Устройство печной газовой горелки

Отопительная система, где главным элементом является газовая печь — распространенный вид обогрева частных домовладений и коттеджей. В пользу природного газа как источника тепла говорит многое: высокий КПД, экологичность, возможность сделать процесс отопления полностью автоматизированным. Само топливо тоже является самым недорогим в настоящее время, если, конечно, не брать в расчёт энергию ветра и солнечное излучение. Но эти способы пока не нашли своего широкого спроса из-за недоступной цены оборудования.

Качество газового отопления зависит от того, как эффективно работает газовая горелка для печи.

Принцип работы

К газовым печкам редко подключают водяные контуры. Нагревается помещение напрямую — разогретым воздухом от печки. Разница с твердотопливной печью только в том, что используется природный газ, а не дрова.

Совет. В газовые печи очень просто вмонтировать водяной контур с теплообменником или водяной бачок, иногда подключают систему, которая позволяет вывести теплые воздушные массы в смежные помещения.

Существуют варианты газовых печей, комбинированных с твердотопливным агрегатом, либо работающем на электричестве. Есть универсальные горелки, которые работают на солярке, если в этом возникает необходимость.

Важно. Все монтажные, а так же ремонтные работы, связанные с газовым топливом, должны выполнять исключительно представители специализированной организации, имеющей соответствующее разрешение.

Какими бывают газовые печи

С помощью газовых печей отапливают домовладения и дачные домики, однако наибольшую популярность такие устройства приобрели при сооружении бань. Чаще всего для этого случая покупают агрегаты заводского изготовления, которые имеют металлический корпус. При этом нужно правильно подобрать модель по мощности и предназначению, учитывая условия эксплуатации. Сооружают и кирпичные печи.

По способу генерирования тепла печи можно разделить на два вида:

  1. Имеющие камеру сгорания. Газ поступает в отопительную камеру и при горении нагревает её стены.
  2. Печь с теплообменником. В конструкциях этих обогревательных агрегатов газ поступает в изогнутую жаропрочную стальную трубку, которая выполняет роль теплообменника.

Во втором случае печи оснащаются дополнительно системой принудительной подачи воздуха и выводом продуктов сгорания.

Газовые печи различают по теплоёмкости. Этот показатель зависит от возможности агрегата накапливать тепло.

По такому параметру печи подразделяют на следующие категории:

  1. Печи постоянного горения. У них более тонкие стены, которые остывают достаточно быстро. Однако есть и существенный плюс — так же быстро они и прогревают комнату., отдавая тепло наружу. Чтобы в помещении поддерживать постоянную комфортную температуру, печь должна быть в режиме «включено». Это типичный дачный вариант. Можно приехать и сразу согреться.
  2. Печь периодической топки. Это массивное теплоёмкое сооружение, которое способно отдавать тепло даже после того, как газ перекрыт. Для того, чтобы сохранить тепло, каналы и камеру сгорания отделывают глиняным кирпичом. Очень удобно ставить такие печи в банях. Они в короткий срок прогреют камни и начнут отдавать тепло в течение длительного времени. Для обогрева домовладений этот вариант так же более приемлем.

Важно. Газовые печи могут функционировать как от магистрали природного газа, так и от баллонного. Распространены печи, функционирующие на биотопливе. Подобный камин на биотопливе также весьма эффективен. Для него нужно немного усовершенствовать конструкцию.

Выбираем горелку

Печные газовые горелки, которые устанавливают в печь домовладения или дачного домика схожи между собой. Как и газовая горелка для котла, она имеет камеру сгорания (теплообменник), корпус, систему дымоотвода, каналы для нагретого воздуха и автоматический блок.

Однако есть одна обязательная деталь, которая имеет в каждом случае свои особенности — газовая горелка для печки. Именно она отвечает за КПД отопительного агрегата, мощностные характеристики, экономное расходование топлива, безопасную эксплуатацию и другие важные параметры.

