Jak funguje hořák v kotli?

Dnes je mnoho soukromých domů vytápěno plynovými kotli. Majitelé si je vybírají pro jejich efektivitu, snadné použití, výkon, kompaktnost a čistotu. Pokud uvažujete o nákupu takové jednotky, bude užitečné prostudovat princip fungování plynových kotlů. To vám pomůže nejen se správným výběrem, ale také zjednoduší jeho obsluhu.

V tomto článku zjistíme, jak jsou plynové kotle navrženy, hlavní součásti zařízení a zvážit provozní schémata různých typů a typů.

Jak je plynový kotel

První věc, kterou musíte pochopit, je, z jakých hlavních součástí se zařízení skládá. To vám pomůže nejen pochopit příčiny problémů během provozu, ale také vám pomůže správně si vybrat při nákupu.

Hořák

Hlavní prvek plynového kotle. Jedná se o obdélníkový povrch s nainstalovanými tryskami. Moderní výrobci zabudují simulovanou možnost: takový hořák je schopen spotřebovat pouze požadované množství plynu v různých fázích provozu, čímž ušetří až 15 % paliva. Takže během zapalování se přívod plynu sníží, takže výměník tepla se postupně zahřívá. Poté se postupně zvyšuje dodávka paliva, přibližuje se a udržuje nastavenou teplotu. Po zahřátí se přívod plynu opět sníží. To nejen šetří „modré“ palivo, ale má také pozitivní vliv na životnost zařízení.

Přívod paliva je řízen plynovým ventilem, který je řízen vestavěným elektromotorem. Toto zařízení umožňuje uživateli nezávisle nastavit požadovanou teplotu pomocí elektronické desky a ovládacího panelu.

Hořáky jsou atmosférické a přeplňované:

• Atmosférický jsou instalovány v blízkosti komína a odebírají vzduch z místnosti. Takové hořáky jsou nezávislé na elektřině a jsou často instalovány v modelech stojících na podlaze.
• Turbodmychadlo nezávisí na tahu v komíně, protože za provoz je zodpovědný ventilátor, který odvádí všechny zplodiny hoření. K provozu vyžaduje elektřinu, proto se s ním nejčastěji setkáváme u nástěnných kotlů.

Hořák dále obsahuje zapalovací elektrodu (produkuje jiskru, která zapálí plyn) a čidlo kontroly plamene (pokud plamen z nějakého důvodu zhasne, automatika vypne přívod paliva a upozorní na chybu).

Výměník tepla

Krabice s trubkami, mezi kterými jsou desky (nebo „žebra“ pro zvětšení užitné plochy a rychlosti ohřevu vody). Těmito trubicemi cirkuluje voda a odebírá teplo z vyhřívaných stěn.

Výměníky tepla jsou vyrobeny z různých slitin, na kterých závisí jejich životnost:

• Hliník. Nejlehčí kov, takže kotle s takovým výměníkem tepla mají kompaktní rozměry. Podléhá korozi, během provozu se tvoří usazeniny, které zmenšují účinnou plochu přenosu tepla.
• Měď. Malá hmotnost a rozměry, s dobrým odvodem tepla. Jsou kompaktní a odolné vůči korozi, ale opotřebovávají se rychleji než litina.
• Ocel. Jednoduchá a levná varianta. Nízká tepelná vodivost a krátká životnost. Takové výměníky tepla se mohou vlivem teplotních změn zdeformovat nebo prasknout.
• Litina. Odolný, spolehlivý, odolný vůči korozi, ale citlivý na změny teplot. Dobře vedou teplo, ale jsou velké a těžké, proto se obvykle používají v drahých stojacích kotlích.

Pokud je kotel dvouokruhový, jsou k dispozici dva výměníky tepla: primární и sekundární. Hlavní je instalován nad hořákem, používá se v topných systémech. Druhý je nezbytný pro okamžitý ohřev vody při otevření vodovodního kohoutku. Takový výměník tepla vypadá jako sada desek, mezi kterými cirkuluje voda. Jakmile se otevře kohout teplé vody, veškerá voda z primárního okruhu směřuje do druhého. To je důvod, proč dvouokruhové kotle nemohou současně topit a ohřívat vodu. Při malých objemech odběru teplé vody to není znát, baterie prostě nestihnou vychladnout.

