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

Водонагреватель

Жизнь может стать очень некомфортной, если в вашем доме нет горячей воды или если горячая вода всегда отключена для вас. Но это же не повод отказываться от теплой ванны прохладным осенним вечером, верно? Исправить это можно установив воздушную колонку, как это сделали многие пользователи. Но как работает такой крошечный водонагреватель и соответствует ли он своей задаче?

Обо всем этом мы подробно поговорим в нашей публикации – здесь мы рассмотрим принцип работы газовой колонки, схему ее оборудования. Также акцентируется внимание на основных отказах оборудования и методах их устранения. Представленный материал дополнен наглядными иллюстрациями, схемами и видео.

Общее устройство бытовых колонок

Гейзеры – это проточные водонагреватели. Это означает, что вода проходит через него и становится все горячее. Однако прежде чем перейти к разбору того, как устроена бытовая газовая колонка для нагрева воды, вспомним, что ее установка и замена связаны с центральной системой газоснабжения.

Поэтому документацию необходимо подать в газовую службу вашего района вместе с соответствующим заявлением. О характеристиках и необходимых документах вы можете прочитать в других наших статьях, а теперь перейдем к оборудованию.

Газовые колонки различаются от модели к модели, но общее устройство домашней газовой колонки выглядит следующим образом:

  • газовая плита.
  • Воспламенитель/система зажигания.
  • Вытяжка и подключение к дымоходу.
  • труба дымохода.
  • камера сгорания.
  • Вентилятор (в некоторых моделях).
  • теплообменник.
  • Трубка подачи воздуха.
  • водяной узел.
  • трубы водоснабжения.
  • Патрубки для вывода горячей воды.
  • Передняя панель с контроллером.

Центральным элементом колонки является газовая горелка, в которой поддерживается горение газа, помогающего нагревать воду. Горелка смонтирована внутри кожуха, она собирает горячие продукты сгорания, назначение которых – подогрев воды.

Корпус выполнен из металла и полностью закрывает переднюю и боковые стороны динамика. Важно, чтобы материал корпуса хорошо проводил тепло, ведь от теплопередачи зависит качество обогрева.

Элементы дизайна гейзера

Конструктивные элементы газовой колонки расположены внутри ограждения. Здесь показано закрытое газовое оборудование

В верхней части агрегата находится вытяжной колпак и дымовая труба, через которую продукты сгорания выходят из башни и помещения. Их устройства зависят от того, включена или выключена колонка, как показано ниже.

Трубы свернуты в корпусе, и вода проходит по ним под естественным давлением и нагревается горячими газами. Вся система трубопроводов называется теплообменником. Внизу две трубы: правая – для приема холодной воды из трубы, левая – для горячей воды.

Между водопроводной сетью и газовой колонкой обычно устанавливают фильтр для регулировки жесткости воды. Без фильтра колонка может покрыться накипью при высокой температуре воды. При входе в колонку вода проходит через водяные узлы, которые выступают своеобразной «связью» между потоком воды и потоком воздуха. Мы обсудим эту связь далее.

Цилиндрический датчик пламени

Газовая горелка с электроподжигом и датчиком пламени. Датчики играют важную роль в работе оборудования. Поговорим об их функциях

Колонка подключается к газовой магистрали с помощью другой трубки, также расположенной снизу.

Также имеется передняя панель с блоком управления. Он оснащен регуляторами для контроля расхода газа и воды. В зависимости от модели это могут быть простые ручки, которые нужно крутить, или ЖК-дисплей, на котором можно увидеть множество характеристик динамика или даже характер неисправности, если динамик не работает.

Как действует газовая колонка?

Разберемся как работает газовая колонка в виде простого алгоритма:

  • Когда вода течет через водяной блок, мембрана растягивается и перемещается вверх на шток клапана, соединенный с воздушным клапаном;
  • Затем клапан открывает подачу газа на основную горелку;
  • Газ воспламеняется от электродов или запальника, который сжигает и нагревает воду, протекающую по трубкам теплообменника;
  • Через левый патрубок подается горячая вода на кран;
  • Газообразные продукты сгорания выводятся через дымоход или вытяжку – в этом принципиальное отличие открытой градирни от закрытой, о чем будет подробно сказано ниже.
Интересно:  Ремонт газовой колонки "Оазис": обзор неисправностей и способов их устранения

При этом мощность пламени и мощность потока воды через колонку можно регулировать с помощью органов управления на передней панели.

