Газовые горелки для котлов отопления своими руками

Газовые горелки для котлов отопления своими руками

Газовые горелки для котлов отопления своими руками
СОДЕРЖАНИЕ
0

Выбираем газ

Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.

Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см.

далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.

Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.

Что представляет собой газовая горелка

Газовая горелка – это один из важнейших узлов любого котла. Она отвечает за создание устойчивого пламени. Именно здесь происходит сжигание подающегося топлива. Полученное тепло поднимается вверх, к теплообменнику, где практически полностью переходит в теплоноситель. Продукты сгорания вместе с остатками тепла тем или иным образом удаляются в атмосферу.

Низкое выделение окислов азота и угарных газов при горении делает котел почти безупречным в экологическом отношении.

  • Форсунку – отсюда выбрасывается газ;
  • Систему розжига – обеспечивает поджигание газа;
  • Систему автоматики – контролирует температуру;
  • Датчик наличия пламени – контролирует наличие огня.

Фото 1

Упрощенно говоря, все выглядит именно так. А чем отличаются друг от друга те или иные виды газовых горелок в различных моделях котлов, вы узнаете чуть позже.

Современная газовая горелка для котла отопления – это устройство, к которому предъявляются определенные требования. В первую очередь важна бесшумность работы. Сразу вспоминаются некоторые модели советских проточных водонагревателей, где пламя шумело с силой урагана. Современные образцы горят сравнительно тихо (также уделяется внимание тихому розжигу, без хлопков и взрывов). Дополнительное влияние на уровень шума оказывает конструкция камер сгорания.

Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века). Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит.

То же самое касается дешевых котлов российского производства – в них нередко устанавливаются недолговечные горелки.

В горелке сжигаемый газ соединяется с воздухом. При высокой температуре происходит химическая реакция с образованием углекислого газа и воды.

  • Котел фиксирует несоответствие температуры в отопительном контуре с заданными пользователями параметрами;
  • Открывается газовый клапан, в горелку начинает поступать газ;
  • В это же время срабатывает система розжига;
  • Газ поджигается, образуется пламя.

В это же самое время начинает работает контроль наличия пламени – если огонь вдруг потухнет, автоматика перекроет подачу голубого топлива. Как только температура в системе отопления достигнет заданного предела, подача газа будет перекрыта.

Реализация контроля наличия пламени реализуется в газовых горелках по-разному. Где-то стоит простой термоэлемент, а продвинутые котлы с автоматикой на базе электроники наделяются системами ионизационного контроля.

Как добиться безопасности

Тут дело в т. наз. числе Рейнольдса Re, показывающем взаимосвязь между скоростью потока, плотностью, вязкостью текущей среды и характерным размером области, в которой она движется, напр. диаметром поперечного сечения трубы. По Re можно судить о наличии турбулентности в потоке и ее характере. Если, к примеру, труба не круглая и оба характерных ее размера больше некоторого критического значения, то появятся вихри 2-го и более высоких порядков.

Далеко не все самодельные газовые горелки точно рассчитываются согласно законов газовой динамики. Но, если произвольно изменить размеры деталей удачной конструкции, то Re топлива или подсасываемого воздуха может скакнуть за пределы, которых оно придерживалось в авторском изделии, и горелка станет в лучшем случае коптящей и прожорливой, а, вполне возможно, и опасной.

Диаметр инжектора

Определяющим параметром для качества газовой горелки является диаметр сечения ее топливного инжектора (газового сопла, форсунки, жиклера – синонимы). Для горелок на пропан-бутане на обычную температуру (1000-1300 градусов) его можно ориентировочно принять таким:

  • На тепловую мощность до 100 Вт – 0,15-0,2 мм.
  • На мощность 100-300 Вт – 0,25-0,35 мм.
  • На мощность 300-500 Вт – 0,35-0,45 мм.
  • На мощность 500-1000 Вт – 0,45-0,6 мм.
  • На мощность 1-3 кВт – 0,6-0,7 мм.
  • На мощность 3-7 кВт – 0,7-0,9 мм.
  • На мощность 7-10 кВт – 0,9-1,1 мм.

газовые горелки с автоматикой для котлов отопления

В высокотемпературных горелках инжекторы делают более узкими, 0,06-0,15 мм. Отличным материалом для инжектора послужит отрезок иглы для медицинского шприца или капельницы; из них можно подобрать сопло на любой из указанных диаметров. Иглы для надувания мячей хуже, они не жаропрочны. Их используют более как воздуховоды в микрогорелках с наддувом, см. далее. В обойму (капсюль) инжектора его запаивают твердым припоем или вклеивают жаропрочным клеем (холодной сваркой).

Мощность

Делать газовую горелку на мощность свыше 10 кВт ни в коем случае не следует. Почему? Допустим, КПД горелки 95%; для любительской конструкции это очень хороший показатель. Если мощность горелки 1 кВт, то на саморазогрев горелки уйдет 50 Вт. О 50 Вт паяльник можно обжечься, но аварией он не грозит. А вот если сделать горелку на 20 кВт, то лишним будет 1 кВт, это уже оставленные без присмотра утюг или электроплитка.

