Принцип работы газовой колонки: как устроен и как работает газовый водонагреватель

Если в доме нет горячей воды или если вы постоянно отключаете горячую воду, жизнь становится совсем не комфортной. Но это же не повод отказываться от горячего душа прохладным осенним вечером, верно? Решить эту проблему можно, установив газовую колонку, как это делают многие пользователи. Но как устроен такой миниатюрный водонагреватель и справится ли он со своей задачей?

Обо всем этом мы подробно расскажем в нашей публикации: здесь мы рассмотрим принцип работы газовой колонки, схемы ее устройства. В нем также рассматриваются основные неисправности оборудования и способы их устранения. Представленный материал дополнен наглядными иллюстрациями, схемами и видеороликами.

Общая структура семейной колонки

Гейзер представляет собой проточный водонагреватель. Это значит, что вода проходит через него и по пути нагревается. Но, прежде чем перейти к разбору того, как устроен бытовой газовый водонагреватель для нагрева воды, напомним, что его установка и замена связаны с централизованной системой газоснабжения.

Поэтому необходимо обязательно подать документы в газовую службу вашего региона вместе с соответствующим заявлением. С правилами и необходимыми документами вы можете ознакомиться в других наших статьях, а теперь перейдем к устройству.

Различные модели газовых водонагревателей отличаются друг от друга, но общая конструкция бытового газового водонагревателя выглядит так:

  • Горелка.
  • Система зажигания / зажигания.
  • Вытяжной колпак и подсоединение к дымоходу.
  • Дымоходная труба.
  • Камера сгорания.
  • Вентилятор (на некоторых моделях).
  • Теплообменник.
  • Труба подачи газа.
  • Водный узел.
  • Форсунки для подачи воды.
  • Выход горячей воды.
  • Передняя панель с контроллером.

Центральный элемент колонны – газовая горелка, в которой поддерживается горение газа, что способствует нагреву воды. Горелка установлена ​​в корпусе, собирает горячие продукты сгорания, предназначение которых – нагрев воды.

Корпус сделан из металла и полностью закрывает переднюю и боковую часть динамика. Важно, чтобы материал корпуса хорошо проводил тепло, так как качество нагрева зависит от передачи ему тепла.

Конструктивные элементы газового водонагревателя размещены внутри корпуса. Здесь показан газовый прибор закрытого типа

Над устройством находится вытяжка и дымоход, по которому продукты сгорания выходят из колонны и помещения. Их устройство зависит от того, открыт динамик или закрыт, что будет показано ниже.

Трубки закручиваются по спирали внутри тела, вода проходит по ним под естественным давлением и нагревается горячими газами. Вся система труб называется теплообменником. Внизу два патрубка: справа – для приема холодной воды из трубопровода, с левой стороны выходит горячая вода.

Часто между водопроводной сетью и газовым водонагревателем устанавливают фильтр, регулирующий жесткость воды. Без фильтра колонна может быть покрыта известняком при высоких температурах воды. Попадая в колонну, вода проходит через водяной агрегат, который действует как своего рода «связь» между потоком воды и потоком газа. Об этой связи мы поговорим чуть позже.

Горелка газовая с электророзжигом и датчиком пламени. Датчики играют важную роль в работе оборудования. Поговорим об их функциях дальше

С помощью еще одной трубы, которая также находится внизу, колонка подключается к газовой сети.

Также есть передняя панель с блоком управления. Он оборудован регуляторами для контроля расхода газа и воды. В зависимости от модели это могут быть либо простые ручки, которые необходимо повернуть, либо жидкокристаллические дисплеи, на которых можно увидеть многие особенности колонки или даже характер ее неисправности в случае выхода колонки из строя.

Как работает газовая колонка?

Познакомимся с принципом работы газовой колонки в виде простого алгоритма:

  • когда вода протекает через водяной блок, мембрана растягивается и поднимается вверх по штоку, соединенному с газовым клапаном;
  • затем клапан открывает подачу газа к основной горелке;
  • газ воспламеняется электродом или запальником, он горит и нагревает воду, протекающую по трубам теплообменника;
  • поток нагретой воды подается в кран через левый патрубок;
  • отвод продуктов сгорания газа осуществляется через дымоход или вытяжку – между открытыми и закрытыми колоннами существует принципиальное отличие, о котором будет подробно рассказано ниже.