Рассмотрим теперь подробнее, как происходит розжиг горелки и как к ней подключается уже упомянутое водяное устройство.

Колонка водяная в сборе

Принципы работы элементов конструкции и гидроагрегатов. В просторечии он известен как «Лягушка». На рисунке желтая стрелка указывает направление движения газа, а синяя стрелка указывает направление движения воды

Способ зажигания газа

Вообще говоря, газовые водонагреватели основаны на трех типах розжига газа. Как видно из рисунка, во всех трех случаях в качестве сигнала на зажигание основной горелки использовалась реакция водяного узла (лягушки).

Существует три способа зажигания:

  • с использованием пьезоэлементов;
  • от аккумулятора;
  • от вращения турбины.

Пьезорозжиг — это ручное зажигание, для него требуется кнопка на передней панели. Нажатие на кнопку выключает пьезоэлектрический элемент и зажигает воспламенитель. В свою очередь, он зажигает основную горелку по сигналу от штока, перемещающего водную пленку под активным напором воды.

Запальник продолжает гореть небольшим пламенем, пока его не выключат вручную. Это приводит к повышенному расходу газа и повышенному засорению труб. Один из газовых проточных водонагревателей с ручным розжигом Bosch  Therm 4000OW 10-2P.

Гейзер с пьезорозжигом

Решение газовой колонки с пьезоэлектрическим розжигом. Схема, показывающая «изнутри» колонки — основные конструктивные элементы внутри корпуса, а кнопки/ручки снаружи

Некоторые модели гейзеров работают от аккумулятора в поджиг Искра после сигнала от штока клапана. Поэтому здесь нет запальника, а поджигается непосредственно электрод основной газовой горелки.

Но батарею нужно менять в среднем каждые 10 месяцев и при постоянном использовании — Каждые 2 месяца во избежание непредвиденных обстоятельств. Один из этих динамиков с батарейным питанием Zanussi  GWH 10 Fonte  Glass тяга Spezia.

Иногда вращение водяной турбины (с потоком воды) может вызвать воспламенение. Зажигание также происходит от электрической искры, но нет необходимости заменять аккумулятор, так как турбина сама вырабатывает электричество во время потока воды.

Но для работы турбины требуется высокое давление в трубопроводе, не менее 0,3 бар. Не в каждой семье есть такой стресс. В России и других странах СНГ покупать такие колонки не рекомендуется из-за нестабильного напора воды. Как пример такой модели — воздушная колонка Bosch  Therm 6000 евро WRD 15-2 G, явно дороже двух предыдущих.

Устройство водяного узла колонки

Особый интерес представляют устройства водяного узла. Его структура показана на рисунке ниже, а подпись детали — под рисунком. Остальные отмеченные элементы используются для крепления.

Элементы гидроузла подвержены износу

Конструктивные элементы ремкомплекта гидроблока воздушной колонки марки «Нева»: 1) Силиконовая мембрана D 54 мм 2) Сальник входа холодной воды 19х14х2,5 мм 3) Сальник сливного клапана 10х6х2 мм 4) Сальник регулировки расхода воды 14,5х9,5х2 .5 мм — 2 шт.5) Сальник штока, резьба М 12 х 1 5,34х1,78х1,78 мм — 2 шт 6) Сальник втулки штока М 12 х 1 14х11х1,5 мм 7) Сальник винта регулятора диафрагмы 6,4х2 .6х1,9 мм 8) Винт регулировки расхода воды 7хх3,2х1,9 мм 9.) Сальник для подключения к водовоздушному блоку 27,5х23,5х2 мм 10) Сальник соединительный между водогазовым устройством и горелка 18х13х2,5 мм 11) Сальник датчика температуры воды 10х6х2 мм

Основными рабочими частями являются стержни и диафрагмы, под действием которых вода движется, когда начинает течь из нижней части. Шток клапана открывает клапан и позволяет газу поступать в горелку, которая затем воспламеняется.

Еще одним рабочим элементом является шарик из ПВХ, используемый в качестве предохранителя. Он останавливает поток воздуха при внезапном падении давления в водопроводе — гидравлическом ударе, о котором мы также поговорим.

Интересно:  Бойлер косвенного нагрева: устройство, принцип работы, схемы подключения

Тип камеры сгорания

По устройству камеры сгорания различают газовые колонки двух типов: открытого типа и закрытого типа.

Башни с открытыми камерами сгорания имеют открытые проходы воздуха к горелкам, а продукты сгорания попадают в вытяжной шкаф.

Эти модели более турбированные, о которых пойдет речь ниже, работают практически бесшумно и в большинстве случаев не требуют электричества. Однако из-за открытого соединения между камерой сгорания и помещением, если вытяжка не работает должным образом, она может загрязнять воздух в помещении.

Башня с закрытой камерой сгорания турбированнымиКамера сгорания в них герметична, за исключением каналов нагнетания и выпуска воздуха. Туда он нагнетается вентилятором по коаксиальному воздуховоду и выходит из корпуса через дымовую трубу вместе с продуктами сгорания.

Такие градирни, как правило, полностью автоматические, в них нет ручного управления, в них установлены более чувствительные датчики расхода воздуха и температуры. Эти динамики «современны» и более безопасны.

На иллюстрации выше показан гейзер с закрытой камерой сгорания. Для сравнения, на изображении ниже вы можете видеть расположение двух динамиков рядом. Вы обнаружите, что в них много схожих элементов, но принцип отвода продуктов сгорания явно другой.

Сравнение цилиндрических камер сгорания

Сравнение цилиндрических камер сгорания. Слева — открытая камера сгорания. Справа гейзер с закрытой камерой сгорания, где вентилятор нагнетает воздух в камеру сгорания

Основные характеристики колонок

теперь поговорим о практических аспектах использования колонок. Одной из главных особенностей является производительность. Она напрямую связана с мощностью, которая выражается в кВт и представляет собой объем воды, нагретой до 25°C в минуту.

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка нагревает 10-20 литров воды в минуту при температуре 25°C, хотя это значение может варьироваться в широких пределах.

Еще одна особенность современных громкоговорителей  модуляция мощности. Он показывает, как изменяется мощность колонки в зависимости от расхода воды, измеряемой в процентах от начальной мощности.

Для модуляции колонки снабжены специальными штуцерами с мембранами, которые изменяют подачу газа на горелку в зависимости от расхода. Нормальной считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности устройства.

Схема модуляции мощности колонки

На схеме показан регулирующий штуцер и принцип его работы, аналогичный работе водяного узла и его мембраны

Датчики безопасности и их значение

Гейзер может быть опасен, потому что он подключен как к водопроводу, так и к газовой магистрали, каждая из которых может представлять угрозу.

Если возникнут проблемы с подачей газа или воды, датчики безопасности прекратят работу колонки, а специальные клапаны перекроют подачу воды или газа.

Обычно газовые водонагреватели выдерживают давление до 10-12 бар, что в 20-50 раз превышает нормальное давление в трубе. Такие резкие прыжки делают возможными так называемые гидравлические амортизаторы.

Но если давление ниже 0,1-0,2 бара, колонка работать не будет. Перед покупкой необходимо внимательно прочитать инструкцию и технические характеристики, чтобы знать, оптимизирована ли колонка для низкого давления воды в водопроводе СНГ и будет ли она работать исправно наоборот  Выдерживает ли он резкие перепады давления, увы, в наших условиях это тоже не редкость.

Датчик безопасности гейзера

Схема розжига горелок, работающих на электрической искре. Расположение основного датчика безопасности домашней воздушной колонки

Вообще, современные газовые водонагреватели содержат ряд датчиков безопасности. Все это, в случае поломки, можно заменить.

См таблицу ниже для получения более подробной информации об использовании и местоположении датчика.

имя датчика Расположение и назначение датчиков
Датчик вентиляции дымохода Он находится сверху устройства, соединяющего столб с дымоходом. Выключите градирню, когда в дымоходе нет потока воздуха
газовый клапан  Он расположен в трубе подачи воздуха. Отключить колонку при падении давления газа
датчик ионизации Находится в камере устройства. Если пламя гаснет при включенном газе, выключите оборудование.
датчик пламени Находится в камере устройства. Если после этого пламени нет, выключите газ поджига
предохранительный клапан расположен на входе в воду. Перекрыть воду при повышении давления в трубах
Датчики расхода Если из крана перестанет течь вода или отключится подача воды, колонка выключится
Датчик температуры На трубках теплообменника. Остановить работу горелки при значительном перегреве воды во избежание повреждений и ожогов (в основном работают при +85ºC и выше)
датчик низкого давления Он не позволяет колонке открываться при снижении давления воды в трубе.
Интересно:  Почему гудит, щелкает, свистит и трещит газовая колонка? Поиск причин и их устранение

Основные неполадки и способы их исправить

Рассказывая об устройстве и принципе работы бытовых газовых колонок, а также о встроенных в них датчиках, стоит кратко упомянуть о возможных неисправностях и поломках. Мы не будем подробно описывать здесь полный ремонт или замену башни, но быстро пройдемся по всем элементам, перечисленным в инструкции к горелке, и опишем их проблемы, а также то, что вы можете сделать, чтобы справиться с ними самостоятельно.

Как упоминалось ранее, основной элемент колонны  газовая плита. Горелка обычно гаснет из-за срабатывания датчиков безопасности, о которых мы уже говорили. Общие проблемы, вызывающие это  Здесь теплообменник загрязняется сажей и накипью.

причина низкого давления  Загрязнение труб теплообменника. В этом случае нужно снять теплообменник и промыть патрубки специальной жидкостью для удаления накипи.

грязный теплообменник

На этом фото показан грязный теплообменник. В этом случае нужно его снять и очистить от нагара. Теплообменник также может быть загрязнен пищевым жиром, если колонка стоит возле плиты

При неполном сгорании газа или длительной эксплуатации колонки в камере снаружи будет скапливаться сажа, что значительно снизит теплопроводность и качество нагрева воды.

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

Если воздушный клапан не открывается из-за низкого давления подачи воды, необходимо снять фильтр, проверить его на засорение и при необходимости промыть. Если давление воды или газа недостаточное, необходимо обратиться в соответствующую коммунальную службу.

Если вода течет прямо из колонки, значит, нарушена герметичность трубы. Необходимо их разобрать и заменить уплотнительные элементы. Сама труба при необходимости подлежит замене.

Также стоит проверить разрыв водной пленки. Если хроматографическая колонка работает долго, мембрана водного узла изнашивается, и чувствительность явно падает. Он перестанет реагировать на низкое давление воды, поэтому не будет сигнализировать о необходимости розжига горелки. Лучше всего менять его каждые 5-6 лет.

гейзерная мембрана

Когда мембрана изнашивается, можно приобрести ремонтный комплект и заменить ее самостоятельно. Гидроблок состоит из основных элементов, таких как резиновая мембрана, крышка, корпус и пластиковая пластина с пружиной

Иногда проблема еще и в стержне клапана, перемещающем мембрану, который при необходимости тоже можно заменить, ведь есть специальные ремкомплекты.

Для того, чтобы лучше разобраться в комплектации вашей модели воздушной колонки, необходимо внимательно изучить инструкцию по эксплуатации и паспорт объекта. Это не только сэкономит ваше время и усилия, но и само по себе улучшит ваше понимание того, как работает инструмент.

Выводы и полезное видео по теме

Закрепить представление о строении столба воздуха, как видно видеообзор, где позиции всех элементов столбца подробно объясняются с примерами:

В этом материале мы рассмотрим установку бытового водонагревателя и принцип его работы. Затем мы рассмотрели работу основных элементов. Знание основных узлов и элементов газовых приборов и датчиков их систем безопасности позволяет самостоятельно диагностировать неисправности. Самостоятельное обслуживание газовой колонки, если причина выхода из строя – загрязнение одного элемента конструкции.

Хотите дополнить вышеизложенный материал полезными советами или задать вопрос, который мы здесь не рассмотрели? Получите консультацию наших специалистов и других посетителей сайта — форма обратной связи расположена ниже.

Оцените статью
SV-Aqua.ru