Pokud je však spotřeba vody přiměřená potřebám vytápění, pak přichází na řadu bithermický výměník tepla. Jedná se o „trubku v potrubí“, která je umístěna přímo nad hořákem. Vytápěním pouze jednoho výměníku může takový kotel současně zajistit domu jak vytápění, tak ohřev vody. Ale stojí za to pamatovat: v tomto případě se velmi rychle tvoří vodní kámen, který musí být včas odstraněn.

Kruhové čerpadlo

Starší topné systémy využívaly přirozenou cirkulaci vody. Chladicí kapalina se při zahřátí roztahuje, takže voda opouštějící kotel má nízkou hustotu a hmotnost. Díky tomu snadno stoupá podél horké stoupačky nahoru do expanzní nádrže a poté se šíří dolů přes radiátory a vydává teplo. Jak se ochlazuje, zvyšuje se hustota a hmotnost vody, takže do kotle opět teče z kopce.

Navzdory své jednoduchosti, spolehlivosti, energetické nezávislosti a tichému provozu má takový systém vážné nevýhody: složitá a nákladná instalace, zamrzání vody, vstup vzduchu do topného systému, nízká teplota radiátorů ve vzdálených rozích.

Proto jsou moderní kotle vybaveny speciálním kruhovým čerpadlem, které vytváří tlak pro stálou cirkulaci vody. Ano, v tomto případě nezávislost na elektřině zmizí, ale baterie budou vždy teplé.

Expanzní nádrž

Při zahřívání se voda rozpíná, proto je nutné udržovat rovnováhu v topném systému. Proto se používá expanzní nádrž, která se skládá ze 3 částí:

• nádoba na přebytečnou vodu;
• membrána;
• nádoba s dusíkem.

Princip činnosti je jednoduchý: přebytečná voda je uložena v nádrži a membrána vyrovnává změnu tlaku v topném systému.

Odvádění kouře

Jakýkoli plynový kotel nutně vyžaduje odstranění produktů spalování. Pokud je spalovací komora otevřená, pak se k provozu používá vzduch z místnosti, takže je zde potřeba dobré větrání a je vybaven komín.

Pokud má kotel uzavřenou spalovací komoru, pak se používá vzduch z ulice (pomocí ventilátoru) a ohřívá se produkty spalování. Taková zařízení nevyžadují dodatečné větrání.

Bezpečnostní automatizace, elektronika a řídicí modul

Do této kategorie patří různá čidla pro sledování probíhajících procesů v provozu kotle a sledování stavu otopné soustavy. Bezpečnostní systém umožňuje chránit jednotku před nedostatkem průvanu, přehřátím nebo nedostatkem plamene v hořáku. V těchto případech čidla hlásí poruchu a řídicí modul zastaví provoz kotle.

Princip činnosti

Pokud jsou instalována teplotní čidla, pak se při spuštění kotle měří teplota v místnostech – automatika vypočítá, kolik tepla je potřeba. Čerpadlo pak čerpá studenou vodu do výměníku tepla. Plynový ventil se otevře a plyn proudí do hořáku tryskami. Zapalovací elektroda vytvoří jiskru, palivo se zapálí a zahřeje výměník tepla. Čerpadlo dopravuje ohřátou vodu potrubím do radiátoru, kde voda odevzdává své teplo a vrací se do kotle. Produkty spalování jsou odváděny komínem. Jakmile je v topném systému dosaženo požadované teploty, hořák se vypne a kotel přejde do pohotovostního režimu. Po ochlazení vody se hořák znovu spustí. Funguje to takto jednookruhový kotel.

Dvouokruhové modely fungují přesně podle stejného schématu, s jedinou výjimkou: jakmile se otevře kohoutek teplé vody, spustí se průtokový senzor. Vysílá signál, který způsobí, že systém přepne třícestný ventil do režimu ohřevu vody. Voda přestane proudit do baterií a zůstane v kotli, cirkuluje v sekundárním výměníku tepla, který se okamžitě ohřeje. Po uzavření kohoutku se trojcestný ventil vrátí do původní polohy a voda z primárního výměníku vstupuje do topného systému.

Za zmínku stojí ještě jeden bod: kotle se dělí na proudění и kondenzace. V prvním případě v důsledku práce také vzniká vodní pára, která se odpařuje a uvolňuje komínem.

Našli způsob, jak ho využít v kondenzačních kotlích. V takových zařízeních se vodní pára mění na kondenzát, který se hromadí na stěnách ekonomizéru (v podstatě přídavného výměníku tepla). Tím se uvolňuje určité množství tepla, které se využívá k ohřevu vody. Samotný kondenzát se po úpravě a neutralizaci jednoduše odvede do kanalizace. Tak je dosaženo maximální účinnosti.

Jak ušetřit peníze při používání plynového kotle?

Následující opatření mohou dosáhnout dalších úspor paliva:

• vysoce kvalitní instalace plynového kotle;
• na krátkou dobu zcela otevřete okna a přitom zavírejte termostatické ventily;
• nepřetápějte místnost, snažte se udržovat pokojovou teplotu na 20 °C;
• Když padne tma, stáhněte žaluzie na oknech;
• správně nastavit termostatické ventily;
• neblokujte radiátory a termostatické ventily;
• využijte možnosti ovládání vašeho kotle;
• oběhové čerpadlo TUV zapínejte pouze během používání;
• kontrolovat spotřebu teplé vody;
• Provádějte pravidelnou údržbu: čištění kotle a drobné opravy.

Pomohl vám článek? Ptejte se v komentářích, naši odborníci na ně určitě odpoví.

V dnešní době stále více majitelů domů při výběru topného systému pro vlastní bydlení preferuje řešení na bázi kotle. Bavíme se o plynových kotlích, i když někteří preferují elektřinu nebo dřevo. A možnost plynu je oblíbená kvůli skutečnosti, že tento typ paliva je jedním z nejdostupnějších. A jeho spotřeba bude výrazně nižší než u podobných možností. Ale účinnost popsaného zařízení bude do značné míry záviset na dobrém výkonu takového prvku, jako je hořák.

Zařízení a princip činnosti

Aby se plyn zcela spálil a získalo se z něj maximální množství tepla, měl by být smíchán se vzduchovou hmotou, která má určitý obsah kyslíku, což je oxidační činidlo. Ideální směs by měla v konečné fázi hořet téměř bezbarvým ohněm s modrým nádechem a maximální teplotou. Za celý tento proces bude zodpovědný plynový hořák. Pokud mluvíme o její struktuře, nelze ji nazvat složitou.

Každý hořák se skládá z následujících prvků:

• trysky;
• zapalovací mechanismus;
• senzor, který monitoruje přítomnost plamene;
• automatický systém, který sleduje indikátory teploty.

Je třeba poznamenat, že moderní design musí splňovat určité požadavky:

• dlouhá doba používání;
• tichý provoz;
• úplné vyhoření plynu.

U starších modelů kotlů se hořáky používaly dlouhou dobu, neboť v té době byly kladeny poměrně vysoké nároky na kvalitu materiálů a samotných prvků. Nyní se mnoho technologií a materiálů nepoužívá a kvalita hořáků poněkud klesla. Odborníci doporučují kupovat produkty, které jsou vyráběny známými společnostmi, které používají vysoce kvalitní náhradní díly.

Pokud mluvíme o tichém provozu, pak je to opravdu důležitý bod. Mnoho lidí si pamatuje průtokové ohřívače vody sovětské výroby, kde byl hluk plamene skvělý. A nyní vyráběné modely jsou docela tiché.

Při výběru kotle je třeba věnovat pozornost zapalování. Mělo by to být provedeno bez praskání nebo jiného hluku. To je velmi důležitý bod, protože neexistuje způsob, jak to regulovat. Pokud se tedy hořák takto chová, neměli byste jej kupovat. Na hlučnost bude mít vliv i konstrukce spalovací komory.

Třetím bodem, který je třeba zmínit, je úplné spalování plynu. To je také důležité a nemělo by se to zanedbávat, protože hořák musí spalovat plyn naplno s co nejmenším uvolňováním zplodin hoření a dalších sloučenin, včetně oxidu uhelnatého. Tento bod ovlivní i další části zařízení plynových kotlů. Je také nutné zajistit dobrý odvod plynu pomocí komína s výborným tahem.

Obsluha hořáků je jednoduchá – palivo vstupuje přes ejektor. Rychlost dodávky paliva bude velmi vysoká a z tohoto důvodu se vytváří nízký tlak, který umožňuje smíchání vzduchu s plynem. Vzniklá směs prochází trubičkami do otvorů, díky nimž končí ve speciálním topeništi, kde se zapálí pomocí elektrického zapalování.

Odrůdy

Nyní pojďme mluvit o kategoriích hořáků. Je lepší použít model uvedený výrobcem v regulační dokumentaci. Výměník tepla, stejně jako konstrukce kotle, je obvykle vytvořen s ohledem na instalaci konkrétního hořákového zařízení.

Pokud vezmeme v úvahu účel, pak existují dvě kategorie hořáků.

• Pro průmyslové kotle s vysokým výkonem. V této kategorii jsou obvykle instalovány hořáky vstřikovacích ventilátorů. Jejich produktivita se bude pohybovat od 120 do 250 kW.
• Možnosti pro domácnost. V tomto případě nebude výkon větší než 120 kW. To zahrnuje atmosférický hořák kotle. Jeho nevýhodou je vysoká spotřeba paliva a vážné požadavky na instalaci.

Pokud mluvíme o typu paliva, jako klasifikačním kritériu existují dva typy hořáků:

• provoz na zkapalněný plyn;
• na přírodním analogu.

Rozdíl mezi typy hořáků bude v provozním tlaku plynu a velikosti trysek. V návrzích pro domácnost od evropských značek jsou obvykle instalovány univerzální možnosti, které mohou pracovat s oběma typy plynu.

Existují také injekční difúzní a jiné roztoky s předběžným částečným nebo XNUMX% promícháním. Ale takové možnosti se používají pouze v průmyslových modelech. Zde je třeba poznamenat, že typ hořáku ovlivní konstrukční vlastnosti výměníku tepla, spalovací komory, možnosti výstupu plynu a výfukového systému.

Podle typu regulace hořáku jsou:

• 1-stupňový;
• 2-stupňový;
• 2-stupňová s modulací plynu;
• modulovaný.

Záleží na typu ovládání, zda bude použit otevřený nebo uzavřený hořák. Kategorie zařízení ovlivní normy, které budou platit pro instalaci a provoz takového kotle.

Nyní si promluvme podrobněji o každé z kategorií. Jednokroková řešení jsou nejběžnější možností. Princip jejich fungování spočívá v tom, že se zapínají a vypínají. Frekvence změn provozních režimů bude záviset na tom, jak rychle se chladicí kapalina ochladí, a také na provozním režimu.

Vlastnosti takových hořáků jsou:

• pracovat bez ohledu na dostupnost elektřiny;
• vysoká spotřeba plynu;
• vynikající spolehlivost;
• přítomnost zapalovacího mechanismu.

Pokud mluvíme o dvoustupňových hořácích, jsou vhodné pro kotle, kde je přesná regulace průtoků plynu. Z názvu můžete pochopit, že takové zařízení může pracovat ve dvou režimech. Obvykle mluvíme o 30 procentech a 100 procentech výkonu.

Vlastnosti tohoto řešení budou:

• neustálé hoření;
• zahřátí chladicí kapaliny o sto procent;
• modely s automatickým ovládáním řídí přechod z jednoho režimu do druhého.

Pokud mluvíme o třetí kategorii, pak je zde pracovní princip identický s předchozí verzí. Jediný rozdíl je v tom, že přepínání probíhá bez rychlých trhnutí.

Vlastnosti tohoto typu hořáku budou:

• nízké spalování paliva;
• univerzálnost;
• závislost na elektřině;
• nastavení teploty ohřevu topného média.

Posledním typem jsou modulační hořáky. Jsou považovány za nejekonomičtější. Změna výkonu hořáku se obvykle provádí v automatickém režimu.

Vlastnosti modulačního hořáku jsou:

• přítomnost automatického ovládání;
• univerzálnost;
• vysoká účinnost.

Výběr hořáků pro různé typy a modely kotlů

Při výběru hořáku byste měli věnovat pozornost jeho různým vlastnostem – modelu přívodu paliva, možnosti směšování plynu se vzduchem, kompatibilitě s různými kategoriemi zařízení. Řekneme vám o nejzajímavějších modelech.

• hořák KChM. Používá se v kotelních jednotkách přeměněných z konvenčního paliva na LNG nebo konvenční plyn. Obvykle má automatiku a má tři trysky. Používá se v kotlových jednotkách typu „Contour“ nebo podobných variantách.

• Hořák “Hearth”. Jedná se o zařízení pneumomechanického typu s automatickým provozním režimem. Vypne se sám, pokud:
  1. oheň vyhasl;
  2. dodávka plynu zastavena;
  3. není nutná trakce.

Tento model má regulátor tlaku plynu. To umožňuje dosáhnout rovnoměrného hoření ohně, i když dojde k jakékoli poruše mechanismu. Taková řešení se snadno udržují díky tomu, že se v konvekční části nehromadí saze.

• Dalším spalovačem, o kterém bych chtěl mluvit, je model “Kupper”. Tato možnost je univerzální a je vhodná pro kombinované kotle, provedení na tuhá paliva od Kiturami nebo modely ruské výroby značky Conord. Výhodou tohoto hořáku bude také možnost instalace bez instalatérství nebo svařování.
• Dalším velmi oblíbeným řešením je hořák pro DKVR. Toto blokové zařízení se používá tam, kde je nucený přívod vzduchu. Toto řešení se používá u parních kotlů pro průmyslové použití a majících odpovídající výkon. Jejich účinnost je asi 94-95 procent. Obdobné provedení funguje buď v difuzní, nebo v nafukovací verzi. Pro zvýšení jeho účinnosti se často používají silné italské ventilátory.

• Další kategorie – hořáky pro KVS. Používají se pro domácí potřeby a jsou na tuhá paliva. Vzhledem k tomu, že k vytápění místností není potřeba používat příliš výkonná zařízení, jsou používána atmosférická nebo vstřikovací řešení. Při výběru prvku hořáku byste měli věnovat pozornost výkonu a bezpečnosti při používání.

Jak na to?

Uvažujme příklad výroby plynového hořáku pro kotel na tuhá paliva. Je lepší použít ventil z kyslíkové láhve vyrobené podle normy VK-74.

Chcete-li vytvořit vypalovačku, musíte provést následující kroky.

• Výstupní potrubí by mělo být opatřeno armaturou, která bude připojena k reaktoru pomocí hadice.
• Na sací trubkovou část připojenou k válci namontujeme uzávěr, kde je malý otvor pro připojení k trysce. Lze jej nalézt na sporáku nebo ve foukačce.
• Nyní je k uzávěru přivařena ocelová trubka o délce sto milimetrů a síle stěny dva milimetry.
• Mezi tryskou a uzávěrem by měla být vzdálenost jeden a půl centimetru, přes kterou bude zajištěn přístup kyslíku. Z tohoto důvodu musíte nejprve připojit 3 malé kousky drátu k uzávěru a poté samotnou trubku.

Hořák je připraven. Zbývá pouze vyrobit základnu, na kterou bude zařízení umístěno pro instalaci do spalovací komory.

Kromě výroby samotného hořáku byste měli při zapalování dodržovat určitá doporučení:

• nejprve otevřeme přívod plynu;
• přiveďte zápalku k trysce;
• otevřete hlavní ventil.

Je třeba říci, že výkon domácího hořáku lze snadno regulovat pomocí ventilu.

Jak čistit?

Nyní si povíme, jak vyčistit plynový hořák, protože stejně jako každé jiné zařízení potřebuje péči a údržbu. Pokud vezmeme legislativní normy, ty přímo zakazují vnější zásahy do provozu plynových zařízení, proto se musíte obrátit na certifikované specialisty, kteří mají všechna potřebná povolení k provádění tohoto typu prací.

Stále však můžete topeniště a hořák čistit sami, ale pouze na vlastní nebezpečí a riziko.

Hlavní fáze takové práce budou:

• uzavření plynovodu a odpojení topného kotle od napájení;
• demontáž zařízení;
• čištění od uhlíkových usazenin, které se mohly vytvořit na zapalovacích elektrodách;
• čištění spalovací komory;
• výměna filtru na plynovém ventilu.

Po procesu čištění byste měli zařízení znovu sestavit se všemi příslušnými vůlemi, které jsou uvedeny v technické příručce k zařízení. Po sestavení se provede konfigurace a seřízení. Všechny tyto práce se provádějí pomocí speciálního zařízení – analyzátoru plynu. Instaluje se do komína a zkoumá chemické složení odpadních plynů.

Obecně, jak vidíte, v návrhu a výběru plynových hořáků pro kotle není nic složitého. Při práci s nimi je hlavní věcí, kterou je třeba mít na paměti, přísně dodržovat bezpečnostní požadavky a normy stanovené v příslušné regulační dokumentaci. A nebude na škodu kontaktovat specialisty, pokud si z nějakého důvodu nejste jisti, že s nimi dokážete provést určitou práci jasně a správně.

Chcete-li se dozvědět, jak vylepšit plynový hořák pro kotel vlastníma rukama, podívejte se na následující video.