В газовой горелке происходит процесс смешивания газа с кислородом, в ней находится блок управления процессом горения топлива. С его помощью можно выставить определённый режим, настроенный на уровень температуры, который требуется для обогрева. Котлы и печки часто имеют одинаковые модели горелок.

Читайте также:  Из чего состоит червячный зубчатый передаточный механизм

Одноступенчатые атмосферные газовые горелки для домашней печи не сложные в применении, их легко вмонтировать в отопительный блок. Им не нужная электроподпитка. Такую горелку ставят на лицевую сторону, туда, где располагается топочная дверка.

Важно. Чтобы подобрать горелку, нужно знать её мощность, она заключается в возможности данной модели перерабатывать определённое количество топлива в заданный промежуток времени.

Какими бывают горелки

Если газовую горелку рассматривать с точки зрения способа управлением тепловой мощностью, то все модели можно разделить на следующие категории:

  1. Одноступенчатые. В данном случае подача (отключение) газа происходит автоматически, по сигналу реостата.
  2. Двухступенчатые. Горелка имеет конструктивную возможность переходить в экономный режим. Этот процесс регулируется автоматически.
  3. Горелки с плавающей регулировкой. Мощность горелки можно изменять плавно, от 10 до 100 процентов.

Горелки подразделяются по способу подачи воздуха:

  1. Атмосферные. В данном варианте не нужно электричество, воздух поступает к горелке под естественным действием тяги. КПД не очень высокое, не больше 90 процентов. Это простая конструкция: труба с отверстиями, куда подаётся топливо. Работает она в камерах сгорания открытого типа. Их можно быстро переоборудовать при необходимости под жидкое топливо, срок службы у таких горелок очень долгий. Однако такие горелки предъявляют к себе повышенные требования безопасности.
  2. Наддувные. Их ещё называют дутьевыми или вентиляторными горелками. Это довольно сложная конструкция. Воздух к горелке подаётся вентилятором, камера сгорания в этом случае закрытая. КПД превышает 95 процентов. Печам с такими горелками не нужны громоздкие дымоходы. Печь при этом стабильно работает даже при низком давлении газа. Однако они производят много шума и энергозависимые.
  3. Диффузно-кинетические. Воздух в камеру сгорания нагнетается частично, остальная часть подводится сразу к пламени.

Важно. В капитальных устройствах с высокой теплоёмкостью, при высокой мощности печи горелка способна перегреться. Рекомендуется ставить модель, устойчивую к высокому температурному режиму.

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.

На сайте приведены основные сведения о системах газоснабжения, об устройстве и эксплуатации бытовой газовой аппаратуры, управления газовым хозяйством. Для подготовки и повышения квалификации слесарей газового хозяйства, будет интересна также инженерно-техническим работникам, специалистам и ответственным за безопасную эксплуатацию и ремонт оборудования систем газоснабжения.

Сгорание газа в отопительных или бытовых приборах происходит при помощи газовых горелок. На практике применяют в основном два типа горелок — диффузионные и эжекционные.

диффузионных горелках газ и воздух поступают в топливник раздельно (рис. 52). Газ через открытый кран 1 поступает по газопроводу в горелку 2, располагаемую внутри топливника и представляющую собой стальную трубку.

Рис. 52. Схема работы диффузионной горелки

Из горелки газ выходит через небольшие отверстия 3 и сгорает в потоке воздуха, отдельно подаваемого в топливник через стенное отверстие 4. Схема работы и устройство эжекционной горелки показаны на рис. 53. Здесь воздух для поддержания горения поступает в двух местах. Одна часть (первичный воздух) засасывается (эжектируется) внутрь горелки через камеру всасывания 2. Таким образом, газ из трубки 1 подается в зону горения уже частично смешанным с воздухом, остальная часть воздуха (вторичный воздух) подается в топливник через отверстие 6. Горелка имеет регулятор первичного воздуха. Для лучшего перемешивания первичного воздуха с газом горелка имеет суженную горловину 3, которая при помощи раструба (диффузора) 4 соединяется с головкой горелки 5.