Арматура

Третий фактор, определяющий безопасность горелки – состав ее арматуры и порядок пользования ею. В общем схема такова:

  1. Горелку ни в коем случае нельзя гасить регулировочным вентилем, подачу топлива прекращают вентилем на баллоне;
  2. Для горелок мощностью до 500-700 Вт и высокотемпературных (с узким инжектором, исключающим переход Re газового потока за критическое значение), питаемых пропаном либо изобутаном от баллона до 5 л при наружной температуре до 30 градусов, допустимо совмещать регулировочный и запорный вентили в одном – штатном на баллоне;
  3. В горелках на мощность более чем 3 кВт (с широким инжектором), или запитанных от баллона более чем на 5 л, вероятность «проскока» Re за 2000 весьма велика. Поэтому в таких горелках между запорным и регулировочным вентилями обязательно нужен и редуктор, поддерживающий в подающем газопроводе давление в определенных пределах.

Классификация газовых горелок

Долгое время на рынке царствовали самые простые котлы, лишенные сложной электроники и продвинутой автоматики. Они нуждались в полноценных дымоходах и должны были устанавливаться в помещениях с хорошей вентиляцией. Сегодня в продаже присутствуют агрегаты, которые могут эксплуатироваться практически в любых условиях. Наравне с ними продаются и традиционные модели. Все они отличаются конструкцией газовых горелок.

Атмосферные газовые горелки

Применение газовых горелок атмосферного типа значительно упрощает конструкцию отопительного оборудования. Они работают за счет естественного притока кислорода, а для удаления продуктов сгорания задействуются полноценные дымоходы. Так как кислород забирается из помещения, то в нем должна быть хорошая вентиляция. Давайте рассмотрим основные достоинства атмосферных котлов:

  • Простота конструкции – оказывает прямое влияние на стоимость оборудования;
  • Низкий уровень шума – здесь отсутствуют дополнительные вентиляторы, гудит только пламя;
  • Более высокая надежность – здесь срабатывает вполне понятная закономерность, что оборудование с минимумом деталей ломается гораздо меньше и реже;
  • Энергонезависимость – благодаря этому оборудование может работать в зданиях, в которых отсутствует электрификация.

Есть и некоторые недостатки:

  • Не самый высокий КПД – с этим недостатком приходится мириться. Более совершенные газовые котлы с закрытыми горелками более экономичны и эффективны;
  • Необходимость в наличии полноценного дымохода, выходящего на крышу – в строящихся домах это дополнительные расходы;
  • Установка котла с атмосферной газовой горелкой должна осуществляться в специально отведенном помещении, где есть вентиляция и окошко – иногда следовать данным требованиям проблематично.

Газовые горелки для котлов отопления своими руками

Также необходимо отметить возможность неполного сгорания газового топлива.

«Турбированные» горелки

Мы вплотную подошли к самому современному отопительному оборудованию, оснащаемому газовыми горелками закрытого типа. Такие котлы нередко называют «турбированными». Они оснащаются компактными дымоходами, нередко выходящими прямо за противоположную стенку. Это очень удобно, особенно, когда здание находится на стадии строительства – не нужно мучиться с обустройством дымохода и вентиляционных каналов.

Отопительный котел с закрытой камерой сгорания – это отопительный агрегат, в котором газовая горелка заключена в специальную камеру. Кислород сюда поступает извне, через специальный коаксиальный дымоход. Через него же удаляются продукты сгорания. Управляет всеми потоками мощный вентилятор с автоматически регулируемыми оборотами. При желании, «турбированный» котел можно смонтировать в абсолютно герметичном помещении, лишенном вентиляции и окон.

Коаксиальный дымоход представляет собой эдакую конструкцию «труба в трубе». Он служит для забора наружного воздуха и для удаления продуктов сгорания. Выводится такой дымоход в произвольной точке ближайшей стены, но не ближе полуметра к ближайшим окнам (могут предъявляться и более строгие требования).

Достоинства газовых котлов с закрытыми горелками:

  • Возможность монтажа в любых помещениях – на кухнях, в подвалах, в ванных комнатах (хоть в спальне);
  • Повышенная безопасность – газ горит в изолированной камере. Даже если он потухнет, а автоматика на это не отреагирует, газовоздушная смесь будет удалена за пределы квартиры/дома;
  • Повышенный КПД – газовые котлы с закрытыми горелками действительно более эффективны, но это относится далеко не ко всем моделям;
  • Более эффективное управление температурой – для этого здесь применяется система регулировки частоты вращения вала вентилятора;
  • Высокая экологическая чистота – топливо сгорает практически полностью.

За повышенную безопасность и увелинный КПД придется заплатить высоким уровнем шума и возросшими счетами за обслуживание.

  • Повышенная сложность – газовые горелки для котлов отопления обладают более сложной конструкцией, что затрудняет проведение ремонтных работ;
  • Чуть сниженная надежность – чем больше деталей, тем ниже надежность системы (особенно часто подводят самые дешевые образцы и китайские модели);
  • Высокая цена – для того чтобы купить «турбированный» котел, придется выложить круглую сумму (они стоят на 10-15% дороже своих атмосферных аналогов);
  • Повышенный уровень шума – установленный в системе вентилятор издает гул (уровень шума зависит от конкретной модели);
  • Отсутствие энергонезависимости – при отключении света оборудование остановит свою работу. Проблема решается установкой источника бесперебойного питания.

Несмотря на это, использование данных котлов для обогрева домов и квартир становится определенной тенденцией.

Горелками закрытого типа оснащаются так называемые конденсационные котлы, которые отличаются повышенным КПД за счет отбора тепла из продуктов сгорания.

Как сделать газовый котел своими руками

Газовые горелки малой мощности для быта и мелкого частного производства по эксплуатационным показателям классифицируются след. образом:

  • Высокотемпературные – для точных спаечно-сварочных, ювелирных и стеклодувных работ. КПД не важен, нужно добиться максимальной для данного топлива температуры пламени.
  • Технологические – для слесарных и кузнечных работ. Температура пламени весьма желательна не ниже 1200 градусов, и с соблюдением этого условия горелка доводится до максимальной экономичности.
  • Отопительные и кровельные – добиваются наилучшего КПД. Температура пламени, как правило, до 1100 градусов или ниже.

Касательно способа сжигания топлива газовая горелка может быть выполнена по одной из след. схем:

  1. Свободно-атмосферной.
  2. Атмосферно-эжекционной.
  3. С наддувом.

Атмосферные

В свободно-атмосферных горелках газ сгорает в свободном пространстве; приток воздуха обеспечивается свободной конвекцией. Такие горелки неэкономичны, пламя рыжее, коптящее, пляшущее и бьющееся. Интерес, представляют, во-первых, потому, что избыточной подачей газа или недостаточной воздуха любую другую горелку можно перевести в свободно-атмосферный режим.

Эжекционные

В эжекционных горелках не менее 40% необходимого для сгорания топлива воздуха подсасывается газовым потоком от инжектора. Эжекционные горелки конструктивно просты и позволяют получить пламя с температурой до 1500 градусов при КПД свыше 95%, поэтому используются наиболее широко, однако не могут быть выполнены модулируемыми, см. ниже. По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:

  • Одноконтурные – весь нужный воздух засасывается сразу. С должным образом профилированным газовым каналом на мощности более 10 кВт показывают КПД свыше 99%. Своими руками не повторяемы.
  • Двухконтурные – ок. 50% воздуха засасывается инжектором, остальное – в камеру сгорания и/или дожигатель. Позволяют получить либо пламя в 1300-1500 градусов, либо КПЛ свыше 95% и пламя до 1200 градусов. Используются любым образом из указанных выше. Конструктивно достаточно сложны, но своими силами повторяемы.
  • Полутораконтурные, часто называемые также двухконтурными – первичный воздух подсасывается потоком из инжектора, а вторичный свободно поступает в ограниченный объем (напр., топку печи), в котором и догорает топливо. Только однорежимные (см. ниже), но конструктивно просты, поэтому широко используются для временного запуска отопительных печей и котлов на газе.

С наддувом

В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно. Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно (см. далее), но изготовление отопительной горелки с наддувом требует солидной производственной базы. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:

  1. Однорежимные;
  2. Двухрежимные;
  3. Модулируемые.

Изготовление газового котла состоит из нескольких этапов.

Приняв решение о самостоятельном изготовлении газового котла, найдите подходящий проект с чертежами. На них должно быть подробно расписано про котлы отопления, подключение, охлаждение, дымоотвод, дефлектор и другие нюансы.

Внимание! Перед тем как приступить к изготовлению, хорошо разберитесь в чертежах и найдите фото готовых схем. Любая неточность или изменение неблагоприятно отразится на эксплуатации в будущем.

При изготовлении учитывают потери тепла в каждом помещении, где планируется отопление. Даже в комнатах с равными площадями теплоотдача будет разной.

Фото 2. Чертеж настенного газового котла. Стрелками указаны составные части отопительного прибора.

Расчёты проводятся с запасом 10%, ориентируясь на реальные размеры объектов.

Справка. Самый простой способ расчёта: на каждые 10 кв. метров площади требуется 1 кВт энергии. Теплотворная способность газа — 6,55 кВт.

Количество энергии, потребляемое котлом за сутки, делят на его теплотворную способность и так получают необходимый объём котла.

Таким образом, надобно:

  • рассчитать всю гидравлическую систему;
  • учесть расходы на дымоотвод, включая дефлектор;
  • заранее определиться с диаметром труб;
  • установить нужную мощность насоса;
  • рассчитать сопротивление системы.

Фото 3. Чертеж отопительного котла на газу. Указаны размеры прибора и его составные части.

Материалы

После выбора проекта мастер просчитывает количество материалов на котёл отопления. Нельзя заменять упомянутый металл другим для удешевления установки: он может оказаться более мягким, а это приведёт конструкцию в негодность.

Материалы для работы:

  • металлическая и газопроводная трубы;
  • стальной лист;
  • дверцы для создания топки;
  • кирпич;
  • арматура;
  • глина;
  • влагоизолирующий материал (гудрон);
  • цемент;
  • оцинкованная жесть.

Важно! Некоторые компоненты, как термостат или дефлектор, проще приобрести в специализированном магазине, а не создавать самостоятельно.

Газовые горелки для котлов отопления своими руками

На что ориентироваться при выборе покупных деталей для газовых котлов:

  • Термостаты лучше выбирать программируемые, чтобы с их помощью контролировать и регулировать температуру котла. Отечественные аналоги не уступают иностранным моделям в качестве.

Фото 4. Программируемый термостат для газового котла. При помощи него можно задавать подходящую температуру.

  • Дефлектор устанавливается сверху дымоходной трубы и обеспечивает вытяжку. Подойдёт в виде конусообразного зонтика из нержавеющей стали.
  • Автоматика включает в себя: модуль пламенного контроля, защиту от перегрева, контроллер тяги, подрывной клапан. Для стабильной работы агрегата нужны все перечисленные устройства.

Инструменты:

  • сварочный аппарат;
  • паяльник;
  • набор отвёрток и ключей;
  • молотки;
  • пассатижи;
  • уровень;
  • угол;
  • рулетка;
  • сварочный инструмент;
  • термостат;
  • автоматика;
  • дефлектор.

Этапы постройки:

  1. Проще всего своими руками сделать напольный газовый котёл, который устанавливают на фундамент. Поэтому сначала вырывают яму глубиной около 80 сантиметров. На её дно насыпают песок, заливают его водой и дают пропитаться. Затем немногим ниже уровня земли выкладывают камни, битые кирпичи и щебёнку.
  1. Собирают опалубку с каркасом и заливают бетонным раствором, через сутки её убирают. Место под опалубкой засыпают гравием с песком и закрывают влагоизолирующим материалом.
  2. Выкладывают стенку из кирпича и цементного состава, защищающую основную стену от разогретого газового котла. Высота и ширина стенки из кирпича на 10 см больше, чем размеры котла.
  3. По чертежам вырезают листы, подготавливают уголки, трубки, внутренние детали.
  4. Происходит сборка деталей в единую систему. Перед этим этапом посмотрите видео, показывающее процесс. Неправильное расположение компонентов приводит к неработоспособности конструкции. При выполнении сварочных работ нельзя забывать о безопасности: мастер надевает защитные перчатки, специальную маску и рабочую одежду.
  5. Из стального бака и медной трубки изготавливают теплообменник, благодаря которому в котле нагревается вода. Вверху и внизу бака делают два отверстия, соответствующих диаметру трубки. Трубку сгибают в виде спирали и вставляют в бак. На концы трубки, выходящие из бака, устанавливают фитинги.
  6. После сборки зачищают края и красят агрегат. Последнее делают для того, чтобы в холодное время года не появлялся конденсат и металл не начал ржаветь.
  7. После установки котла сбоку к нему приваривают дымоход — трубу из металла не менее 20 см, по которой будет уходить углекислый газ из агрегата. В кровле вырезают отверстие и приподнимают трубу на 30—40 см над крышей. Щели между ней и кровлей заполняют монтажной пеной и минеральной ватой.
  8. К котлу подключают источник бесперебойного питания. Стабилизатор крепят рядом в сухом месте, куда не попадёт вода. Его нельзя перегревать и замораживать.

Законодательством установлено, что перед установкой газового котла хозяин должен получить разрешение для монтажа в Горгазе.

  1. На прямой и обратный трубопроводы отопления приобретают запорную арматуру — краны «американки», позволяющие произвести демонтаж котла при возникновении аварийной ситуации.
  2. На трубопровод обратной подачи теплоносителя устанавливают фильтр механической очистки воды.
  3. Устанавливают отсекающую арматуру на газопровод, к которому будет подключаться котёл, в виде газового крана и газовый фильтр.
  4. Подсоединяют газопроводную трубу, подающую топливо. Все стыки и подключения герметизируют.
  5. Подсоединяют котёл к водопроводной сети и трубопроводу подачи горячей воды.

Правилами запрещено подведение газа в подвалы и цокольные этажи здания, поэтому хозяин должен выделить отдельное помещение в доме, соответствующее нормам, иначе установку агрегата не одобрят в службах.

Попытка сэкономить на автоматике отопительного оборудования приводит к перегреву системы отопления и даже разрыву трубопроводов.

Перегрев возникает также из-за отсутствия циркуляции. В этом случае, проверяют насос, фильтр и термостат перегрева.

Неверные подсчёты требуемой мощности приведут к тому, что получаемого от котла тепла будет не хватать для обогрева помещений.

Если при разогреве котла не поднимается давление, то может быть нарушена герметичность системы и нужно подтянуть соединения, после чего немного добавить давления.

Проблемы могут возникнуть, если при составлении проекта не учитывались особенности конкретного объекта: скачки напряжения в сети, низкое качество топлива, недостаточное давление газа, не организована правильная вентиляция или не выдержаны рекомендации по допустимым расстояниям от котла до другого оборудования и стен. При ремонте придётся провести модернизацию инженерных работ.

Прочие различия

Рассмотрим разделение газовых горелок по типу розжига. Самый простой вариант – с горящим запальником (фитилем). При срабатывании автоматики, фитиль поджигает газ и котел начинает греть теплоноситель. Минусов здесь два – повышенное потребление газа и низкая безопасность (запальник может потухнуть). Первичный розжиг осуществляется спичками или с помощью пьезоэлемента, дающего искру.

Природный газ из магистрали дает ровное горение, не образуя излишней копоти на стенках дымоходной трубы.

Электронный розжиг горелки предусматривает наличие в газовом котле высоковольтного преобразователя. Энергия берется от батареек или электрической сети. Первый вариант применяется в энергонезависимых котлах, в которых отсутствует электронная автоматика. Второй вариант актуален для сложных агрегатов с электроникой на борту. Вместе с таким розжигом часто ставятся модули ионизационного контроля наличия пламени.

Также существует дележка по виду используемого топлива. Природный газ, поставляемый из магистрали, более чистый, он подается с оптимальным давлением (случаи скачков давления в обе стороны мы не рассматриваем). Пламя в котле получается чистым, без копоти. Оборудование подключается к сети без переделок.

Жиклеры позволяют нормализовать давление пропана до приемлемого значения – они поставляются в комплекте или приобретаются отдельно.

Примеры конструкций

Разбираясь в конструкциях газовых горелок, пойдем по пути увеличения мощности, это позволит лучше понять материал. И с самого начала познакомимся с таким важным обстоятельством, как наддув.

Мини от баллончика

Устройство мини газовой горелки с питанием от баллончика для заправки зажигалок

Устройство мини газовой горелки с питанием от баллончика для заправки зажигалок

Наддув – от аквариумного компрессора. Поскольку без сопротивления распылителя под водой он дает заметно пульсирующий поток, нужен ресивер из 5 л баклаги. Газировка в таких не выпускается, так что пробку ресивера нужно будет дополнительно загерметизировать сырой резиной, силиконом или просто пластилином.

Камни преткновения при повторении данной конструкции, во-первых, регулировка подачи газа. С воздухом проблем нет – его подачу устанавливают штатным регулятором компрессора. Но регулировка газа перегибанием шланга очень груба, а регулятор от капельницы быстро выходит из строя, он же вместе с ней одноразовый. Во-вторых, сопряжение горелки с баллончиком – чтобы его клапан открылся, нужно надавить на заправочный штуцер

Поможет решить проблемы первое, узел, показанный на поз. Б; делают его из той же пары игл. Сначала нужно подобрать отрезок трубочки для втулки, с небольшим усилием налезающий на штуцер баллончика, а затем, также с небольшим усилием, затолкать его в канюлю иглы; ее, возможно, придется немного рассверлить. Но втулка не должна болтаться ни на штуцере, ни в канюле по отдельности.

Затем делаем обойму для баллончика с регулировочным винтом (поз. В), вставляем баллончик, надеваем на штуцер регулятор по поз. Б, и заворачиваем винт до получения нужной подачи газа. Регулировка очень точная, буквально микроскопическая.

Паяльные горелки

Схема и принцип работы

Проще всего сделать паяльную горелку прим. на 0,5-1 кВт, если у вас есть в наличии любой газовый вентиль: кислородный серии ВК, от старого автогена (ацетиленовый ствол заглушается) и т.п. Один из вариантов конструкции паяльной горелки на основе газового вентиля показан на рис.

Простая газовая горелка для пайки

Простая газовая горелка для пайки

Его особенность – минимальное количество точеных деталей, да и те можно подобрать готовые, и достаточно широкие возможности регулировки пламени перемещением насадки 11. Материал деталей 7-12 – достаточно жаростойкая сталь; в данном случае подойдет относительно недорогая Ст45, т.к. температура пламени из-за полного отсутствия профилировки газового канала и эжекторных окон (которых как таковых и нет) не превысит 800-900 градусов. Также, вследствие того, что эта горелка одноконтурная, она довольно-таки прожорлива.

Горелки для универсального оборудования

Предназначенные для твердотопливных котлов отопления газовые горелки имеют сложное устройство. Они предназначаются для перевода отопительных приборов с одного вида топлива на иное. Благодаря особой конструкции после приобретения универсального агрегата, работающего на дровах, при появлении в населенном пункте газовой магистрали его можно перевести на функционирование с использованием природного газа.

Производят автоматические газовые горелки для приборов на твердом топливе в соответствии с вентиляторной схемой. После подачи газ смешивается с воздухом, а затем подготовленная топливно-воздушная смесь направляется в форсунку. Здесь она зажигается, при этом образуется факел пламени, имеющий высокую температуру.

На борт газовой горелки монтируют систему автоматики, мощный вентилятор, специальный фильтр и редуктор. Чтобы агрегат функционировал, требуется наличие электропитания. Само устройство обладает модульной (съемной) конструкцией.

Газовая горелка для твердотопливного котла отопления представляет собой довольно сложный агрегат. Она создана для перевода отопительного оборудования с одного вида топлива на другое. То есть, вы можете приобрести твердотопливный (универсальный) агрегат для работы на дровах, а при появлении газовой магистрали перевести его на работу с природным газом.

Обслуживание даже самой простой газовой горелки лучше всего доверить мастеру – услуги специалиста выйдут дешевле чем покупка нового агрегата.

Автоматическая газовая горелка для котла на твердом топливе построена по вентиляторной схеме. Сюда подается газ, смешивается с воздухом, после чего готовая топливно-воздушная смесь отправляется в форсунку. Здесь она поджигается, образуя высокотемпературный факел пламени. На борту горелки имеются мощный вентилятор, система автоматики, редуктор и газовый фильтр. Для работы агрегата требуется электроэнергия. Само изделие имеет модульную конструкцию (съемную).

Газовые горелки для котлов отопления своими руками

Типичный пример – газовая горелка для котла Купер. Сам котел является пеллетным, но к нему можно подключить сменную горелку и перевести его на природный или сжиженный газ.

Конструктивные особенности котлов

Газовая горелка имеет несложное устройство, она состоит из нескольких главных узлов, среди которых:

  1. Форсунка – служит для выброса газа.
  2. Система розжига – предназначается для поджигания газообразного топлива.
  3. Датчик, контролирующий наличие горящего пламени.
  4. Система автоматизации – отслеживает температурные показатели.

Так упрощенно выглядит конструкция.

Современные газовые горелки для котлов отопления – устройства, которые должны соответствовать ряду требований:

  1. Бесшумная работа. Является важным качеством. Многим потребителям знакомы проточные водонагреватели советских времен, в которых пламя сильно шумело. А вот современные модели функционируют относительно тихо. Также при выборе устройства следует обратить внимание на розжиг, поскольку не должно быть взрывов и хлопков. На уровень шума дополнительно влияет конструкция камеры сгорания.
  2. Продолжительный период эксплуатации. В старых моделях газовых агрегатов горелки работали долго, поскольку в то время оборудование делалось на века. Сейчас подобные технологии не используют, поэтому данные элементы, установленные в газовых котлах, ломаются довольно часто. В этом случае специалисты рекомендуют приобретать приборы, выпускаемые под известными торговыми марками, для которых используют качественные комплектующие. Не стоит покупать китайское оборудование непонятного изготовления и дешевые котлы отечественного производства, поскольку в них часто монтируют недолговечные горелки.
  3. Полное сгорание газообразного топлива. Это важное требование, поскольку горелка должна сжигать природный газ полностью с минимальным выделением продуктов горения и других сопутствующих соединений, включая угарный газ. На степень сгорания также влияют остальные узлы. Не следует забывать об обустройстве качественного отвода газов – для этого нужно сделать дымоход, имеющий хорошую тягу.

Принцип функционирования газовой горелки отличается простотой:

  1. Агрегат фиксирует наличие несоответствия между температурой в отопительном контуре с показателями, заданными пользователями оборудования.
  2. После открытия газового клапана топливо поступает в горелку.
  3. Одновременно срабатывает система розжига.
  4. После того, как газ зажегся, появляется пламя.

Одновременно начинается работа датчика пламени, который контролирует его наличие: если вдруг потух огонь, автоматика перекрывает поступление топлива. После достижения в отопительной системе нужной температуры подача газа прекращается.

Турбированные

Турбированный газовый котел отличается наличием коаксиального дымохода. Такой дымоход представляет из себя конструкцию труба в трубе. Через трубу большего диаметра на улицу выводятся продукты сгорания газа, через трубу меньшего диаметра поступает воздух для горения, который нагревается выходящими газами, что способствует экономичности.

Турбированные котлы оборудуются вентилятором принудительной тяги,  при помощи которого поступает воздух в агрегат для горения. Такие котлы имеют камеру сгорания  закрытого типа, которая обычно выполнена из меди или сплавов меди, иногда она бывает и чугунной.

Переделывая котел под газовый, можно использовать не только магистральный газ.  Ваш самодельный агрегат может работать и на сжиженном газе или на пропане. Для подключения баллонного газа необходимо установить редуктор, так как в баллоне газ находится под высоким давлением.

В некоторых случаях приходится менять форсунки на меньшие. Для удобства, чтобы постоянно не менять баллоны, можно соединить несколько баллонов. С учетом того, что на отопление дома  около 100 кв.м и получения горячей воды за неделю в среднем расходуется 2 баллона, можно рассчитать количество подключаемых емкостей с газом.

Для удобства и более эффективного использования газа  баллоны соединяют в так называемую рампу, соединить можно до 10 баллонов. Рампа состоит из двухплечевого коллектора, который делит всю группу емкостей на 2 части. После того, как в основной группе заканчивается газ, происходит переключение на дополнительную группу.

Самодельные горелки

Некоторые домашние умельцы изготавливают своими руками газовые горелки для нагревательных агрегатов, в частности под твердотопливные приборы. Специалисты советуют этого не делать, поскольку их использование небезопасно. Кроме этого такую конструкцию подключать к газовой магистрали никто не разрешит.

Самодельная горелка не является оптимальным вариантом. Лучше всего купить простой газовый энергонезависимый прибор и перевести его работу на баллонный газ.

Некоторые умельцы изготавливают газовые горелки для котлов своими руками (под твердотопливные котлы). Следует предупредить, что это небезопасно. Да и подключить такую конструкцию к газовой магистрали никто не даст. Чаще всего такие «поделки» изготавливаются на основе каких-либо отработавших свой век газовых агрегатов.

Атмосферные горелки

Наличие горелки атмосферного типа существенно упрощает конструкцию нагревательных приборов. Работают такие устройства в результате естественного притока кислорода, а чтобы удалить продукты сгорания монтируют дымоходы. Поскольку забор кислорода происходит из помещения, то в нем необходимо сделать качественную вентиляцию.

Достоинства котлов, в которых установлена атмосферная газовая горелка, следующие:

  1. Простое конструкционное устройство, что положительно отражается на стоимости оборудования.
  2. Низкий уровень шума. В приборе нет дополнительных вентиляторов, слышен только гул пламени.
  3. Высокая степень надежности. Поскольку прибор состоит из минимального количества комплектующих деталей, он ломается редко.
  4. Энергонезависимость. Так как работа агрегата не зависит от наличия электричества, его можно эксплуатировать в домах, где отключено электроснабжение.

Имеются и отрицательные моменты:

  1. Невысокий КПД. Котлы с закрытыми горелками имеют более совершенную конструкцию, они эффективнее и экономичнее.
  2. Обязательное обустройство дымохода, который необходимо выводить на крышу, что влечет за собой дополнительные финансовые расходы.
  3. Устанавливать котел под газовую горелку следует в специально предназначенном для этого помещении, где имеется окно и вентиляция, а такие требования выполнять иногда проблематично.

Подобные элементы печей отопления сконструированы так, что подача воздуха в них осуществляется так же, как в газовую плиту.

Конструкция

Атмосферная горелка — это одна или несколько трубок с проделанными в них отверстиями для выхода газа, который при смешивании с кислородом загорается от электрической или пьезовой искры.

Такой элемент котла, в отличие от газовой конфорки, имеет прямоугольную, как у теплообменника, форму. Благодаря этому нагрев становится более эффективным, увеличивается производительность и КПД всего отопительного оборудования.

Характеристики

Котлы с горелками атмосферного типа имеют простую конструкцию, но при этом небольшую мощность. Они удобны для отопления жилища загородного типа площадью не более 100 м2.

Еще на заводе такие приборы настраивают на работу с природным газом. Если появится необходимость сменить вид топлива, то переоборудование котла горелкой другого типа должен проводить только специалист.

