Устройство газового котла: как устроен и как работает газовый котёл

Газовый котёл — прибор, который сжигает газ и греет им воду для отопления, а иногда и для крана. Устроен он просто: внизу горелка, над ней теплообменник — трубки или каналы, по которым течёт вода. Пламя отдаёт тепло металлу, металл — воде. Затем циркуляционный насос гонит горячую воду по трубам к батареям или по петлям тёплого пола, остывшая возвращается в котёл. Нагретая вода расширяется, и излишек принимает расширительный бак. Дым уходит через дымоход. А за всем этим следит автоматика безопасности: она перекрывает газ, если пламя погасло, пропала тяга, упало давление или вода перегрелась. Ниже — из чего состоит котёл, что происходит при его включении, чем отличаются одноконтурный, двухконтурный и конденсационный и почему ремонтировать котёл может только специалист.

Главное о безопасности

Газовый котёл обслуживает и ремонтирует только газовая служба или мастер с допуском к газовому оборудованию. Разбирать горелку, газовый клапан и автоматику самому нельзя. Если почувствовали запах газа — не включайте и не выключайте свет и приборы, не зажигайте огонь, откройте окна, уйдите из помещения и оттуда позвоните в аварийную газовую службу: 104 с мобильного или 112. Угарный газ запаха не имеет: если у всех в доме одновременно заболела голова, появились сонливость и тошнота, нужно выйти на свежий воздух и вызвать помощь.

Из чего состоит газовый котёл

Разберём настенный котёл — самый распространённый в квартирах и частных домах. Пройдём по пути газа и воды.

Часть	Что делает
Газовый клапан	Открывает и закрывает газ, регулирует его подачу на горелку
Горелка	Смешивает газ с воздухом и сжигает; у современных котлов пламя плавно меняет силу
Электрод розжига	Даёт искру, от которой загорается газ
Электрод контроля пламени	Чувствует, есть ли пламя; нет пламени — клапан закрывается
Камера сгорания	Место, где горит пламя; бывает открытой и закрытой
Основной теплообменник	Медные или стальные трубки с рёбрами над пламенем; здесь греется вода отопления
Вторичный теплообменник	Пластинчатый; в двухконтурном котле греет водопроводную воду для крана
Трёхходовой клапан	Переключает горячую воду между отоплением и нагревом воды для крана
Циркуляционный насос	Гонит воду по системе отопления
Расширительный бак	Бак с резиновой мембраной; принимает лишний объём нагретой воды
Предохранительный клапан	Сбрасывает воду, если давление в системе стало опасно высоким
Манометр	Показывает давление в системе отопления
Вентилятор и датчик давления дыма	У котлов с закрытой камерой: выгоняют дым в трубу и проверяют, что он уходит
Датчик тяги	У котлов с открытой камерой: отключает котёл, если дым не уходит в дымоход
Датчики температуры и защита от перегрева	Следят за водой и выключают горелку при перегреве
Плата управления	Электроника, которая управляет всем по командам датчиков и термостата

Как работает газовый котёл

1. Запрос тепла. В доме похолодало или открыли горячий кран. Датчик или комнатный термостат сообщает об этом плате.
2. Проверка. Плата убеждается, что давление воды в норме, насос работает, а у котла с закрытой камерой — что вентилятор запустился и дым пойдёт в трубу.
3. Розжиг. Открывается газовый клапан, электрод даёт серию искр, газ загорается.
4. Контроль пламени. Электрод контроля убеждается, что пламя есть. Через пламя проходит слабый ток, и плата его видит. Не загорелось за несколько секунд — клапан закрывается, котёл пытается снова, а потом уходит в блокировку с кодом ошибки.
5. Нагрев. Пламя греет теплообменник, вода в нём нагревается. Насос отправляет её в батареи.
6. Модуляция. Когда дом почти прогрет, плата уменьшает подачу газа, и пламя становится меньше. Так котёл работает ровно, без частых включений.
7. Отключение. Температура достигнута — клапан закрывается, насос ещё немного гоняет воду, чтобы снять тепло с теплообменника.

Горячая вода в двухконтурном котле. Вы открываете кран, датчик протока это чувствует, и трёхходовой клапан перебрасывает горячую воду отопления во вторичный теплообменник. Там она через стенку пластин греет водопроводную воду, которая идёт к вам в кран. На это время отопление приостанавливается.

Зачем расширительный бак. Вода при нагреве расширяется, а трубы и батареи жёсткие. Бак разделён резиновой мембраной: с одной стороны вода системы, с другой — сжатый воздух или азот. Лишняя вода продавливает мембрану, сжимая воздух, и давление растёт плавно. Если бы бака не было, давление подскакивало бы при каждом нагреве, и предохранительный клапан постоянно сбрасывал бы воду.

Одноконтурный, двухконтурный и конденсационный

	Одноконтурный	Двухконтурный	Конденсационный
Что греет	Только отопление	Отопление и воду для крана	Бывает и одно-, и двухконтурным
Горячая вода	Через отдельный бойлер косвенного нагрева	Сразу, проточным способом	Как у обычного
Особенность	Проще, надёжнее, с бойлером — горячая вода в нескольких кранах сразу	Компактно, но на две точки одновременно воды может не хватить	Забирает тепло из пара в дыме, поэтому экономичнее
Дымоход	Обычный или коаксиальный	Обычный или коаксиальный	Пластиковый, газы холодные; нужен слив конденсата в канализацию

Как работает конденсационный котёл. При сгорании газа образуется водяной пар. В обычном котле он уходит в трубу вместе с дымом и уносит с собой тепло. Конденсационный котёл пропускает дым через дополнительный теплообменник, где его охлаждает обратная вода из системы. Пар превращается в воду и отдаёт своё скрытое тепло. Лучше всего это работает, когда вода в системе возвращается прохладной, — например, с тёплым полом. Как устроен такой пол, рассказано в статье об устройстве тёплого пола.

Настенный и напольный. Настенный котёл компактен, всё нужное — насос, бак, автоматика — спрятано внутри корпуса. Напольный крупнее, у него часто чугунный или стальной теплообменник, который служит долго и не боится перепадов. Некоторые напольные котлы делают энергонезависимыми: у них нет насоса и электроники, вода в системе движется самотёком, потому что горячая легче холодной, а газом управляет механическая автоматика. Такой котёл греет дом и при отключении электричества, но требует особой системы труб.

Газовый котёл и газовая колонка. Колонка греет только воду для крана и только пока кран открыт. Котёл отапливает дом и держит в системе горячую воду постоянно. Бытовые электрические нагреватели воды устроены иначе — о них статья об устройстве водонагревателя.

Интересные факты

• Почему пламя в исправном котле синее. Газ сгорает полностью, когда смешан с воздухом в нужной пропорции, и пламя получается синим. Жёлтое или коптящее пламя значит, что воздуха не хватает. Это опасно: при неполном сгорании образуется угарный газ.
• Откуда белый «дым» над трубой зимой. Это не дым, а водяной пар из продуктов сгорания. На морозе он конденсируется в облачко. У конденсационного котла этого пара меньше: большую часть он превращает в воду внутри себя.

Почему ломается газовый котёл и на что смотреть

Задача владельца — вовремя заметить признаки и вызвать мастера, а не чинить котёл самому.

• Падает давление. Стрелка манометра опускается ниже нормы, котёл уходит в ошибку. Причина — течь в системе или спустивший воздух расширительный бак.
• Слабая или скачущая горячая вода у двухконтурного. Забит накипью вторичный теплообменник.
• Котёл не разжигается. Загрязнён электрод, нет газа, неисправен клапан или плата.
• Шум и свист. Накипь в основном теплообменнике, воздух в системе, изношенный насос.
• Котёл отключается по тяге. Забит или обмёрз дымоход, задувает ветер. Это прямая угроза: дым может пойти в помещение.

В России газовое оборудование в доме обслуживают по договору со специализированной организацией, и котёл проверяют регулярно. Помимо этого стоит установить датчики загазованности и угарного газа. Как устроены трубы, по которым из котла уходит дым, рассказано в статье об устройстве дымохода.