Газовая горелка для печи: принцип работы печных горелок, виды, как выбрать

Назначение и преимущества форсунок

Газовые горелки (или форсунки) предназначены для работы печи на газу. Как и другие подобные устройства, форсунка смешивает топливо — природный или сжиженный газ с воздухом. В результате в печи идёт повышение температуры.

Чаще всего такие газовые изделия устанавливаются в банях, где требуется высокая температура в течение длительного времени. Однако ничто не мешает установить форсунку в доме, чтобы избавить себя от привычных методов растопки. Кроме этого, у подобной продукции имеется ряд существенных преимуществ:

• Безопасность. Так как подобная продукция работает с взрывоопасным материалом, к ней применяются строгие требования относительно надёжности. В этом можно убедиться, ознакомившись с сертификатом качества.
• Наличие автоматики. Большинство газовых изделий оборудуется автоматической регулировкой температуры, что обеспечивает не только экономный расход топлива, но и защищённость от перегрева или взрыва печи.
• Экономичность. Как известно, газ значительно дешевле, чем стоимость дров, угля или электричества.
• Разнообразие используемого топлива. Многие устройства могут работать на природном либо на сжиженном газе.
• Лёгкость в управлении. Эксплуатация газовых устройств для печей не требует каких-то определённых навыков. Кроме того, некоторые модели могут работать от специального пульта дистанционного управления.
• Эргономичность. Для хранения угля, дров или иных горючих материалов требуется немало места. Поступление же топлива в форсунку идёт от газовой колонки.

Советы по выбору

Правильный выбор газогорелочного устройства может рассматриваться совместно с правильным выбором котлоагрегата. Все заводские отопители бытового назначения комплектуются такими устройствами, которые в максимальной степени подходят для данной конструкции.

Тем не менее, нужно разбираться в маркировке газовых горелок для котлов, чтобы понимать, какой процесс нагрева она может обеспечить.

Существуют и более сложные модификации, например, горелка для котла КЧМ — оснащается тремя форсунками. Наиболее часто применяется при переходе котлов с твердого на природный/сжиженный газ.

«Купер» – горелочный аппарат комбинированного типа, работающий на разнообразных видах топлива и имеет простой вариант монтажа.

Из всего вышесказанного можно сделать одно очень важное заключение — горелка для газовых котлов считается “сердцем” любого агрегата. Ее не возможно рассматривать отдельно или заменять на другие модификации самостоятельно, поскольку котлы и горелки — одно конструктивное целое

Использование самодельной горелки в заводских котлах не допускается. Собственнику котла нужно разбираться в принципах работы горелочного устройства, чтобы обеспечить максимальную и продолжительную работоспособность оборудования.

Виды газовых горелок

Основных типов всего два:

1. Атмосферные горелки. Атмосферные ГГ отличаются доступной стоимостью, простотой в изготовлении и эксплуатации. Такие устройства обеспечивают смешивание и сгорание газа в топливнике за счет перепадов атмосферного давления. Они функционируют без электричества, но сильно зависят от движения воздуха в том помещении, где находится печь. При любом ощутимом перемещении воздуха объем тепла, выделяемого топкой, меняется в ту или иную сторону.

   При использовании атмосферной горелки необходимо оборудовать в помещении дополнительный источник воздуха и постоянно контролировать состояние дымохода. Следует также учитывать, что топливо в такой печи будет сжигаться не полностью, часть газа неизбежно будет уходить в трубу.

   При монтаже атмосферной горелки вам придется серьезно усовершенствовать и топливную камеру, и саму горелку. Это связано с тем, что в камере стандартного размера пламя будет касаться дна каменки или металлических элементов печи. Чтобы исправить такое положение дел, необходимо разместить источник огня как можно ниже и строго в центре топливника.

Наддувные горелки. Наддувные ГГ считаются более практичными и удобными в эксплуатации, поскольку они обеспечивают принудительное поступление воздуха в топливную камеру. Такие устройства оснащаются специальным вентилятором, скорость вращения которого определяет быстроту сгорания топлива в камере.

Наддувная газовая горелка для печки в баню работает от электричества – и это, пожалуй, ее единственный существенный недостаток. При отключении электричества она не сможет запустить процесс обогрева парной, поэтому для подобных ситуаций неплохо иметь альтернативный вариант

При выборе таких устройств важно учитывать глубину топливной камеры, чтобы огонь не задевал ее задней стенки

Горелка АГГ-40П для печи Сибирь 30 ЛК, Сибирский утес 20 с выносным топливным каналом.