В то же время можно регулировать мощность пламени и мощность потока воды через колонку с помощью органов управления на передней панели.

А теперь давайте подробнее рассмотрим, как зажигается горелка и как подключается упомянутый выше водяной агрегат.

Конструктивные элементы и принцип действия гидроагрегата. В просторечии его называют «лягушка». На рисунке желтые стрелки показывают направление движения газа, синие стрелки – направление движения воды

Метод газового зажигания

В основном газовые водонагреватели основаны на трех методах розжига газа. Как видно из схемы, во всех трех случаях реакция водяной группы (лягушка) служит сигналом для розжига основной горелки).

Есть три способа розжига:

  • с помощью пьезоэлемента;
  • от батареек;
  • от вращения гидротурбины.

Пьезозажигание – ручное и требует наличия кнопки на передней панели. При нажатии кнопки пьезоэлектрический элемент закрывается, что приводит к воспламенению воспламенителя. Он, в свою очередь, зажигает основную горелку по сигналу от стержня, который перемещается водяной мембраной с активным напором воды.

Воспламенитель продолжает гореть небольшим пламенем, пока не будет погашен вручную. Это приводит к увеличению расхода газа и увеличению образования накипи в трубах. Один из газовых проточных водонагревателей с ручным розжигом – это Bosch  Термальные ванны 4000 OW 10-2 стр.

Схема газовой колонки с пьезоэлектрическим зажиганием. На рисунке изображена «внутренность» колонки: основные конструктивные элементы, расположенные внутри корпуса, и кнопки / ручки, расположенные снаружи

Гейзеры некоторых моделей работают от батареек, в которых включение происходит от электрической искры после сигнала от стержня. Поэтому вместо запальника здесь находятся электроды, непосредственно зажигающие основную газовую горелку.

Но батареи нужно менять в среднем раз в 10 месяцев и при постоянном использовании — раз в 2 месяца во избежание непредвиденных событий. Один из таких динамиков с батарейным питанием Занусси  Gwh 10 Источник  Стакан Там Специи.

Иногда возгорание происходит от вращения гидротурбины (с потоком воды). Возгорание также происходит от электрической искры, но в замене батарей нет необходимости, так как турбина сама вырабатывает электричество в процессе протекания воды.

Но для работы гидротурбины требуется высокое давление в трубопроводах, не менее 0,3 бар. Не все дома испытывают такое давление. В России и других странах СНГ приобретать такие колонки не рекомендуется из-за нестабильного напора воды. Как пример такой модели – газовый водонагреватель Bosch  Термальные ванны 6000 O WRD 15-2 G, что значительно дороже двух предыдущих моделей.

Устройство водяного крепления колонки

Особый интерес представляет устройство водного агрегата. Его структуру можно увидеть на схеме ниже, подписи к деталям – под диаграммой. Остальные обозначенные элементы используются для крепежа.

Конструктивные элементы ремкомплекта гидроагрегата газовой колонки марки «Нева»: 1) силиконовая мембрана D 54 мм; 2) масляный сальник на входе холодной воды 19x14x2,5 мм; 3) сальник выпускного клапана 10х6х2 мм; 4) сальник регулятора расхода масла 14,5х9,5х2,5 мм – 2 шт; 5) резьба сальника уплотнения штока M 12 x 1 5,34×1,78×1,78 мм – 2 шт; 6) сальник втулки штока М 12 х 1 14х11х1,5 мм; 7) сальник винта регулятора давления под диафрагму 6.4×2.6×1.9 мм; 8) сальник винта регулятора расхода воды 7хх3,2х1,9 мм; 9.) кабельный ввод для подключения водогазовых агрегатов 27,5х23,5х2 мм; 10) кабельный ввод для подключения водогазовой установки с горелкой 18х13х2,5 мм; 11) сальник датчика температуры воды 10х6х2 мм

Основными рабочими частями являются шток и диафрагма, под действием которых она движется, когда на дно начинается течение воды. Шток открывает клапан и позволяет газу течь в горелку, которая затем воспламеняется.

Еще один рабочий элемент – шарик из ПВХ, который выполняет роль предохранителя. Прекращает подачу газов при резких перепадах давления в водопроводных трубах – гидроударах, о которых мы также поговорим позже.

Тип камеры сгорания

По конструкции камер сгорания различают два типа газовых колонок: открытые и закрытые.

Колонны с открытой камерой сгорания имеют доступ открытого воздуха к горелке, а продукты сгорания попадают в вытяжку.

Такие модели проще, чем с турбонаддувом, о которых мы поговорим позже, они работают практически бесшумно и в большинстве случаев не требуют электричества. Однако из-за открытого соединения камеры сгорания и помещения возможно загрязнение воздуха в помещении при неисправности вытяжки.

Колонны с закрытой камерой сгорания с турбонаддувом… Камера сгорания в них герметична, кроме каналов для впрыска и выхода воздуха. Он закачивается в него вентилятором по коаксиальным трубам и выходит наружу через дымоход вместе с продуктами сгорания.

Такие колонны, как правило, полностью автоматизированы, не имеют ручного управления, а датчики тяги и температуры внутри них более чувствительны. Эти колонки «современные» и более безопасные.

На рисунках выше изображена газовая колонка с закрытой камерой сгорания. Для сравнения на рисунке ниже вы можете увидеть расположение двух типов динамиков бок о бок. С ними вы найдете много похожих элементов, но принцип удаления продуктов сгорания заметно отличается.

Сравнение камер сгорания в колоннах. Слева – открытая колонная камера сгорания. Справа – газовая колонка с камерой сгорания закрытого типа, где воздух нагнетается в камеру через вентилятор

Основные характеристики колонок

Поговорим теперь о практических аспектах использования колонки. Одна из главных особенностей – производительность. Это напрямую связано с мощностью, которая указывается в кВт и показывает объем воды, нагретой до 25 ° C в минуту.

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка нагревает 10-20 литров воды со скоростью 25 ° C в минуту, хотя это значение может значительно колебаться.

Еще одна особенность современных колонок  модуляция мощности. Он показывает, как мощность колонки может изменяться в зависимости от расхода воды и измеряется в процентах от пусковой мощности.

Для модуляции колонны оснащены специальными мембранными соединениями, которые изменяют подачу газа к горелке в зависимости от расхода. Нормальным считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности устройства.

На схеме показан регулирующий клапан и принцип его действия, который аналогичен работе гидроагрегата и его мембраны

Датчики безопасности и их значение

Газовый водонагреватель может быть опасен, поскольку подключается одновременно к водопроводной и газовой сетям, каждая из которых в отдельности может представлять опасность.

В случае проблем с газом или водоснабжением датчики безопасности отключают работу колонки, а специальные клапаны перекрывают подачу воды или газа.

Обычно газовые водонагреватели выдерживают напряжение до 10-12 бар, что в 20-50 раз превышает нормальное давление в трубах. Такие резкие скачки возможны при так называемом гидравлическом ударе.

Но если давление будет ниже 0,1-0,2 бар, колонка не сможет работать. Перед покупкой необходимо внимательно изучить инструкцию и характеристики, чтобы понять, оптимизирована ли колонка для низкого давления воды в трубах стран СНГ и будет ли она работать должным образом. Наоборот  если выдержит резкие перепады давления, что, к сожалению, не редкость даже в наших условиях.

Схема зажигания электроискровой горелки. Расположение основных датчиков безопасности бытового газового водонагревателя

Вообще современный газовый водонагреватель содержит множество датчиков безопасности. Все, в случае выхода из строя, можно заменить.

Более подробная информация о назначении и расположении датчиков приведена в таблице ниже.

Имя датчика Расположение и назначение датчика
Датчик тяги дымохода Расположенная в верхней части устройства колонка подсоединяется к дымоходу. Отключает колонку при отсутствии тяги в дымоходе
Газовый клапан  Находится в газопроводе. Отключает колонку при падении давления газа
Датчик ионизации Находится в камере устройства. Отключает устройство, если пламя гаснет при поджигании газа.
Детектор пламени Находится в камере устройства. Отключает газ, если пламя не появляется позже включение
Предохранительный клапан Расположен на входе воды. Отключает подачу воды под высоким давлением в трубопровод
Датчик потока Он отключит колонку, если вода перестанет течь из-под крана или если отключится подача воды
Термометр Находится на трубках теплообменника. Прекращает работу горелки в случае значительного перегрева воды во избежание повреждений и ожогов (в основном работает при +85 ° C и выше)
Датчик низкого давления Он не даст включиться колонке при пониженном давлении воды в трубах.

Основные проблемы и способы их решения

Говоря об устройстве и принципах работы бытового газового водонагревателя, а также о встроенных датчиках, стоит вкратце упомянуть возможные поломки и неисправности. Здесь мы не будем останавливаться на полном ремонте или замене колонки, а быстро разберем все элементы, перечисленные в описании горелки и опишем их проблемы, а также способы борьбы с ними своими руками.

Как уже было сказано, главный элемент колонны  горелка. Часто горелка гаснет из-за срабатывания датчиков безопасности, о которых мы уже говорили. Общие проблемы, приводящие к этому сценарию  это загрязнение теплообменника сажей и накипью.

Причина слабого давления  образование накипи в трубах теплообменника. В этом случае необходимо снять теплообменник и промыть трубы подходящими средствами для удаления накипи.

На этом фото грязный теплообменник. В этом случае необходимо удалить ее и очистить от копоти. Если колонку поставить возле плиты, теплообменник также может быть загрязнен пищевыми жирами

Если сгорание газа происходит не полностью или колонка эксплуатируется длительное время, в камере снаружи накапливается сажа, что значительно снижает теплопроводность и качество нагрева воды.

Чтобы узнать больше о причинах низкого давления и тонкостях очистки, перейдите по этой ссылке.

Если газовая арматура не открывается из-за низкого давления подаваемой воды, необходимо снять фильтр, проверить, насколько он забит, и при необходимости промыть. При недостаточном давлении воды или газа нужно будет обратиться в соответствующую госуслугу.

Если вода течет прямо из колонки, значит, нарушена герметичность в трубах. Необходимо их разобрать и заменить уплотнительные элементы. При необходимости придется заменить сами трубы.

Отдельно стоит упомянуть о неисправности водяной мембраны. Если колонка находится в эксплуатации длительное время, мембрана водного агрегата изнашивается, и ее чувствительность заметно снижается. Он перестает реагировать на низкое давление воды и, как следствие, не подает сигнал о том, что горелку следует зажигать. В идеале его следует менять каждые 5-6 лет.

При износе диафрагмы можно приобрести ремонтный комплект и заменить его самостоятельно. Гидравлический агрегат состоит из основных элементов, таких как резиновая мембрана, крышка, корпус и пластиковая пластина с пружиной

Иногда проблема еще и в штоке, который отходит от диафрагмы, при необходимости его тоже можно заменить, ведь для этого есть специальные ремкомплекты.

Чтобы лучше разобраться в устройстве своей модели газовой колонки, необходимо внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и паспорт объекта. Это не только сэкономит ваше время и усилия, но само по себе улучшит ваше понимание того, как работает устройство.

Выводы и полезные видео по теме

Чтобы лучше понять структуру газовой колонки, вы можете посмотреть видео обзор, который подробно описывает расположение всех элементов столбца на живом примере:

В этой статье мы изучили устройство бытового газового водонагревателя, принцип его работы. Итак, мы посмотрели на работу основных элементов. А зная основные узлы и элементы газового оборудования, датчики его системы безопасности, вы сможете самостоятельно диагностировать поломку. И если причина неисправности – засорение отдельных элементов конструкции, то произведите свои услуги по газовой колонке.

Хотели бы вы дополнить приведенный выше материал полезными советами или задать вопросы, которые мы здесь не рассмотрели? Обратитесь за советом к нашим специалистам и другим посетителям сайта – форму обратной связи можно найти ниже.

Источник – https://sovet-ingenera.com/otoplenie/vodonagrevatel/printsip-raboty-gazovoy-kolonki.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: