Огляд теплообмінників до котлів та робота камер згоряння - переваги та недоліки

Сьогодні на ринку газових котлів пропонується безліч моделей опалювальних агрегатів. Незважаючи на таку різноманітність, конструктивно їх можна розділити на вигляд камери згоряння та матеріалу, з якого виготовлений теплообмінник.

Існують два основні види камери згоряння

Відкрита камера згоряння - плюси та мінуси

Казани з такою камерою знайомі практично всім. Повітря надходить у топку через спеціальні повітрозабірні отвори в опалювальному котлоагрегаті, завдяки області, що виникає в ньому при горінні області розрідження. Теплообмінник у такій камері, як правило, встановлений над смолоскипом.

До переваг котла з відкритою камерою відносять:

малий рівень шуму під час роботи
досить, проста конструкція,
проста установка
нескладне технічне обслуговування.

До недоліків можна віднести:

небезпека виникнення пожежі через наявність відкритого вогню,
необхідність обов'язкової припливної вентиляції у місці, де теплогенеруючий пристрій встановлений.

Закрита камера згоряння - плюси та мінуси

У такому вигляді опалювальних котлів повітря примусово подається за допомогою спеціального електричного вентилятора. Сама топка нагадує барило з подвійними стінками, між якими знаходиться теплоносій, а в центрі горить смолоскип.

До переваг котла із закритою камерою відносять :

Вищий показник ККД, що пояснюється більшим обсягом теплообмінника.

Також, внаслідок того, що камера згоряння ізольована (закрита) від приміщення, де встановлений такий котельний агрегат, тоймовірність пожежі дорівнює нулю.

Повітря в закриту топку може надходити і з вулиці, але у разі сильних морозів його необхідно попередньо прогрівати.

До недоліків можна віднести

Підвищена шумність
великі витрати через роботу вентилятора,
можливість загасання теплового котла у разі відсутності електрики,
висока ціна в порівнянні з котлами атмосферного (відкритого) виду.

Конструкція сучасних побутових казанів.

Конструкції сучасних побутових котлів, призначених для автономного опалення, влаштовані так, що більшу їх частину (до 85,0%) складають поверхні теплообмінника, який є його головним вузлом. Від того, яку форму він має, і який матеріал був використаний для його виготовлення, залежать такі показники опалювального агрегату, як ККД, економічність і екологічна чистота.

В даний час основними матеріалами, з яких виготовляються теплообмінники, є:

Хоча вже почали з'являтися моделі котельного обладнання, що мають у своїй конструкції теплообмінники з алюмінієвих сплавів та нержавіючої сталі, розглядати їх не будемо через поодинокі випадки.

Сталеві теплообмінники

Найпростішими з точки зору технології виготовлення є опалювальні агрегати зі сталевими теплообмінниками. Саме цей тип найпоширеніший серед опалювальних пристроїв вітчизняного виробництва.

Позитивні сторони теплообмінників зі сталі – це

невисока та доступна вартість котлоустановок,
а також пластичні характеристики матеріалу.

Останній показник дуже важливий для якісної та тривалої роботи опалювального приладу, оскільки при нагріванні під дієювогню пальника, стінки теплообмінника піддаються різним напругам, які можуть призвести до їх деформації і навіть утворенню тріщин.

Істотний недолік сталевих теплообмінників – це згубна дія корозії. При цьому їй схильна, як зовнішня, так і внутрішня частина, що веде з часом до його виходу з ладу. Також негативним фактором використання сталі для теплообмінника є його порівняно велика вага та обсяг, на нагрівання чого буде витрачатися певна частина газу, внаслідок чого знижується ККД котла.

Чавунні теплообмінники

На відміну від сталевого аналога чавунний теплообмінник має високу стійкість до впливу корозії і великий термін служби. Але з іншого боку чавун більш вимогливий, як у процесі виробництва опалювального котла, так і при його експлуатації. Наприклад, якщо чавунний теплообмінник буде нерівномірно нагріватися (через накипу, що утворилася всередині його, через неякісну воду), то це призведе до утворення тріщин і протікання.

Також є можливість появи тріщин у тому випадку, коли температура в зоні нагрівання сильно відрізняється від показань теплоносія, що надходить зі зворотного напрямку опалювальної системи. Для уникнення такої ситуації схему опалення чавунного котла включають 4-х ходовий змішувальний клапан, за допомогою якого додається гаряча вода перед входом зворотної лінії в теплообмінник. За дотримання всіх правил експлуатації опалювальне обладнання з чавунним теплообмінником прослужить 20 років.

Як мінуси теплообмінників з чавуну можна виділити основні – це висока вартість, утворення тріщин через неякісний теплоносій та недотримання правил експлуатації, велика інерційність череззначного обсягу та маси.

Мідні теплообмінники

Останнім основним видом теплообмінників є виріб із міді. Найголовніші переваги такого теплообмінника – малий об'єм та маса (як наслідок низький показник інерційності), висока корозійна стійкість, компактність конструкції котла. І хоча вважали, теплообмінник із міді недостатньо надійний, але це вже не відповідає дійсності завдяки застосуванню при його виготовленні сучасних технологій та обладнання.

Ця недовіра виявилася через те, що мідні теплообмінники встановлювали в ті ж камери згоряння, що й чавунні та сталеві вироби. Оскільки таке інтенсивне нагрівання для міді було неприйнятним, то теплообмінники з неї швидко виходили з ладу. Сучасні моделі опалювальних котлів із мідними теплообмінниками мають зменшену майже втричі (до 30,0%) потужність полум'я пальника. Тому за однакових показників за потужністю мідні котли вважаються економічнішими, а за терміном експлуатації майже дорівнюють чавунним моделям.