Если требуется более мощное оборудование, то из соображений безопасности выбирают устройства, оснащенные горелками другого типа.

К достоинствам печей с атмосферными горелками относят бесшумность, небольшой вес, компактные размеры.

Сделать подобное оборудование своими руками возможно при строгом соблюдении технологии и правил пожарной безопасности.

Горелки закрытого типа

В настоящее время отопительное оборудование оснащают горелками закрытого типа. Подобные котлы называют «турбированными». Для их эксплуатации требуется монтаж компактных дымоходов, которые нередко выводят прямо за стенку, когда дом только строится. В этом случае значительно упрощается создание вентиляционных каналов и дымоходной системы.

Котел, оборудованный закрытой камерой сгорания, является отопительным агрегатом, в котором газовую горелку помещают в специальную камеру. В нее кислород поступает извне посредством коаксиального дымохода. Также через него удаляются продукты, образовавшиеся в процессе горения топлива.

Всеми потоками в коаксиальном дымоходе управляет мощный вентилятор, в котором обороты регулируются в автоматическом режиме. Он представляет собой конструкцию, состоящую из труб разного диаметра. Их помещают одну в другую.

Служит подобный дымоход для забора воздуха и удаления продуктов горения. Выводят его через близлежащую стену, соблюдая расстояние в полметра от оконных проемов, иногда к монтажу предъявляют более строгие требования.

Газовые приборы с закрытыми горелками обладают рядом достоинств:

  1. Возможность размещения в помещении разного назначения – на кухне, в ванной, в подвале и даже в спальне.
  2. Обеспечение повышенной безопасности, поскольку топливо сгорает в абсолютно изолированной камере. Если газ неожиданно потухнет, а автоматика не сработает, газовоздушная смесь будет удалена за пределы здания или помещения.
  3. Высокий показатель КПД. Агрегаты с закрытым типом горелки более эффективны, но это обстоятельство касается не всех моделей котлов.
  4. Эффективное управление температурным режимом, для чего используют систему регулировки скорости вращения вала у вентилятора.
  5. Экологичность – газ сгорает почти полностью.

Имеются и недостатки:

  1. Сложное устройство – закрытая газовая горелка для бытового котла имеет непростую конструкцию, что затруднят ремонтные работы.
  2. Пониженная степень надежности. Чем большее количество деталей, тем чаще ломается оборудование.
  3. Высокая стоимость. «Турбированный» агрегат стоит на 10 – 15 % дороже по сравнению с атмосферными аналогами.
  4. Повышенный уровень шума, который зависит от выбранной модификации. Встроенный в систему вентилятор сильно гудит.
  5. Энергозависимость. В случае отключения электричества оборудованием прекращает работу. Решить данную проблему поможет приобретение источника бесперебойного питания.

Как сделать газовый котел своими руками

Проще всего сделать первый тип горелки, так как ее вполне можно изготовить из подручных материалов.

Чтобы ее сделать, нужно будет использовать следующие материалы (практически все они являются подручными):

  1. Вентиль от пустого кислородного баллона (он здесь будет выполнять функцию форсунки). Какой это именно будет вентиль – совершенно не принципиально, можно использовать наиболее часто встречающийся ВК-74.
  2. Чтобы струя газа была направлена как можно уже, придется соорудить небольшой колпачок, который будет надеваться на вентиль. В нем осторожно делают небольшую дырочку и помещают туда жиклер (прекрасно подойдет такая деталь от паяльной лампы).
  3. Инжектор будет самым простым – для него понадобится стальная труба, толщина которой будет не выше 2 мм. В длину его лучше делать порядка 100 мм. Закреплять надежнее всего при помощи сварных работ. Однако в этом случае придется соблюсти некоторое расстояние, которое должно остаться между колпаком и соплом. Это делается для того, чтобы туда поступало достаточное количество свежего воздуха.
  4. Чтобы пламя быстро загоралось, рядом с соплом устанавливают пьезоэлемент. Можно обойтись и без него, а зажигать горелку с помощью спичек и куска бумаги.

Из газовой колонки

Для отопления небольшого помещения, например, для гаража или для сауны, при наличиии  «правильных рук»,  можно изготовить отопительный котел из газовой колонки, произведя в ней некоторые преобразования. Как сделать такой газовый котел  и какие нужны для этой переделки чертежи? Колонка имеет достаточно высокую производительность, которая  не нужна для отопления, и потребляет большое количество газа.

Для уменьшения расхода газа можно поставить две китайских  газовых горелки, рассверлив жиклеры на 1 мм.  Для расширительного бака можно использовать газовый баллон или пластиковую емкость. Расширительный бак следует устанавливать на подающей магистрали, чтобы при работе насоса не создавалось разрежения.

Насос можно купить, а можно и использовать бывший в употреблении, например, от стиральной машины. Если в автоматическом блоке колонки стоит таймер, он будет периодически отключать ваш миникотел. Следует поменять блок управления на новый, без таймера. Такое устройство может работать и на баллоном газе.

Из газовой плиты

Собственно, из газовой плиты изготовить котел проблематично, можно сделать своими руками подобие котла при помощи газовой плиты. Используют такое устройство в период межсезонья, когда центральное отопление еще не включено, а в квартире уже довольно прохладно, так как учитывая низкую мощность, полноценно обогреть жилье в сильные морозы не получится.

Металлическая емкость с водой устанавливается на одну из конфорок для подогрева.  Сверху  емкости  подключаются трубы, идущие к пластиковому  трубопроводу, сбоку, в нижней части резервуара,  подсоединяется обратка. Устанавливается насос, который подает жидкость в батареи.

На случай отключения электричества можно подключить  блок бесперебойного питания от компьютера.  Для безопасности работы такого отопительного устройства следует подключить расширительный бачок, для него подойдет неиспользуемый небольшой баллон от газа,

либо пластиковая емкость. Нелишним будет и установить предохранительный клапан, который сработает в таком агрегате, если забудете включить циркуляционный насос, или будут возникать проблемы с подачей электропитания на него.

Из баллона

Для изготовления  используется газовый баллон, котел работает по принципу пиролизного котла, в котором теплоноситель обогревается за счет сгорания газа. Для того, чтобы сделать такое устройство самому, вам понадобятся:

  • газовый баллон на 50 литров (достаточно, чтобы обогреть помещение до 70 кв.м;
  • сварочный агрегат;
  • электроды;
  • болгарка или газовый резак;
  • лист металла.

Можно вырезать боковую дверцу для загрузки топлива, можно загружать сверху. Верх баллона срезается, срезанная часть после небольшой доработки и установки на ней ручек, используется, как крышка. В баллон погружается поршень с нижней насадкой. Насадка состоит из полой трубы, через которую поступает воздух для горения. На низ поршня приваривается «блин», чуть меньшего диаметра, чем диаметр баллона.

К нему привариваются дугообразные лопасти (можно вырезать из баллона) для создания вихревого потока над тлеющим топливом. Приваренная к лопастям в нижней части окружность из металла меньшего диаметра, чем сам «блин»,  будет предотвращать появление открытого огня. Такая конструкция обеспечивает медленное тление огня, а газ, поднимаясь, будет сгорать в верхней части.

Сбоку баллона вырезается отверстие для дымохода, приваривается труба для отвода и выводится наружу. Дымоходная труба делается из труб двух диаметров, боковое колено 0,15 м, вертикальное — 0,2 м. Разница в диаметрах будет создавать двухступенчатую тягу, более пассивную, нежели в трубе одного  размера, что обеспечивает длительное горение, до 10 часов.

Водяную рубашку для отопления можно сделать по-разному — вокруг корпуса баллона или вокруг дымохода. Агрегат с теплоносителем вокруг дымохода более экономичный, так как использует тепло, которое обычно улетучивается на улицу. К рубашке подводятся трубы отопления, на подающей верхней трубе монтируется расширительный бак, который можно сделать из баллона небольшой емкости. Устанавливается насос для обеспечения принудительной циркуляции.

При подведении к жилью газовой магистрали владельцы твердотопливных котлов начинают задумываться о том, как сделать из твердотопливного газовый котел. Если просто вставить в нижнюю часть  газовую горелку, экономии не получится.  Твердотопливные котлы не приспособлены для эксплуатации на газе и при таком раскладе большая часть тепла будет улетать через дымоход.

Получить модернизированное устройство с высоким КПД можно, значительно изменив конструкцию твердотопливного агрегата.  Но при таком изменении теплогенератора использовать его в будущем как твердотопливный уже не получится. Переделка заключается в приваривании металлических однодюймовых труб над горелкой агрегата.

В этом случае  пламя горелки не будет уходить в дымоходную трубу, а будет отдавать тепловую энергию циркулирующей в этих трубах воде. Для начала производится демонтаж котла, снимается кожух. Перед началом переделочных работ следует учесть несколько моментов:

  • трубы размещаются на высоте 30 мм от горелки;
  • чтобы избежать застоя жидкости в трубах и ее закипания, они размещаются под углом;
  • трубы располагаются «шахматкой» в три яруса, расстояние от одной до другой трубы должно быть 1,5-2,0 см.

С внешней части котла, при помощи болгарки, вырезается отверстие в водяной рубашке  с небольшим запасом, для удобства приваривания.

Чтобы просверлить отверстия в металле под трубы, потребуется коронка с насадками из победита. Диаметр коронки должен быть больше диаметра труб на несколько миллиметров для возможности расположения трубы под наклоном.

Место сверления время от времени поливайте мыльной водой, чтобы от перегрева  не отлетели победитовые насадки. Трубы лучше всего приваривать газовой горелкой. После того, как приварили все трубы, необходимо сделать герметизацию водяной рубашки. В центре приварите штырь из арматуры, который впоследствии предотвратит раздувание котла.

Затем заваривают отверстие в водяной рубашке по периметру. Перед установкой котла в него заливают воду  и проверяют, нет ли течи. При обнаружении вновь вырезают окно и заваривают место течи.

От чего зависит экономичность котла?

Основным показателем экономичности котла является его КПД -коэффициент полезного действия. Средний показатель КПД различных моделей находится в пределах 90-94%. Гораздо большим КПД, более 100%, обладают конденсационные теплогенераторы, которые используют для нагрева теплоносителя  и конденсат, который образуется при сгорании газа.

На экономичность влияет и тип камеры сгорания — открытая или закрытая. В закрытой камере сгорания газ сгорает полностью, в воздух попадает минимальное количество угарного  газа. Правильный выбор мощности также является важным фактором экономичности котла. Если поставить слишком мощный котел, то он будет включаться и выключаться через очень небольшие интервалы времени, как следствие, будет потреблять больше газа.

При недостаточной мощности теплогенератор будет работать на износ, что значительно сократит срок его службы.  Экономичную работу котла обеспечит автоматика, которая будет реагировать на изменение температуры в помещении. И, самое главное,  утепление дома, потому что,  каким бы экономичным не был ваш котел,  отопление улицы сведет все на нет.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector