Данной статьей продолжаем обзорные материалы по устройству современных и безопасных бытовых газовых приборов. Спектр бытовых газовых приборов достаточно широк – это и газовые плиты, газовые духовки, газовые водонагреватели (причем и бойлеры и газовые колонки), газовые котлы. Рассматривать достаточно узкие и специфичные сегменты наподобии газовых каминов мы не будем.
Какие конструктивные особенности, элементы предусматривает производитель для обеспечения безопасной эксплуатации газового прибора (плиты, колонки, котла) в системах отвода дымовых газов (дымоудаления) ?
Стоит сделать небольшое отступление, для пояснений.
Природный газ, как впрочем и любое другое топливо, помимо так требуемого нам тепла для обогрева помещения, приготовления пищи, или нагрева воды, при сгорании образует множество различных веществ, которые мы называем продуктами сгорания (окисления). Состав продуктов сгорания в подавляющем большинстве случаев содержит в себе вещества, которые могут причинить существенный вред здоровью, а подчас и лишить жизни людей. Конечно есть и исключение – например водород, но и тут не все однозначно. Возвращаясь к продуктам сгорания природного газа – в составе присутствуют различные вещества, но наиболее опасным является угарный газ. Наиболее подробно мы об этом расскажем в нашем отдельном материале – “Угарный газ – что это и почему он опасен”
Угарный газ – что это и почему он опасен для здоровья человека
Природный газ, как впрочем и любое другое топливо, помимо так требуемого нам тепла для обогрева помещения, приготовления пищи, или нагрева воды, при сгорании образует множество различных веществ, которые мы называем продуктами сгорания (окисления). Состав продуктов...
Дымоход, вентиляционный канал (естественная тяга) – как это устроено, возможные проблемы при эксплуатации
С древних времен для удаления продуктов сгорания различных печей, каминов,в дальнейшем, при развитии техники, и отопительных котлов, использовались простые и понятные законы физики - горячий воздух поднимается вверх (менее плотный), атмосферное давление уменьшается...
Ну и конечно – устройство газового прибора подразумевает наличие элементов, которые контролируют в определенной степени отвод дымовых газов, а в случае нарушений – отключают сам газовый котел, водонагреватель. Для газовых плит и подобных устройств для приготовления пищи – системы контроля отвода продуктов сгорания не предусматриваются, поскольку продукты сгорания попадают непосредственно в помещение, где установлен прибор. По текущим нормативам, газовые приборы номинальной мощностью до 10 кВт могут не оборудоваться дымоходом. И кстати бывают газовые колонки без дымоходов. Но для нас с Вами это означает лишь одно – помещение где установлен данный прибор должно быть оборудовано системой вентиляции и должным притоком воздуха, поскольку угарный газ попадает при работе прибора непосредственно в помещение !
Системы контроля дымоудаления, которые применяются в современных газовых приборах, точнее принципы их построения, зависят от конструктивных особенностей. Наиболее грубо, все газовые котлы и водонагреватели можно подразделить, в зависимости от исполнения газо-горелочных устройств на несколько типов.
- Газовые приборы (котлы, водонагреватели) с Атмосферной горелкой с открытой камерой сгорания – наиболее типичным представителем данного типа, как правило являются газовые колонки (водонагреватели), газовые котлы, известные большинству под названием серий АОГВ, многие и многие другие приборы. Именно такие типы приборов фактически и явились основой и первоисточником всей дальнейшей эволюции газового оборудования. Именно подобный тип являлся стандартом многих прошедших десятилетий. В современном технологичном мире, постепенно подобный конструктив сдает свои позиции более экономичным и продвинутым техническим решениям. Но, стоит отметить, что так называемое энергонезависимое оборудование (не требующее подключения к сети эл.питания для работы) относится к данному типу.
2. Газовые приборы (котлы, водонагреватели) с Атмосферной горелкой с закрытой камерой сгорания – в современном мире мы привыкли к настенным котлам, дымоход от которых просто выводится через стену. Это типичный представитель данного типа. Хотя есть и исключения, которые конструктивно будут выполнены по 1 (требующие стандартного дымохода в здании) или 3 (также с дымоходом через стену, но с наддувной горелкой) типам.
3. Газовые приборы (котлы, водонагреватели) с Наддувной горелкой с закрытой камерой сгорания – например стальные котлы со сменными горелками, например те же самые настенные котлы “конденсационные”.
1. Газовые приборы (котлы, водонагреватели) с Атмосферной горелкой с открытой камерой сгорания
- горелочное устройство использует для образования горючей смеси (предарительное смешение) воздух из помещения. Под воздействием потока подачи газа в жаровые (распределительные) трубы “подсасывается” необходимое количество воздуха (конструктивно расчетные сечения горелочного устройства и шайб).
- распределительные трубы обеспечивают равномерную подачу горючей смеси под поверхностью теплообменника, равномерное сгорание.
- продукты сгорания проходят через конструкцию теплообменника, передают основную часть тепла в систему отопления, или нагревают хоз.воду (газовая колонка) естественным образом, без каких-либо принудительных устройств.
- над теплообменником в конструкции газового прибора выполняется зонт-дымосборник с патрубком подключения к дымоходу здания. Подсоединение между прибором и дымоходом должно выполняться жаропрочными трубами с герметичными стыками.
- за счет наличия естественной тяги в дымоходе здания, происходит “подхватывание” продуктов сгорания из зонта-дымосборника газового котла или колонки.
- Кратко: камера сгорания, иные элементы горелочных устройств не отделены от воздуха в помещении, нет никаких принудительных устройств (вентиляторов например), используется тяга канала дымохода для удаления продуктов сгорания.
Минусы – контроль дымовых газов в данной конструкции сильно осложнен, т.к. основные задачи должен выполнять канал дымоудаления в доме (дымоход). Для данного типа конструкций характерны повышенные риски попадания угарного газа в помещение. Системы контроля удаления дымовых газов у данного типа приборов контролируют исключительно удаление продуктов сгорания из дымосборного зонта прибора. Но дымовой газ, может уйти из зонта и в помещение….
Для рассмотрения имеющихся вариантов, разделим приборы на несколько подтипов, хотя бывают и множестенные вариации систем. Сделаем условное деление на энергонезависимые и энергозависимые устройства (котлы и водонагреватели).
Энергонезависимые котлы и водонагреватели с атмосферными горелками с открытой камерой сгорания (* важно – под энергонезависимыми мы подразумеваем приборы, для работы которых не требуется подключение к внешним источникам эл.энергии, при этом наличии внутри устройств выработки эл.энергии, например от тепла, мы не исключаем).
Наиболее типичные представители – подавляющее большинство газовых колонок, АОГВ и подобные, газовые накопительные водонагреватели (Бойлеры).
Подробно устройство таких приборов мы рассмотрим в другом нашем материале. В рамках данной статьи будем рассматривать именно решения по контролю дымоудаления.
Исходя из конструкции прибора, как уже упоминалось, дымовой газ после горелки проходит теплообменник, затем собирается в дымосборнике (или зонте сбора дымовых газов), который является частью конструкции прибора. Сверху зонт имеет патрубок для подключения котла или водонагревателя к дымоходу здания. Конструктивно, сборник дымовых газов выполняется с неким промежуточным разрывом, через который, в случае если дымовые газы не подхватываются тягой дымохода в здании, продукты сгорания попадают в помещение где установлен прибор. Именно случаи, когда дымовые газы условно “пересекают” этот разрыв, мы считаем, что дымоудаление не производится должным образом.
При нарушении тяги в дымоходе, происходит поступление дымовых газов в помещение
Наиболее простым методом контроля и исключения подобной ситуации является контроль температуры на границе зонта-дымосборника. Самые простые варианты подразумевают установку термостатата, который при превышении установленной температуры (как правило 65 град. для большинства приборов) размыкает контакты, и соответственно идет прерывание подачи газа.
Обычно используются либо биметаллические накладные термостаты “таблетки” (напольные и настенные котлы, водонагреватели), либо термостаты с капиллярным выносным зондом (только в напольных котлах и водонагревателях). По условиям допуска конструкции к эксплуатации, при срабатыании термостата, дальнейшая работа прибора прекращается, и для запуска, пользователю необходимо вручную “взвести” термостат – так называемая помеха удалению дымовых газов (где и каким образом – зависит от конструкции термостата, его размещения – это указывается в паспорте эксплуатации на газовый прибор). Минусы данного подхода, с точки зрения безопасности – в случаях образования обратной тяги в канале дымохода, как правило, накопления дымовых газов в зонте не происходит, просто обратным потоком воздуха и дымохода подхваченные продукты сгорания поступают непосредственно в помещение, при этом не срабатывает защита.
Наиболее продвинутые современные газовые приборы используют также схемы контроля температуры основанные непосредственно на измерении перепада температур. В данных системах устанавливаются два термосопротивления – один датчик также на границе зонта-дымосборника, второй на присоединительном патрубке вывода дымовых газов из прибора. Автоматика управления определяет не только граничную температуру, но и опосредованно направление движения дымовых газов. Температура у патрубка должна быть выше, нежели на границе зонта (прерывателя тяги). Таких моделей достаточно мало на рынке.
2. Газовые приборы (котлы, водонагреватели) с Атмосферной горелкой с ЗАКРЫТОЙ камерой сгорания (так называемые “турбо”)
- Горелочное устройство, теплообменник размещены во внутренней герметичной камере сгорания (дополнительные кожухи внутри котла или водонагревателя).
- горелочное устройство использует для образования горючей смеси (предарительное смешение) воздух, поступающий в камеру сгорания (с улицы или из помещения – в зависимости от выбранной схемы монтажа). Под воздействием потока подачи газа в жаровые (распределительные) трубы “подсасывается” необходимое количество воздуха (конструктивно расчетные сечения горелочного устройства и шайб).
- распределительные трубы обеспечивают равномерную подачу горючей смеси под поверхностью теплообменника, равномерное сгорание.
- В конструкции прибора присутствует вентилятор, обеспечивающий отвод продуктов сгорания из камеры сгорания принудительно. Соответственно, за счет принудительного отвода продуктов сгорания, в камеру “подсасывается” по трубопроводу воздух для горения.
- продукты сгорания проходят через конструкцию теплообменника, передают основную часть тепла в систему отопления, или нагревают хоз.воду (газовая колонка) далее вентилятором принудительно отводятся по трубопроводу на улицу через стену, крышу и т.п.).
- За счет применения вентилятора, дымоотведение от прибора может выполняться непосредственно на улицу. Дымоход с естественной тягой не требуется.
- В качестве дымоходов в подавляющем большинстве случаев используются коаксиальные системы (труба в трубе) – по внутренней трубе производится отвод дымовых газов, по наружной части – приток воздуха в камеру сгорания. Такая конструкция также обеспечивает низкую температуру наружной трубы коаксиального дымохода, снижает требования по обеспечения теплоизоляции дымохода.
- Кратко: камера сгорания, иные элементы горелочных устройств расположены во внутренней герметичной камере, принудительный отвод продуктов сгорания обеспечивает встроенный вентилятор. Не требуется каналов дымоудаления, возможно отводить дымовые газы непосредственно через стену на улицу.