Читайте также:  Генератор постоянного тока своими руками

Рис. 53. Схема работы эжекционной горелки

Подача вторичного воздуха более качественно может осуществляться не просто через отверстие в стенке топливника, а через отверстия поддувальной решетки или еще лучше через расположенный под горелкой металлический канал или короб с мелкими отверстиями для выхода воздуха (рис. 54).

Рис. 54. Подача вторичного воздуха через короб по всей длине горелки:
1 — горелка; 2 — короб с отверстиями; 3 — регулятор вторичного воздуха; 4 — щель для первичного воздуха; 5 — газовый кран; 6 — газопровод.

Сгорание газа в горелках эжекционного типа ввиду предварительного его смешения с воздухом происходит более совершенно, чем в горелках диффузионных.

На рис. 55 показана «саратовская» горелка, получившая распространение при переводе на газ печей в г. Саратове. Головка горелки 4, выполненная в виде трубы, имеет закрытый торец и три ряда сквозных отверстий через которые газовоздушная смесь поступает в топливник. Газ в горелку поступает через сопло 2, первичный воздух подается через отверстия, открытие которых может изменяться вращением регулятора 1.

Рис. 55. Эжекционная «саратовская» горелка

Смешение газа с первичным воздухом происходит в смесительной камере 3. Изготовляется горелка из алюминиевого литья. Вторичный воздух для горения подается через отверстия в нижней части металлического щитка, на ротором укрепляется горелка и который закрывает топочное отверстие печи. К недостаткам горелки относится отсутствие предохранительных устройств на случай отрыва пламени или временного прекращения поступления газа.

Предохранительные устройства, устраняющие эту опасность, выполняются или в виде автоматически действующих приборов, или при помощи блокировки (совместной работы) крана впуска газа и крана открытия запальника. На рис. 56 показана горелка конструкции завода «Газоаппарат», снабженная автоматическим прибором защиты, который прекращает дальнейшую подачу газа в горелку при перерыве газовой струи или ее отрыве.

Рис. 56. Установка реконструированной горелки в топливной печи

Горелка эжеиционного типа имеет две трубчатые горелки к которым подводится газ по газовому коллектору 9 Между насадками расположен запальник 14, в виде трубки с отверстиями. Вся горелка и аппаратура смонтированы на металлической плите 7. Плита укреплена шпильками на рамке 6, которая устанавливается в топочном отверстии печи на четырех распорных болтах 3.

Для поступления первичного воздуха служат отверстия 10, открытие которых регулируется поворотом перекрывающих крышек. Подача вторичного воздуха происходит из поддувала 11 через перфорированный стальной лист 12. Управление подачей происходит при помощи осевого регулятора 2.

Для зажигания запальника служит смотровое окно 8 на фронтовой плите. Окно снабжено заслонкой на оси. Автоматический прибор защиты составляет термопара 5 (два сплава хромелькопель) и электромагнитный клапан 4. Электромагнитный клапан стоит перед запорным краном 13; термопара располагается между насадками горелок. Она состоит из двух прутков разнородных металлов, сваренных между собой. При нагревании в термопаре возникает электрический ток, который передается в обмотку электромагнитного клапана, в результате чего создается электромагнитное поле. Под действием силы этого поля клапан открывается и остается открытым до прекращения подачи электрического тока от термопары к магнитной катушке.

При отрыве пламени от горелки или в случае временного прекращения поступления газа из газопровода запальник гаснет; термопара прекращает нагреваться и электрический ток в магнитной катушке исчезает. Вместе с этим прекращается работа электромагнита, и клапан под действием обратной пружины закрывает отверстие на газопроводе, не допуская дальнейшей подачи газа к горелкам.

Читайте также:  По каким параметрам выбрать пылесос для дома

Существуют также автоматические приборы, регулирующие количество газа, подаваемого в топливник. Изготовление автоматики сопряжено с известными трудностями и с применением дефицитных металлов.

Значительно проще по конструкции газовая эжекционная горелка системы Ю. П. Соснина, с предохранительным устройством в виде блок-крана, показанная на рис. 57. Она состоит в основном из следующих частей: фронтового топочного щитка 10, трубчатой горелки 3, трубки вторичного воздуха 2, расположенной под горелкой, блок-крана 8 и запальной трубки 4.

Рис. 57. Трубчатая эжекционная головка с блок-краном

Топочный щиток из стали толщиной 4 мм снабжен отверстием с заслонкой 1 для зажигания и наблюдения за работой горелки. Ниже расположены отверстия для трубчатой горелки и запальной трубки. Под ними имеется отверстие для трубки вторичного воздуха. На конце этой трубки, выходящей наружу и имеющей щели, устанавливается регулятор вторичного воздуха 6 в виде поворотной муфты с отверстиями.

Регулятор первичного воздуха 5 выполняется также в виде поворотной муфты на конце трубчатой горелки. Смещение газа и первичного воздуха происходит в смесителе 9. Газ подается коллектором 7, на двух отростках которого устанавливается блок-кран 5. Блок-кран объединяет два крана: кран горелки и кран запальника.

Часть окружности рукоятки крана запальника срезана, а на окружности крана горелки сделан дуговой вырез, куда входит круглая часть рукоятки запального крана. Этим достигается (блокировка (объединение) работы обоих кранов. Открыть кран горелки можно только после открытия крана запальника, когда ручка его повернется к крану горелки своей срезанной частью. Таким образом, прежде чем зажечь основную горелку, надо сначала открыть кран запальника и зажечь запальник.

Убедившись, что запальник работает надежно, т. е. пламя его горит спокойно, не отрываясь, можно открыть кран горелки и включить ее в действие. Если пламя запальника отрывается, то необходимо уменьшить тягу в печи, прикрывая дымовую задвижку.

Во время горения закрыть кран запальника без предварительного поворота и закрытия крана горелки невозможно.

Размеры самого топливника для сжигания газа, т. е. камеры, где устанавливается газовая горелка, могут быть по ширине и высоте меньше, чем это требуется для сжигания твердых пород угля. Ширина топливника зависит от ширины устанавливаемой горелки, а высота — в 1/2—2 раза больше высоты пламени горелки.

Если установлены мощные горелки или они работают продолжительное время (4—5 час.), а также при непрерывном горении, толщина боковых стенок должна быть не менее 3/4 кирпича, из которых внутренняя часть выкладывается из огнеупорного шамотного кирпича. Она не связывается с наружной частью стенки во избежание трещин от неодинаковых температурных расширений.

Ввиду сравнительно короткого пламени газовых горелок и следовательно малой излучательной способности факела располагать горелку в топливнике следует возможно ниже, чтобы вся нижняя часть печи прогревалась. Очень важно, чтобы направление вторичного воздуха было правильным и воздух охватывал бы пламя горелки, а не проходил стороной, бесполезно охлаждая печь.

Пример неудачного расположения горелки и подвода вторичного воздуха показан на рис. 58. Горелка установлена высоко и не обогревает нижнюю половину топливной камеры; неправильное направление вторичного воздуха отклоняет пламя, причем основная масса воздуха проходит мимо, охлаждая дымообороты печи.

Рис. 58. Неправильная установка газовой горелки в топливнике отопительной печи:
1 — горелка; 2 — вторичный воздух

Для лучшего использования тепла и более совершенного сгорания газа полезно снабжать топливник насадкой из огнеупорных кирпичей, располагаемых над пламенем горелки и образующих щелевидные проходы для пламени. Благодаря насадке достигается лучшее перемешивание газа с вторичным воздухом. Кроме того, накаленные кирпичи поднимают температуру топливника и способствуют более полному сгоранию газовоздушной смеси, проходящей в прозорах между кирпичами насадки. Топливник с насадкой и с расположением горелки в нижней части изображен на рис. 59.

Рис. 59. Правильная установка горелки в топливнике печи:
1 — насадка; 2 — горелка; 3 — вторичный воздух

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector