока воздуха, подмешиваемого к потоку прямо во время горения.

Кроме того энергетическая эффективность котла зависит от возможности регулировать интенсивность горения топлива в рабочей камере теплогенерирующей установки. И чем шире диапазон регулировки, тем выше энергетическая эффективность оборудования.

Поэтому вторичная классификация горелок построена на возможности управлять пламенем в камере сгорания котла.

Этот способ сортировки выделяет следующие разновидности горелок:

• Одноступенчатый вариант, который исключает возможность регулировки в процессе горения.
• Двухступенчатый вариант, обеспечивающий два режима работы котла.
• Модулируемый вариант, предоставляющий возможность регулировать интенсивность горения в пределах от 10 до 100 процентов.

Разумеется, все вышеописанные разновидности горелок обеспечивают совершенно разную энергетическую эффективность. Поэтому каждый тип горелок заслуживает отдельной оценки.

Перевод котлов на газ

Для варианта сохранения слоевых топочных устройств широкое применение получили схемы с подовыми и с вертикально-щелевыми горелками. Преимуществом подовых горелок являются простота устройства, дешевизна, надежность и бесшумность работы, возможность перевода слоевых топок на сжигание газообразного топлива без значительных переделок.

Подовые горелки обеспечивают равномерное поле температур в горизонтальном сечении топки и более низкую температуру стенок футеровки. Эти особенности подовых (щелевых) горелок позволяют удобно применять их не только для небольших котлов, но и для более крупных, паропроизводительностью до 35 т/ч.

В последнее время перевод котлов на газ широкое применение получили подовые двухтрубные горелки. Достоинством их по сравнению с однотрубными горелками является более активное участие воздуха в начальной стадии горения. На рис. 5-1 показана схема расположения газовых струй в двухтрубной горелке, а в табл.

Подовые горелки устанавливают над колосниковой решеткой. Для котлов с короткими решетками подовые горелки устанавливают параллельно оси котла; для длинных колосниковых или цепных решеток — перпендикулярно оси котла.

Рис. 5-1. Перевод котлов на газ. Схема расположения газовых струй в двухтрубной подовой горелке.

Смесителем горелки является кирпичная щель. Иногда над щелью устанавливают различные насадки, чтобы уменьшить высоту факела, стабилизировать горение и улучшить теплоотдачу в топке.

На рис. 5-2 показан вариант переоборудования топки с цепной решеткой на сжигание газа с установкой подовых горелок с перекрытыми амбразурами. Колосниковая механическая решетка перекрывается несколькими рядами шамотных кирпичей для предотвращения пережога колосников с уплотнением для устранения присоса воздуха в топку.

Горелочная щель образуется кладкой из шамотного кирпича класса А первого сорта. Продукты сгорания выходят из горелочного устройства в горизонтальной плоскости, омывая под топки. В камере перекрытой амбразуры обеспечивается хорошее перемешивание воздуха и газа при высокой температуре, что способствует быстрому выгоранию горючих элементов. Воздушные короба секционного дутья и решетка используются без переделок.

Недостатком подовых горелок является невозможность быстрого перехода с сжигания газообразного на твердое топливо без демонтажа горелочных устройств.

Ленгипроинж проект разработал вертикально-щелевую горелку, применяемую для экранированных водотрубных котлов, горелка, которая по своей конструкции близка к подовой, но устанавливается на боковых стенах топки, что обеспечивает быстрый переход на сжигание резервного твердого топлива.

Вертикально-щелевая горелка (рис. 5-3) представляет собой металлический короб 1, в который вмонтированы две газораспределительные трубки 2 с газовыпускными отверстиями. Трубки размещены вблизи канала смесителя, представляющего собой вертикальную щель, прорезанную в обмуровке боковой стены.

Ширина щели принимается равной 80 мм, высота ее в зависимости от паропроизводительности котла составляет 600, 700 или 1 000 мм. Патрубок воздушного короба 1 присоединяется к воздуховодам от дутьевого вентилятора. На патрубке устанавливается ручная заслонка.

Горелка работает следующим образом: струйки газа, вытекающие из газовыпускных отверстий, поступают в поток воздуха, направляющегося в щель от дутьевого

вентилятора. Смесь газа и воздуха поджигается раскаленными стенками щели. Горение происходит в пределах топочного .пространства при длине факела около 800 мм. Горелки работают устойчиво без отрыва .пламени от щели при давлении газа в диапазоне от 140 до

2 250 мм вод. ст. и при давлении воздуха от 100 до 130 мм вод. ст. При коэффициенте избытка воздуха αт= 1,1 потеря qз отсутствует.

В табл. 5-2 приведены основные размеры вертикально-щелевых горелок (по данным Ленгипроинжнроекта).

На котлах ДКВР-2,5-13 устанавливают по одной горелке на каждую сторону топки; на котлах ДКВР-4-13,

ДКВР-6,5-13 и ДКВР-10-13 — по две горелки на каждую сторону топки; на котлах ДКВР-20-13 — по три горелки. Горелки располагают против имеющихся просветов экранных труб. Только на котлах ДКВР-4-13 и ДКВ-6,5-13 требуется демонтаж двух экранных труб для одной пары горелок.

Для защиты конструкций котлов ДКВР-2,5-13, ДКВР-4-13 и ДКВР-6,5-13 от перегрева окна пневмомеханических забрасывателей и шуровочные отверстия закладывают огнеупорным кирпичом; на котлах ДКВР-10-13 и ДКВР-20-13 закладывают только окна пневмомеханических забрасывателей.

Колосниковую решетку покрывают асбестовым картоном толщиной 5 мм, поверх которого засыпается бой огнеупорного кирпича размером кусков не более 100 мм при высоте засыпки 200 мм. В конце предтопка котлов ДКВР-10-13 и ДКВР-20-13 по всей ширине колосниковой решетки выкладывают стенку из огнеупорного кирпича.

На рис. 5-4 показана компоновка вертикально-щелевых горелок в котле ДКВР-6,5-13 с сохранением топки ПМЗ-РПК, а на рис. 5-5 компоновка горелок в котле ДКВР-10-13 с сохранением топки ПМЗ-ЧЦР.

Порядок сборки

1. Первое, с чего следует начать — соорудить устройство подачи воздуха. Для этого берем толстостенную трубу длинной, равной высоте топки. Снизу привариваем к ней болт. Вырезаем из листа металла круг одинакового с трубой диаметра или чуть больше, сверлим в нем отверстие для болта и соединяем его с воздуховодной трубой, прикрутив гайку. В идеале должно получиться как на этом фото.
   Так выглядит воздухоподающее устройство

Получилось, что труба подачи воздуха закрывается в нижней части свободно двигающимся кругом из металла. Именно с помощью этого устройства, увеличивая или уменьшая просвет, мы сможем управлять интенсивностью горения, а значит, температурой в помещении.

1. Далее, берем болгарку и диск по металлу, с ее помощью в трубе (той, к которой приваривали заглушку) делаем вертикальные прорезы шириной около 1 см. Через них в топочную камеру будет попадать воздух.
2. Вырезаем плоский стальной блин диаметра чуть меньшего, чем топка. Внутри него делаем отверстие под воздуховодную трубу, вставляем ее поддувалом вниз и привариваем, отступив 20–30 см от ее конца.
   В трубе воздухоподающего устройства делаем продольные надрезы — через них в топку будет проходить воздух
3. Начинаем работу с корпусом котла. Нам необходимо сделать цилиндр с герметичным дном. В случае использования пустого газового баллона срезаем верхнюю часть, а если изготавливаем цилиндр из толстостенного металлического листа — привариваем днище.
   Можно или сварить бочку или использовать любую имеющуюся, но с толстой стенкой
4. Делаем дымоход. Для этого в верхней боковой части полученного цилиндра с герметичным дном оформляем отверстие для выхода газов и привариваем трубу диаметром не менее 10 см.
   В верхней части корпуса привариваем трубу для отвода дыма
5. Следующим шагом мы устанавливаем воздухоподающую трубу в котел таким образом: вырезаем в центре днища топочной камеры отверстие равное диаметру воздухоподающей трубы и вставляем ее, чтобы поддувало свесилось вниз котла, за его пределы. При этом трубы подачи воздуха должна заканчиваться на несколько сантиметров ниже того места, где приварен дымоход.
   Труба подачи воздуха заканчивается ниже того места, где вварен дымоход
6. Теперь делаем теплорассеивающий диск. Берем металлический лист толщиной 10 мм и вырезаем блин размером чуть меньше диаметра корпуса и для удобства использования с помощью сварки крепим к нему ручку из арматуры или стальной проволоки.
   Крышка-теплорасеивающий диск
7. Выполняем конвекционный кожух и крепим его к печи. Делаем это так: варим из листовой стали цилиндр диаметром на несколько сантиметров больше, чем имеющаяся уже топка. Затем соединяем саму печи и конвекционный кожух любым из способов. Один из способов крепления виден на фото выше.
8. Заключительным этапом делаем крышку для корпуса печки. Можем использовать оставшийся отрезанный элемент от газового баллона, подойдет крышка от бочки. Привариваем к ней ручку для удобства — и котел длительного горения на дровах готов!
   Один из вариантов кожуха — бочка большего диаметра

Важно! Для хорошей циркуляции воздуха в кожухе этот самодельный котел длительного горения должен возвышаться над полом не менее чем на 25 см, поэтому следует приварить упоры-ножки из любых подручных стальных элементов (уголков, швеллера).

Для нормальной подачи воздуха обязательно нужны ножки

Конструкция печи видна неплохо на этом видео.

Рабочий принцип и требования

Однако знать суть и этапы процесса должен любой хозяин для элементарного контроля действий приглашенных исполнителей. А сомнения в их компетенции порой вполне оправданно закрадываются. Поэтому лучше проследить за осуществлением процедуры, от которой, между прочим, зависит безопасность дома и домочадцев.

Еще бывает, что представитель газовой службы никак не может добраться до удаленного местечка. В этой ситуации домашний мастер, конечно, попытается сделать все собственными руками. Но за результат усилий неопытного в газовой сфере умельца ответственности нести будет он сам, да и гарантии производителя аннулируются.

Приобретая газовый котел для бытового использования, мы получаем аппарат, настроенный на переработку магистрального варианта топлива. Централизованный газопровод поставляет нам смесь горючих газов, в которой преобладает метан. Магистральный газ поступает в приборы с природной плотностью и давлением, равным 21 мбар.

Сжиженный газ – утрированное название смеси пропана с бутаном, в которой может преобладать или первый, или второй компонент. В ней может быть преимущественно бутан с незначительной примесью пропана или наоборот, на 99 % преобладать пропан.

Плотность сжиженной смеси увеличивается в 600 раз. Давление повышается не на столько, но все же оно выше, чем у природного топлива, 30-31 мбар.

Для получения сжиженного газа давление пропана и бутана повышают примерно в 600 раз. Эта процедура предоставляет возможность сокращать объем топлива и хранить его перед использованием в сжиженном состоянии

Типы газов, на которых работают котлы, стандартизируются. Им присваивают коды, которые изготовитель указывает в технической документации. Так, потребление котлом магистрального газа отмечено кодом G20. Возможность работы котла от сжиженной смеси с преобладанием бутана обозначают G30, от смеси с преобладанием пропана – G31.

Для того чтобы голубое топливо выполняло свои значимые обязанности газ через форсунки поступает в камеру сгорания. Там газ с помощью горелки смешивается с воздухом в оптимальных для конкретного вида топлива пропорциях. Значит, на горелку газ должен подаваться в необходимом для нормального горения объеме.

Нормальное смесеобразование возможно при подходящем для его осуществления диаметре форсунок. От размера подающих отверстий зависит, сколько газа под определенным давлением попадет в камеру сгорания при конкретном объеме воздуха. Вот поэтому для сжиженных смесей и для магистрального газа устанавливаются форсунки с разным сечением.

Для перехода на потребление сжиженного газа не нужно кардинально переделывать оборудование, а тем более покупать новый агрегат. Надо всего лишь поменять либо только форсунки, либо коллектор (рампу) с форсунками

Заметим, что сечение форсунок определено не только типом газа, но и мощностью самого котла. К сведению, для работы агрегата мощностью 10кВт, функционирующего в максимальном эксплуатационном режиме, магистрального газа нужно 1,2 м³/ч, сжиженной смеси любого вида 0,86 кг/ч.

Чем мощнее оборудование, тем больше горючего требуется для его работы. Тем больше должен быть размер форсунок, пропускающих голубое топливо в камеру сгорания. Их сечение четко просчитано и строго регламентировано производителем, выпускающих для серии котлов заданной мощности горелки с форсунками заданного диаметра.

Во время поступления газа из форсунки газ смешивается с порцией воздуха, требующегося ему для нормального процесса горения. Обе составляющие должны подаваться в камеру сгорания в четко выверенных пропорциях

Так как же все-таки перейти на сжиженный газ, если изначально не догадались купить котел для сжиженного газа? Правильно, заменить либо коллектор полностью со всем набором форсунок, либо только форсунки, оставив коллектор на месте. Второй вариант возможен не во всех котлах.

Кроме замены устройств для подачи сжиженного газа потребуется еще выполнить перенастройку горелки газового котла с электронным типом управления. Это необходимо для полноценной доставки воздуха в объеме, требующемся для процесса бесперебойного горения. Новые настройки также обеспечат прерывание подачи газа при возникновении рискованной ситуации.

Предлагаем ознакомиться: Провести проводку в баню схема

Потребуется также установить редуктор, предназначенный для регулировки давления газообразного топлива. К газовому редуктору можно подсоединить один или группу баллонов. Возможно, потребуется поменять газовый клапан, если возникнет необходимость.

Для подключения котла к баллонам или газгольдеру требуется настроить редуктор на эксплуатационное значение давления газа. Иногда приходится менять еще и газовый клапан в котле, если он не подходит для подачи газа под требующимся давлением

В любой ситуации перед заказом исполнителя для перевода настенного или напольного газового котла на сжиженное горючее стоит проконсультироваться в газовой службе, курирующей ваше оборудование и подачу газа на ваш объект.

Там подскажут, какие устройства следует приобрести для перевода. Подсчитают, в какую сумму вам обойдется модернизация вместе с оплатой мастера.

В горелке сжигаемый газ совмещается с воздухом. При большой температуре происходит хим. реакция с образованием углекислого газа и воды.

Процесс идет с выделением энергии тепла. Энергия разогревает тепловой носитель в следующем рабочем узле – теплообменнике. Газообразные, жидкие и твердые вещества тем или другим способом выводятся на улицу.

Каким требованиям должна подходить горелка:

• обычная конструкция, надежность;
• длинный срок эксплуатации;
• небольшой уровень шума;
• легкость переключения с одного топлива на иное (если она предусматривается в конструкции котла);
• невысокое выделение окислов азота и угарных газов при возгорании выполняет котел практически хорошим в отношении экологии. Конечно, дымотвод и вытяжная труба обязаны быть устроены правильно.

Стоит ли проектировать газовый котел самому?

Разбор вариантов изготовления газового котла собственными руками начнем с того, что перерабатываемое ими топливо относится к разряду токсичных и взрывоопасных веществ. Газ легко воспламеняется. Малейшие просчеты в конструировании и реализации самоделок могут обернуться серьезными разрушениями, нанесением урона здоровью, потерей имущества.

Потому разработкой модели газового котла мы не рекомендуем заниматься людям, не имеющим технического образования со специализацией в сфере проектирования газового оборудования. Да зачастую и опытные газовщики не возьмутся за подобный проект.

Оптимальным решением вполне обоснованно считается:

• Переделка твердотопливной модели в газовый котел путем установки в топливник газовой горелки;
• Усовершенствование отслужившего, но работоспособного агрегата с ориентацией на использование в отопительном контуре. Дополнение заводской модели устройствами для нагрева и стимуляции движения теплоносителя;
• Изготовление пиролизного котла – оборудования, генерирующего газообразное горючее в результате переработки твердого топлива на первоначальном этапе. На вторичном этапе в дополнительном топливнике дожигается выделяемый в ходе сжигания дров газ.

Если у вас все же возникнет желание досконально изучить вопрос и изобрести вариант самодельного газового котла для устройства автономного отопления в частном доме, готовьтесь к буквальному «хождению по мукам». Вам предстоит получить разрешения и подтверждение безопасности изобретения в ряде государственных надзорных инстанций.

Самостоятельному народному умельцу потребуется:

• Проверить котел на соответствие требованием безопасности, после чего получить подтверждающий или опровергающий документ.
• Получить разрешения от ГосТехНадзора, ПожИнспекции МЧС и ГорГаза.
• Подать заявку на получение патента и сертификата, разрешающего изготовление в разовом или поточном исполнении.

Этот пусть и немногочисленный, но довольно внушительный перечень способен отбить желание изобретать у любого народного доки. Однако он не сможет погасить стремления модернизировать существующий агрегат посредством установки собранных на заводе горелочных модулей. Усовершенствование запросто совмещает безопасность эксплуатации с повышением эффективности.

Самый важный рабочий орган в газовом оборудовании – горелка. Установка ее превратит любой котел в требующийся нам тип нагревателя теплоносителя и горячей воды для санитарных целей.

В зависимости от способа подачи в камеру сгорания воздуха, требующегося для горения, горелки подразделяются на две основные группы:

• Атмосферные. Их устанавливают в открытые камеры сгорания атмосферных котлов. В них воздух свободно затягивается из помещения, в котором расположен котел.
• Вентиляторные (они же дутьевые). Такими моделями оснащают закрытые камеры сгорания, в которые воздух нагнетается принудительным способом с захватом его на улице. Для вывода дымовых газов им требуется коаксиальный дымоход и вентилятор.

Угольно-дровяной котёл «тополь»-м-14 с возможностью установки пеллетной или газовой горелки

Котел отопительный твердотопливный «Тополь-М» это модификация котла “Тополь”. Он предназначен для работы в автономных отопительных системах с рабочим давлением до 3 атмосфер и может использоваться для отопления жилых и производственных помещений площадью до 140 кв.м.

Новая линейка была расширена на одну модель меньшей мощности и состоит из котлов 14, 20, 30, 42, 60 и 80 кВт. Отличий от предыдущей модели много и они весьма значительные. Первое, что бросается в глаза — новый дизайн. Остальное менее заметно, но гораздо важнее.

Корпус котла стал теплоизолированным и более газоплотным. Водяная рубашка котла под декоративной обшивкой теперь покрыта базальтовым картоном, что существенно снизило тепло потери. Топочная дверца открывается в горизонтальной , а не в вертикальной плоскости и закрывается на замок.

Дверца зольника оборудована поддувальной заслонкой, которая регулируется с помощью винта в ручном режиме или управляется механическим тягорегулятором, который устанавливается в качестве опции. Таким образом, увеличившаяся газоплотность котла позволяет точнее регулировать подачу кислорода и продлить цикл горения топлива на одной загрузке до 10-12 часов.

Претерпела изменения камера сгорания: дополнительный горизонтально расположенный теплообменник в комбинации со съемной заслонкой делают газоход трехходовым. Таким образом увеличивается площадь теплообмена и повышается эффективность теплоотдачи. Заслонка сделана съемной специально для чистки теплообменника.

Кроме того на газоходе расположен прочистной люк, который позволяет легко удалить сажу. На верхней панели котла установлен термометр, измеряющий температуру подачи воды. «Тополь-М» использует в качестве топлива уголь и дрова. В качестве альтернативы возможно электроотопление, которое обеспечивает встраиваемый блок-ТЭН с внешним пультом управления (устанавливается по желанию и является опцией).

Также возможна установка газовой горелки на место шуровочной дверцы. Кроме того, наличие шуровочной дверцы создает дополнительные удобства для загрузки в току дров. Глубина топки составляет от 38 до 64 см. Отдельная зольная дверца позволяет удалять золу в любой момент топки котла.

Для удобства пользователя на все три дверцы установлены новые эргономичные ручки. Благодаря особенностям конструкции камеры сгорания топлива, повышенной газоплотности и качеству исполнения серия котлов «Тополь М» обладает наиболее высоким КПД среди бюджетных моделей твердотопливных и комбинированных котлов.