Конструкция импульсной горелки

Она имеет более высокий КПД, по сравнению с естественными, более эффективна и сложна по конструкции. Топливная горелка состоит в основном из семи элементов:

• Топливный насос, он подаёт в котёл топливо из бака (жидкое топливо) и оснащён регулятором давления, который возвращает излишек топлива, необходимый для сгорания.
• Вентилятор, он обеспечивает процесс горения воздухом, необходимым для сжигания топлива.
• Соленоидный клапан — это клапан, который работает автоматически. Он используется для подачи струи топлива в достаточном количестве для сжигания.
• Сопла — это центральная часть горелки. Сопло позволяет очень тонко распылять топливо, чтобы способствовать его тщательному перемешиванию с воздухом, образуя топливовоздушную смесь для сжигания.
• Топливный нагреватель, он позволяет сделать жидкое топливо, содержащееся в резервуаре, менее вязким, чтобы способствовать сгоранию. Эта начальная вязкость связана с температурой хранения в баке, а также с конкретными характеристиками топлива.
• Электроды, они позволяют разжигать газовоздушную смесь для создания нужного пламени.
• Головка сгорания, которая состоит из двух элементов. Кончик, который направляет пламя, и отражатель, удерживаемый пламя в печке.

Режим работы горелки можно разделить последовательно на этапы:

• Предварительное зажигание. Включение вентилятора, который позволяет двигателю работать.
• Розжиг. Открытие электромагнитного клапана, который направляет топливо в сопло.
• Воспламенение. Создаётся искра, чтобы поддерживать стабильный факел горения.
• Режим работы. Выключение запальник после стабилизации пламени.
• Остановка. Закрытие электромагнитного клапана, выключение горелки и после 15 — 20 минут вентиляции топки с целью освобождения топочного пространства от взрывоопасных смесей, выключение вентилятора.

Это интересно: Утепление пола по лагам: выбор теплоизоляции + обзор лучших схем утепления

Технология изготовления самодельных газовых горелок из металла

Чтобы изготовить газовую горелку для банной печи атмосферного типа своими руками, можно использовать подручные материалы в виде обрезков металлических труб и подходящих элементов от старого оборудования.

Инструменты, приспособления и материалы:

• болгарка,
• сварочный аппарат,
• стальная трубка с толщиной стенок 2 мм и длиной 100 мм,
• вентиль – для регулировки подачи горючего,
• стальной колпачок – подойдет жиклер от паяльной лампы,
• пьезоэлемент,
• резина для ручки.

При подготовке материальной базы для самодельной газовой форсунки учитываются особенности соединения элементов. К примеру, стандартный вентиль ВК-74 предусматривает колпачок с конической резьбой.

Этапы работы:

• для изготовления дозатора топлива стальной колпачок накручивается на вентиль,
• при помощи болгарки изготавливается основа устройства из стальной трубы – сопло,
• сопло приваривается к колпачку,
• конструкция оснащается пьзоэлементом.

Планируя изготовление газовой горелки своими руками, стоит учитывать, что регламент предусматривает обязательную проверку качества изделия в местном офисе Ростехнадзора и получение сертификата пригодности к эксплуатации.

Какую делать?

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. Именно в нем горелки поджигают – на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т. наз. полутораконтурных горелках для отопления, т.к. намного упрощает их конструкцию не в ущерб безопасности, см. далее.

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.

Управление горением

В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно (напр., в промышленных горелках для отжиговых печей), либо устанавливается вручную, для чего горелку нужно или погасить, или прервать технологический цикл с ее применением. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности. Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. Двухрежимными делают отопительные (зима – весна/осень) либо кровельные горелки.

В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Напр., для отопительной горелки – по соотношению температур в помещении, наружной и теплоносителя в обратке. Выходной параметр возможен один (минимальный расход газа, наибольшая температура пламени) или их может быть тоже несколько, напр., при температуре пламени у верхнего предела минимизируется расход топлива, а при ее падении оптимизируется для данного техпроцесса температура.

Система защитной автоматики

Не сгоревшее топливо в банной печи иногда становится причиной взрыва газовоздушной смеси. Поэтому контролировать пламя работающей форсунки необходимо для вашей безопасности. Это можно делать визуально или при помощи автоматики с чувствительными к светоизлучению современными фотоэлементами.

Система защиты горелки автоматически обеспечивает такие функции:

• регулирование мощности;
• подачу топлива и воздуха;
• полноту сгорания газа.

Надо учитывать увеличение габаритов модернизированной конструкции. Особенно при малых размерах помещения бани. Если размер устройства является для вас важным критерием, то для компактности всю автоматизацию можно разместить снаружи.Можно добавить автоматические схемы работы с простыми элементами. Компактное размещение сэкономит полезную площадь небольшой бани

Для управления процессом горения можно использовать автоматическую установку заводского изготовления типа САБК-8-50С. Она обеспечивает высокий уровень безопасности благодаря четырем степеням защиты. Работа печного газового оборудования с таким устройством автоматически прекратится в случае возникновения опасного аварийного режима.

Классификация видов

Производители предлагают газовые горелки для банных печей двух видов:

• атмосферные,
• наддувные.

Модели разнятся по конструктивным характеристикам, располагают отличающимися преимуществами и недостатками.

Атмосферная горелка для банной печи

Атмосферные горелки

Устройства атмосферного типа реализуются в доступном сегменте, энергонезависимы, предусматривают минимум автоматики. Конструкция представляет собой один или несколько полых трубчатых элементов для подачи газа под давлением. Для работы атмосферных горелок для банных печей требуется хорошая циркуляция воздуха в помещении.

Плюсы:

• автономность,
• простота конструкции,
• компактность,
• бесшумность работы,
• доступность.

Минусы:

• относительно невысокая мощность,
• низкий уровень экономичности.

Также нельзя упускать из внимания высокие требования к тяге.

Наддувные газовые горелки для банных печей

Дутьевые приборы конструктивно выглядят как блок с датчиками, оснащенный контроллером. В комплектацию входит вентилятор для принудительной подачи воздуха в топливник.

Плюсы:

• предусмотрены многоступенчатые системы безопасности и качественная автоматика,
• в 2 раза экономичнее атмосферной модели,
• возможность настройки на любую мощность в широком диапазоне,
• возможность перевода на сжиженный газ и обратно.

Минусы:

• энергозависимость,
• высокая стоимость.

Для нивелирования зависимости от электрической сети рекомендуется использовать дизель-генератор или другой альтернативный источник.

Наддувная горелка для банной печи

Устранение неисправностей

Наличие котла дома приносит много преимуществ, но также имеет ряд недостатков, а пользователь не всегда знает, как правильно поступить. Неисправности котла являются общими для многих типов

Важно своевременно определить причину этих неисправностей, прежде чем вызывать аварийную службу. Список наиболее распространённых и наиболее вероятных неисправностей

Прежде всего, если котёл не запускается, нужно проверить узлы схемы:

• напряжение в сети;
• неисправность переключателя или двигателя вентилятор котла;
• повреждённые кабели котла;
• ложные контакты срабатывания автоматики или пусконаладочной аппаратуры;
• наличие воды, запитанный ли газовый котёл до минимально необходимой отметки, указанной производителем оборудования.

Если отказ котла не вызван какой-либо из этих проблем, следующий порядок действия:

Обратить внимание на шумы, производимые котлом, потому что они часто являются первыми свидетелями разрушения. Они могут быть также из-за горячей воды, попавшей внутри топки либо из-за присутствия воздуха в отопительной системе из-за забитых воздуховодов.
Разрыв труб

Он обычно возникает из-за проблем с заклинивания клапана подпитки котла, различных накипеобразующих отложений в котле или неисправности систем отвода конденсата.
Отказы из-за превышения показания давления и температуры, их соответствующие датчики могут вызывать срабатывания, например, из-за поломки термометра или, наоборот, что особенно опасно в результате реального перегрева котла.
Отопительные контуры не работают, возможно, плохое качество питательной воды и накипеобразование в трубах котла.
Возникновение проблемы с горелкой (обрыв пламени, накопление газа вызывает детонацию и взрыв).

В случае некоторых из этих проблем, главным образом давления или температуры, монитор устройства контроля за работой котла, отображает сообщение об ошибке, затем система выключается и автоматически перезапускается. Если после перезапуска проблема остаётся, лучше всего позвонить специалисту для устранения неисправности. Следует, однако, отметить, что большинство из этих отказов можно избежать.

Лучшей профилактикой является проверка, техническое обслуживание и ежегодная очистка котла, обычно выполняемая специалистом. Это предотвратит засорение и разрыв труб. Профилактика лучше, чем восстановление, и простой ежегодный осмотр позволит сохранить оборудование и здоровье пользователей, от возможных аварийных ситуаций.

Устройство для сжигания жидкого топлива

Эти горелки используются для сжигания жидкого топлив, таких как мазут с низким содержанием серы, солярки или биотоплива. В отличие от газа, этот вид топлива должен быть распылён до газового состояния. Если это не сделать, крупные капли мазута попадут в камеру сгорания.

Они не смогут сгореть полностью, вызовут образование сажи, которая осядет на теплообменнике и уменьшит полезную нагревающую поверхность котла. Эти горелки в своё время предлагали процесс горения под наддувом, в качестве воздуходувных горелок, благодаря чему необходимый воздух механически подавался к точке горения. В соответствии с цветом пламени проводится различие между так называемыми жёлтыми и синими горелками.

В то время как жёлтые горелки распыляют жидкое топливо, синие горелки используют часть тепла сгорания для полного испарения мазута. Таким образом, образуется меньше сажи, и сгорание происходит при более высоких температурах — отсюда и синий цвет.

За и против использования горелки для отопления

Газовая горелка — устройство, которое путем смешивания воздуха с природным или сжиженным газом и подачи смеси к выходному отверстию, формирует факел и распределяет пламя. Она обеспечивает эффективное сгорание топлива и регулировку процесса горения.

Преимущества применения газовых горелок для печей отопления:

• Простота использования. Газовые горелки значительно упрощают процесс отопления печей, избавляя от необходимости заготовки твердого топлива и постоянного поддержания горения.
• Управляемость процесса отопления. Простые модели, без автоматики, нужно самостоятельно выключать, как только температура достигнет необходимого уровня, оставляя зажженным только фитиль. Горелки с пультом регулировки значительно упрощают жизнь, более точно устанавливая температурный режим.
• Обеспечение безопасности. Автоматические форсунки имеют функции защиты от перегрева, отключают подачу газа в случае плохой тяги или отсутствия пламени.
• Минимальное загрязнение дымоходного канала. Плановая ревизия дымохода проводится раз в год, больше для профилактики — сажи от сгорания газов образуется немного.

Переход с твердотопливного оборудования на отопление газогорелочными устройствами значительно упрощает быт, освобождая массу времени для более интересных и полезных занятий.

Предназначены газовые горелки для отопления частных домов, бань, промышленных сооружений — назначение обязательно необходимо учитывать при выборе типа оборудования

Главный недостаток переоборудования печки путем установки газового блока — не слишком высокая энергоэффективность. Большой расход топлива особенно ощущается, если газовая отопительная система в загородном доме проектируется дилетантом.

Кроме того, не всегда удается получить разрешение на установку газовой горелки — если печь устарела, дымоход неправильной конструкции или параметры помещения не соответствуют нормам пожарной безопасности.

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.

Правила безопасности при использовании горелок

Несоблюдение мер предосторожности при установке и использовании газовых горелочных устройств для отопления помещений может привести к аварийным ситуациям и несчастным случаям: пожару в доме, отравлению угарными газами. При эксплуатации газового оборудования следует придерживаться следующих правил:

При эксплуатации газового оборудования следует придерживаться следующих правил:

• Соблюдать срок эксплуатации. Время использования горелки, в зависимости от модели, может составлять от 8 до 15 лет. Затем она подлежит замене.
• Использовать модели с функцией автоматического отключения устройства при отсутствии тяги или пламени.
• Печь, оборудованная газовыми горелочными блоками, должна отвечать требованиям безопасности.

Проектирование, установку или ремонт газовой горелки должны проводить сертифицированные работники службы газового хозяйства, с которой заключен договор на поставку горючего и обслуживание агрегатов.

По возможности необходимо все же использовать газовые котлы или специальные печи, которые рассчитаны на работу с природным или сжиженным газом

Чтобы получить разрешение на установку и подключение к магистральной газовой сети, необходимо соблюсти ряд условий:

• соблюдение правил подключении газовой горелки;
• соответствующая конструкция дымового канала, его качественная изоляция;
• установка искрогасителя на верхушке дымохода.

Это минимальное количество требований для установки дутьевых газовых горелок.

Для атмосферных предъявляются дополнительные требования:

• наличие регулируемой тяги;
• обеспечение хорошей вентиляции;
• объем помещения, в котором установлено газогорелочное устройство, от 12 м3.

В случае перевода оборудования на использование сжиженного газа необходимо обеспечить безопасное хранение газового баллона. Это может быть отдельное помещение или шкаф из металла. Если планируется хранение запасов газа в газгольдере, то емкость устанавливается под землей на расстоянии не ближе 5 м от постройки.

Чем вызван запрет газовиков использовать печь с газовой форсункой

Запрет представителей газовых служб в отношении использования печей с газовыми форсунками может быть связан с плохим техническим состоянием отопительного устройства. Или с применением форсунки, изготовленной кустарным способом.

Это связано с тем, что имелись многочисленные аварии в печах с самодельными газовыми распылителями. В данном случае действия представителей горгаза отвечают директивным материалам по безопасной эксплуатации газового оборудования.

Если же собственник для реконструкции использует форсунку заводского изготовления со всем пакетом необходимой документации. А сама реконструкция по переводу печи на газовое топливо была согласовано с горгазом, то в таком случае запрета на эксплуатацию такого оборудования не должно быть.