Содержание

Как работает газовая колонка

Устройство и принцип работы газовой колонки

Здесь вы узнаете:

Прежде чем приступить к рассмотрению конструкции колонки, стоит отметить, что современные аппараты для нужд ГВС бывают двух видов:

  • с открытой камерой сгорания;
  • турбированные, с закрытой камерой сгорания.

Данные виды нагревателей имеют конструктивные отличия, какие – мы обозначим в процессе изучения. Итак, традиционный водонагреватель представляет собой подвешиваемый к стене агрегат, к которому присоединяются патрубки для газа и воды. Ниже на рисунке показано устройство колонки:

1 – датчик наличия тяги в дымоходе; 2 – датчик температуры; 3 – горелка; 4 – регулятор температуры; 5 – патрубок подключения газа; 6 – патрубок присоединения дымохода; 7 – диффузор; 8 – теплообменник; 9 – газовый клапан; 10 – регулятор протока; 11 – патрубки подключения воды.

Поскольку на рисунке затруднительно показать все детали и элементы, то перечислим наиболее важные из них, не попавшие в перечень:

  • водяной узел;
  • система розжига;
  • датчик наличия пламени;
  • запальник;
  • предохранительный сбросной клапан.

Турбированная газовая колонка отличается закрытой конструкцией камеры сгорания, воздух в нее нагнетается вентилятором. Как правило, в подобных агрегатах устанавливается горелка с плавным регулированием пламени (модуляционная). Управление прибором осуществляет электронный блок, получающий сигналы от датчиков. Ниже показана структурная схема газовой колонки с закрытой камерой сгорания:

Виды горелок

Производители выпускают несколько классов колонок, отличающихся по типу горелочного устройства и камеры сгорания:

  • Атмосферные колонки — присутствует открытая камера сгорания. Воздух на горелку забирается посредством естественной циркуляции, напрямую из помещения. Бойлер энергонезависим. Главное достоинство: низкая стоимость.
  • Турбированные колонки — в конструкции расположена камера сгорания закрытого типа. Воздух поступает принудительным способом, под давлением, нагнетаемый вентилятором (турбиной). В турбоколонках присутствует функция модуляции пламени. Температура пламени поддерживается в автоматическом режиме, что позволяет приспосабливаться к давлению воды в водопроводе.
    Главное достоинство турбированных колонок: низкий расход газа (меньше, чем у атмосферных бойлеров на 15-20%), а также возможность работать при низком давлении воды. Турбоколонки подключаются к коаксиальному или классическому дымоходу.

На устройство горелки влияет тип используемого газа. Большинство проточных колонок предназначены для работы на метане. После смены форсунок на горелке и замены жиклеров на запальнике (для полуавтоматических моделей), появляется возможность использования бойлера под пропан.

Производительность газовых горелок варьируется от 17-26 кВт. В современной колонке КПД достигает 85-90%.

Устройство водяного узла колонки

Устройство водяного узла представляет особый интерес. Его структуру можно увидеть на схеме внизу, подписи к деталям — под схемой. Остальные обозначенные элементы служат для креплений.


Конструктивные элементы ремкомплекта водяного узла газовой колонки марки “Нева”: 1) мембрана силиконовая Д 54 мм; 2) сальник штуцера подвода холодной воды 19х14х2,5 мм; 3) сальник сливного клапана 10х6х2 мм; 4) сальник регулятора расхода воды 14,5х9,5х2,5 мм – 2 шт; 5) сальник уплотнения штока резьба М 12 х 1 5,34х1,78х1,78 мм – 2 шт; 6) сальник уплотнения втулки штока М 12 х 1 14х11х1,5 мм; 7) сальник винта регулятора подмембранного давления 6,4х2,6х1,9 мм; 8) сальник винта регулятора протока воды 7хх3,2х1,9 мм; 9.) сальник соединения водяного и газового узлов 27,5х23,5х2 мм; 10) сальник соединения водгазового узла с горелкой 18х13х2,5 мм; 11) сальник датчика температуры воды 10х6х2 мм

Основные рабочие детали это шток и диафрагма, под действием которой он движется когда в нижней части начинается проток воды. Шток открывает клапан и пропускает газ в горелку, который затем поджигается.

Ещё один рабочий элемент — шарик из ПВХ, служащий предохранителем. Он перекрывает ток газа при резких перепадах давления в водопроводных трубах — гидравлических ударах, о которых мы также ещё поговорим.

Тип камеры сгорания

По устройству камер сгорания бывают газовые колонки двух типов: с открытой и с закрытой.

Колонки с открытой камерой сгорания имеют открытый доступ воздуха к горелке, а продукты сгорания уходят в вытяжку.

Такие модели более простые, чем турбированные, о которых речь пойдёт ниже, их работа практически бесшумная и в большинстве случаев они не требуют электричества. Однако из-за открытой связи между камерой сгорания и помещением возможно загрязнение воздуха в помещении при плохой работе вытяжки.

Колонки с закрытой камерой сгорания являются турбированными. Камера сгорания в них герметичная, помимо каналов для нагнетания и выхода воздуха. Нагнетается он туда вентилятором через коаксиальные трубы и выходит на улицу через дымоход, вместе с продуктами сгорания.

Такие колонки обычно полностью автоматизированы, в них отсутствуют элементы ручного управления, а датчики тяги и температуры в них более чувствительные. Эти колонки “современные” и более безопасные.

На иллюстрациях выше была изображена газовая колонка именно с закрытой камерой сгорания. Для сравнения, на следующей иллюстрации можно увидеть устройство колонок двух типов рядом. Вы найдёте у них много схожих элементов, но принцип удаления продуктов горения заметно отличается.


Сравнение камер сгорания в колонках. Слева изображена камера сгорания колонки открытого типа. Справа – газовая колонка с камерой сгорания закрытого типа, где воздух нагнетается внутрь камеры с помощью вентилятора

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы газовой колонки, нужно вначале рассмотреть, какой системой безопасности она оснащена. Когда агрегат пребывает в выключенном состоянии, электричества управляющий блок (16) не получает, так как цепь разорвана в микровыключателе (15). Пластина выключателя прижимается толкателем, и, пока это происходит, он находится в отключенном состоянии.

Электромагнитный клапан (19) также закрыт и перекрывает подачу газа от входного патрубка, поскольку на него не поступает питание. Но это не единственное место, перекрывающее газ — он еще перекрывается с помощью пружинного клапана, который располагается в газовом модуле (35). Нерабочее состояние клапана характеризуется прижатием прокладки тарелки к седлу, что обеспечивает полное перекрытие подачи горючей смеси к коллектору.

Водяная секция состоит из двухкамерного модуля (36), в просторечии называемого “лягушкой”, с эластичной мембраной из резины. С помощью специального канала камеры “лягушки” могут сообщаться. Когда подача воды отключена, давление в камерах выравнено, и мембрана находится в положении равновесия.

Принцип работы колонки газовой

Вода к теплообменнику подается через нижнюю часть камеры. Наверху установлен шток с тарелкой, изготовленной из пластика, которая прилегает к мембране. Шток выходит наружу через отверстие в середине, по направлению к блоку газа. Напротив данного штока, в газовом модуле, находится такой же, но соединенный с пружинным клапаном, к которому прикреплен толкатель, идущий от выключателя.

Что происходит при пуске воды

Как работает газовая колонка, если отрыть воду? При открывании на точке потребления (водозабора) крана с водой, происходит следующее.

  1. При прохождении потока жидкости через “лягушку”, в ее камере создается разрежение. Резиновая мембрана под действием повышенного давления выгибается и выталкивает тарелку. Последняя передает толкающее движение на шток. Шток водяного модуля толкает расположенный напротив шток газового модуля (37).
  2. Далее толкатель, имеющий связь со штоком, больше не держит пластину выключателя, и она отпускается. При этом выключатель замыкает цепь, и электропитание начинает поступать в электронный управляющий модуль из секции с батарейками.
  3. Движение штока также заставляет отжаться пружину механического клапана, вследствие чего тарелка отходит от седла, и канал подачи газа к коллектору становится открытым.
  4. Электромагнитный клапан, получив питание от батареек, открывается и не препятствует прохождению газа через пружинный клапан по направлению к коллектору.
  5. Тем временем блок управления вырабатывает и направляет в свечу (23) электрический импульс для создания искрового разряда, способного разжечь пламя. При штатном срабатывании всех узлов — горелка загорается.

Процесс розжига контролируется датчиком ионизации (24). В случае, когда горелка не загорается в течение 6-7 секунд, то, чтобы избежать накопления высокой концентрации взрывоопасной смеси, электронный модуль, не получив импульса от датчика, перекроет подачу газа. При наличии горения, датчик сформирует импульс на отключение свечи зажигания. Если после начала работы водонагревателя пламя погаснет, то и импульс от датчика перестанет приходить в модуль управления, после чего он незамедлительно отреагирует на это перекрытием газа с помощью электромагнитного клапана.

Выполнение всех этих функций в газовой колонке Нева возможно только при соблюдении одного условия: цепь между двумя датчиками не должна быть разорвана, а именно — между температурным датчиком контроля воды на выходе (29) и датчиком тяги (32). Эти реле соединены последовательно, и их контакты находятся в замкнутом состоянии, когда датчики находятся в рабочем состоянии. Поэтому, чтобы на управляющий модуль поступало питание, оба датчика должны замыкать цепь.

Если в дымоотводном блоке образуется слабая тяга, то продукты сгорания, благодаря особой конструкции газоотводящего блока, не могут пройти по направлению к центральному каналу, и направляются в боковые полости. Поскольку слева располагается температурный датчик, он «обнаружит» внезапный подъем температуры, разорвав цепь подачи питания на управляющий модуль. Это приведет к остановке подачи горючей смеси и отключению горелок.

По аналогии срабатывает и реле, которое размещено на патрубке для отвода нагретой воды из теплообменника. Когда вода нагреется до 90°С, а это считается критическим уровнем, то цепь питания электронного блока будет разорвана.

Работа при выключении воды

Когда подача воды отключается, происходит следующее.

  1. Происходит уравновешивание давления в камерах «лягушки». Возвращение мембраны из резины на место вызывает движение тарелки, подсоединенной к толкателю в соответствующем направлении до начального положения.
  2. При возвращении штока освобождается тарельчатый клапан, надежно перекрывающий подачу горючего.
  3. В это же время толкатель начинает прижим пластины выключателя, вследствие чего происходит разрыв цепи, питающей модуль управления.
  4. Поскольку электромагнитный клапан после отключения управляющего блока не получает электричества, то он также закрывается.

Таким образом, отключение воды вызывает запуск цепочки процессов, которые в автоматическом режиме выключают водонагревательный аппарат. Для наглядности на фото ниже показаны основные узлы агрегата (вид снизу), влияющие на его работу (нумерация сохранена и добавлена новая позиция, под номером 40 – толкатель микровыключателя).

Основные узлы колонки газовой

Информационный дисплей (38) также подключен к электронной схеме управления водонагревателем и температурным датчиком (39) на выходном патрубке с помощью нескольких проводов. Дисплей играет только информационную роль и не участвует в работе и настройке газового водонагревателя.

Агрегат способен работать и при отключенном ЖК дисплее, например, после снятия внешнего кожуха, на котором он закреплен.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что газовая колонка является достаточно сложным и надежным при эксплуатации аппаратом. За многие годы существования данных агрегатов, их конструкция изменилась ненамного, разве что для более удобного управления в аппаратах стали использоваться электронные узлы управления и контроля.

Основные характеристики колонок

А теперь поговорим об аспектах практического использования колонки. Одна из основных характеристик — производительность. Она прямо соотносится с мощностью, которая указывается в кВт и показывает объём воды, нагреваемый за минуту на 25 °C.

Читать еще:  Особенности устройства и выбора мотопомпы

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка греет за минуту 10-20 литров воды на 25 °C, хотя эта величина может значительно колебаться.

Ещё одна характеристика современных колонок — модуляция мощности. Она показывает, как может меняться мощность колонки в зависимости от потока воды и измеряется в процентах от начальной мощности.

Для модуляции колонки оборудуются специальной арматурой с мембраной, которая меняет подачу газа на горелку в зависимости от протока. Нормальной считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности прибора.


На схеме изображена модулирующая арматура и принцип её работы, который похож на работу водяного узла и его мембраны

Датчики безопасности

Газовая колонка может быть опасной, ведь она связана одновременно с водной и газовой магистралями, каждая из которых и по отдельности может представлять угрозу.

При проблемах с подачей газа или воды, датчики безопасности отключают работу колонки, а специальные клапаны перекроют подачу воды или газа.

Обычно газовые колонки выдерживают напряжение до 10-12 бар, что в 20-50 раз выше, чем обычное давление в трубах. Такие резкие скачки возможны при так называемых гидравлических ударах.

Но если давление ниже, чем 0.1-0.2 бар, то колонка не сможет работать. Нужно внимательно изучить инструкцию и характеристики перед покупкой, чтобы понять, оптимизирована ли колонка под низкое давление воды в трубах стран СНГ и будет ли исправно работать. И наоборот — будет ли она выдерживать резкие перепады давления, что тоже, увы, не редкость в наших условиях.


Схема зажигания горелки, работающей на электрической искре. Места расположения основных датчиков безопасности бытовой газовой колонки

Вообще, современная газовая колонка содержит много датчиков безопасности. Все они, в случае поломки, могут быть заменены.

Подробнее о назначении и месте расположения датчиков — в таблице ниже.

Как работает газовая колонка

Бытовые проточные водонагреватели, использующие природный газ, появились в начале прошлого столетия и до сих пор верой и правдой служат человечеству в качестве источников горячей воды для дома. С той поры приборы были конструктивно усовершенствованы, но принцип их действия остался прежним. В данной статье пи опишем этот принцип и рассмотрим устройство газовой колонки в современном исполнении.

Устройство проточных газовых водонагревателей

Прежде чем приступить к рассмотрению конструкции колонки, стоит отметить, что современные аппараты для нужд ГВС бывают двух видов:

  • с открытой камерой сгорания;
  • турбированные, с закрытой камерой сгорания.

Данные виды нагревателей имеют конструктивные отличия, какие – мы обозначим в процессе изучения. Итак, традиционный водонагреватель представляет собой подвешиваемый к стене агрегат, к которому присоединяются патрубки для газа и воды. Ниже на рисунке показано устройство колонки:

1 – датчик наличия тяги в дымоходе; 2 – датчик температуры; 3 – горелка; 4 – регулятор температуры; 5 – патрубок подключения газа; 6 – патрубок присоединения дымохода; 7 – диффузор; 8 – теплообменник; 9 – газовый клапан; 10 – регулятор протока; 11 – патрубки подключения воды.

Поскольку на рисунке затруднительно показать все детали и элементы, то перечислим наиболее важные из них, не попавшие в перечень:

  • водяной узел;
  • система розжига;
  • датчик наличия пламени;
  • запальник;
  • предохранительный сбросной клапан.

Турбированная газовая колонка отличается закрытой конструкцией камеры сгорания, воздух в нее нагнетается вентилятором. Как правило, в подобных агрегатах устанавливается горелка с плавным регулированием пламени (модуляционная). Управление прибором осуществляет электронный блок, получающий сигналы от датчиков. Ниже показана структурная схема газовой колонки с закрытой камерой сгорания:

Принцип действия газовой колонки

Назначение рассматриваемых нагревателей – это быстро прогреть большое количество проточной воды. Соответственно, все технические решения, реализованные в аппарате, направлены только для достижения этой цели. Отсюда и более низкий по сравнению с газовыми котлами КПД – в пределах 85—92%, у турбированных нагревателей – до 94%.

В агрегатах любой конструкции принцип работы заключается в том, что горелка поджигается от запальника в тот момент, когда на входном патрубке появляется проток воды. Понятно, что это происходит при открывании крана горячей воды в доме. Срабатывает водяной узел (в простонародье – лягушка) и газовый клапан подает топливо на основную горелку. Она поджигается от запальника и начинает прогревать теплообменник. Последний изготовлен из медного листа, согнутого в виде овала, вокруг которого обмотана трубка змеевика.

Вода проходит по змеевику снизу вверх, получая тепло от горелки, после чего уходит к потребителям. Воздух для горения поступает в камеру сквозь смотровое окошко из того же помещения, где расположен прибор. Дымовые газы удаляются под воздействием естественной тяги дымоходной трубы или шахты. После прекращения протока «лягушка» механически закрывает клапан, а тот перекрывает подачу горючего, нагреватель отключается.

Особый интерес представляет устройство водяного узла. Он состоит из корпуса со встроенной диафрагмой (поз. 2) и прикрепленным к ней штоком (поз. 1). Когда в нижней части под диафрагмой начинается проток воды, то за счет давления шток выдвигается и нажимает на исполнительный механизм газового клапана. Чтобы избежать резких перепадов давления и последующего за ними резкого открывания подачи топлива и хлопков в камере, в «лягушке» имеется перепускной клапан с шариком – замедлителем (поз. 6). Резкий скачок давления заставит шарик перекрыть канал, а при его стабилизации отверстие снова откроется.

Если говорить о водонагревателях с закрытой камерой, то принцип работы газовой колонки здесь точно такой же. Только горение происходит в закрытом пространстве, а воздух туда подается вентилятором. Причем забор воздуха происходит с улицы через двустенную коаксиальную трубу. По внутреннему проходу наружу движутся дымовые газы, а в пространстве между стенками им навстречу поступает воздух. В процессе среды обмениваются теплом, что в конечном счете и повышает КПД агрегата.

Более сложное устройство колонок с наддувом позволяет управлять мощностью горелки, плавно изменяя интенсивность пламени. Этим занимается контроллер, он поддерживает установленную пользователем температуру воды на выходе при открывании нескольких кранов горячей воды или перепадах давления в сети. Естественно, что в подобных нагревателях не используется ручной розжиг, все полностью автоматизировано.

О системах розжига и безопасности

В нынешнее время проточные нагреватели снабжаются системами ручного и автоматического розжига. В первом случае искру на запальнике создает пъезоэлемент, включаемый кнопкой на передней панели. Затем фитиль горит постоянно, вне зависимости от того, как газовая колонка работает. Потушить запальник можно, лишь перекрыв подачу горючего.

Электронный розжиг происходит автоматически, при открывании крана ГВС. Искра создается на запальнике от энергии двух круглых батареек, их заряда хватает ориентировочно на год. Фитиль не горит постоянно, он затухает сразу после пуска главной горелки. Таким же способом, но без батареек запальник включается от искры, создаваемой гидрогенератором. Его турбина приводится в движение давлением воды и вырабатывает электроэнергию.

Во всех колонках в соответствии с нормами задействованы следующие средства безопасности:

  • при отсутствии тяги в дымоходе клапан закроет подачу топлива по сигналу датчика;
  • при падении давления в газовой магистрали или его отключении сработает газовый клапан;
  • при затухании пламени сработает соответствующий датчик и топливная магистраль будет закрыта.

С целью сберечь теплообменник газовой колонки многие модели аппаратов дополнительно снабжаются датчиком температуры и предохранительным клапаном.

Заключение

Проточная водогрейная установка – очень эффективный и безопасный бытовой прибор. Кроме того, принцип действия, используемый в нем, проверен не то что годами – десятилетиями. Единственное неудобство – оформление и согласование документации при установке нового изделия.

Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

Если в вашем доме нет ГВС или же вам постоянно отключают горячую воду, то жить становится совсем неуютно. Но это не повод отказываться от теплого душа прохладным осенним вечером, согласны? Решить эту проблему можно с помощью установки газовой колонки, как делают многие пользователи. Но как работает такой миниатюрный водонагреватель и сможет ли он справиться со своей задачей?

Обо всем этом мы детально поговорим в нашей публикации — здесь рассмотрен принцип работы газовой колонки, схемы ее устройства. А также акцентировано внимание на основных неисправностях оборудования и способах справится с ними. Изложенный материал дополнен наглядными иллюстрациями, схемами и видеороликами.

Общее строение бытовой колонки

Газовая колонка — это проточный водонагревательный прибор. Это означает, что вода проходит сквозь неё и нагревается по ходу. Но, прежде чем перейти к разбору того, как устроена бытовая газовая колонка для нагрева воды, напомним, что ее монтаж и замена связаны с централизованной системой подачи газа.

Поэтому нужно обязательно подать документы в газовую службу вашего региона вместе с соответствующим заявлением. О нормах и необходимых документах можете прочитать в других наших статьях, а сейчас перейдем к устройству.

Различные модели газовых колонок разнятся между собой, но общее строение бытовой газовой колонки выглядит примерно следующим образом:

  • Газовая горелка.
  • Запальник/система розжига.
  • Вытяжка и соединение с дымоходом.
  • Патрубок дымохода.
  • Камера сгорания.
  • Вентилятор (в некоторых моделях).
  • Теплообменник.
  • Патрубок для подачи газа.
  • Водяной узел.
  • Патрубки для подвода воды.
  • Патрубок для вывода горячей воды.
  • Передняя панель с контроллером.

Центральный элемент колонки — газовая горелка, в которой поддерживается горение газа, что способствует нагреву воды. Горелка установлена в корпусе, в нем собираются раскаленные продукты сгорания, назначение которых — греть воду.

Корпус сделан из металла и полностью покрывает переднюю часть и бока колонки. Важно, чтобы материал корпуса хорошо проводил тепло, ведь качество нагревания зависит от пропускания им тепла.

Сверху аппарата находится вытяжка и дымоход, через которые продукты сгорания покидают колонку и помещение. Их устройство зависит от того, открытого или закрытого типа колонка, что будет показано ниже.

Трубы змеевиком извиваются внутри корпуса, вода проходит по ним под естественным напором и согревается раскаленными газами. Вся эта система труб называется теплообменником. Снизу находятся два патрубка: справа – для приема холодной воды из трубопровода, с левой стороны вытекает горячая вода.

Между водонапорной сетью и газовой колонкой зачастую устанавливается фильтр, который регулирует жесткость воды. Без фильтра колонку может покрывать накипь при высокой температуре воды. При входе в колонку вода проходит через водяной узел, который служит своеобразной «связью» между потоком воды и потоком газа. Об этой связи мы поговорим чуть дальше.

С помощью ещё одной трубки, которая также находится снизу, колонка подключается к газовой магистрали.

Там же находится передняя панель с блоком управления. Она оснащена регуляторами для контроля траты газа и воды. В зависимости от модели, это могут быть как простые ручки, которые нужно крутить, так и жидкокристаллические дисплеи, где можно увидеть множество характеристик колонки, или даже характер её неисправности в случае, если колонка не работает.

Как действует газовая колонка?

Ознакомимся с принципом действия газовой колонки в форме простого алгоритма:

  • когда вода течет через водяной узел, напрягается мембрана и двигает вверх шток, соединенный с газовым клапаном;
  • далее клапан открывает подачу газа на основную горелку;
  • газ поджигается от электрода или запальника, сгорает и подогревает воду, которая течет по трубам теплообменника;
  • нагретый водный поток подается к крану через левый патрубок;
  • через дымоход или вытяжку выводятся продукты горения газа — здесь есть принципиальная разница между колонками открытого и закрытого типов, о чем подробно будет указано ниже.
Читать еще:  Изготовление портала для электрокамина

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

А теперь рассмотрим подробнее, как происходит зажигание горелки и как с этим связан уже упомянутый водяной узел.

Способ зажигания газа

Вообще, газовые колонки основываются на трёх способах зажигания газа. Как видно на схеме, во всех трёх случаях сигналом к зажиганию основной горелки служит реакция водяного узла (лягушки).

Вот три способа зажигания:

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

Зажигание с помощью пьезоэлемента – это ручное зажигание, и предполагает наличие кнопки на передней панели. Нажатие кнопки вызывает замыкание пьезоэлемента, который зажигает запальник. Он, в свою очередь, поджигает основную горелку после сигнала штока, который двигается водной мембраной при активном напоре воды.

Запальник продолжает гореть небольшим пламенем пока не будет выключен вручную. Это приводит к увеличенному расходу газа и повышенному образованию накипи в трубах. Одним из газовых проточных водонагревателей с ручным поджигом является Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Газовые колонки некоторых моделей работают на батарейках. При этом поджиг происходит от электрической искры после сигнала штока. Таким образом, вместо запальника здесь присутствуют электроды, которые напрямую зажигают основную газовую горелку.

Но батарейки необходимо менять в среднем раз в 10 месяцев, а при постоянном использовании — раз в 2 месяца, чтобы не было непредвиденных обстоятельств. Одной из таких колонок на батарейках является Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Иногда розжиг происходит от вращения гидротурбины (при потоке воды). Зажигание происходит также от электрической искры, но батарейки менять не нужно, ведь турбина сама генерирует электричество в процессе протекания воды.

Но для срабатывания гидротурбины необходимо высокое давление в трубах, минимум в 0,3 бар. Далеко не в каждом доме есть такое давление. В России и других странах СНГ не советуют покупать такие колонки из-за нестабильного напора воды. Как пример такой модели — газовая колонка Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, которая заметно дороже двух вышеуказанных моделей.

Устройство водяного узла колонки

Устройство водяного узла представляет особый интерес. Его структуру можно увидеть на схеме внизу, подписи к деталям — под схемой. Остальные обозначенные элементы служат для креплений.

Основные рабочие детали это шток и диафрагма, под действием которой он движется когда в нижней части начинается проток воды. Шток открывает клапан и пропускает газ в горелку, который затем поджигается.

Ещё один рабочий элемент — шарик из ПВХ, служащий предохранителем. Он перекрывает ток газа при резких перепадах давления в водопроводных трубах — гидравлических ударах, о которых мы также ещё поговорим.

Тип камеры сгорания

По устройству камер сгорания бывают газовые колонки двух типов: с открытой и с закрытой.

Колонки с открытой камерой сгорания имеют открытый доступ воздуха к горелке, а продукты сгорания уходят в вытяжку.

Такие модели более простые, чем турбированные , о которых речь пойдёт ниже, их работа практически бесшумная и в большинстве случаев они не требуют электричества. Однако из-за открытой связи между камерой сгорания и помещением возможно загрязнение воздуха в помещении при плохой работе вытяжки.

Колонки с закрытой камерой сгорания являются турбированными . Камера сгорания в них герметичная, помимо каналов для нагнетания и выхода воздуха. Нагнетается он туда вентилятором через коаксиальные трубы и выходит на улицу через дымоход, вместе с продуктами сгорания.

Такие колонки обычно полностью автоматизированы, в них отсутствуют элементы ручного управления, а датчики тяги и температуры в них более чувствительные. Эти колонки “современные” и более безопасные.

На иллюстрациях выше была изображена газовая колонка именно с закрытой камерой сгорания. Для сравнения, на следующей иллюстрации можно увидеть устройство колонок двух типов рядом. Вы найдёте у них много схожих элементов, но принцип удаления продуктов горения заметно отличается.

Основные характеристики колонок

А теперь поговорим об аспектах практического использования колонки. Одна из основных характеристик — производительность. Она прямо соотносится с мощностью, которая указывается в кВт и показывает объём воды, нагреваемый за минуту на 25 °C.

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка греет за минуту 10-20 литров воды на 25 °C, хотя эта величина может значительно колебаться.

Ещё одна характеристика современных колонок — модуляция мощности. Она показывает, как может меняться мощность колонки в зависимости от потока воды и измеряется в процентах от начальной мощности.

Для модуляции колонки оборудуются специальной арматурой с мембраной, которая меняет подачу газа на горелку в зависимости от протока. Нормальной считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности прибора.

Датчики безопасности и их значение

Газовая колонка может быть опасной, ведь она связана одновременно с водной и газовой магистралями, каждая из которых и по отдельности может представлять угрозу.

При проблемах с подачей газа или воды, датчики безопасности отключают работу колонки, а специальные клапаны перекроют подачу воды или газа.

Обычно газовые колонки выдерживают напряжение до 10-12 бар, что в 20-50 раз выше, чем обычное давление в трубах. Такие резкие скачки возможны при так называемых гидравлических ударах.

Но если давление ниже, чем 0.1-0.2 бар, то колонка не сможет работать. Нужно внимательно изучить инструкцию и характеристики перед покупкой, чтобы понять, оптимизирована ли колонка под низкое давление воды в трубах стран СНГ и будет ли исправно работать. И наоборот — будет ли она выдерживать резкие перепады давления, что тоже, увы, не редкость в наших условиях.

Вообще, современная газовая колонка содержит много датчиков безопасности. Все они, в случае поломки, могут быть заменены.

Подробнее о назначении и месте расположения датчиков — в таблице ниже.

Как работает автоматическая газовая колонка?

Как работает автоматическая газовая колонка?

Проточные водонагреватели используются в домах и квартирах уже более 60 лет. За это время они претерпели ряд изменений – от ручного устройства с открытой камерой сгорания до полностью автоматизированного варианта. В настоящее время популярностью пользуется автоматическая газовая колонка. Она способна автоматически включаться и поддерживать определенную температуру нагретой воды.

Принцип работы водонагревателя

Основными действующими узлами газовой колонки являются:

  • горелка;
  • теплообменник;
  • дымоход;
  • камера сгорания;
  • блок розжига;
  • автоматика.

Блок автоматики может включать различные функции. Он отвечает за безопасность, регулировку температуры воды и автоматический розжиг. Если колонка зажигается вручную, то модель является полуавтоматом. Автоматическое устройство запускается самостоятельно, без помощи пользователя.

Горелки изготавливаются из различных материалов. Также горелочное устройство колонки может иметь разную регулировку интенсивности огня. В зависимости от необходимой температуры вырабатываемой воды, горелка дозирует подачу топлива.

Газовая колонка с автоматической регулировкой температуры готовит воду следующим образом:

  • если температура воды поднимается выше необходимой, то автоматика снижает объем поступаемого газа для горения;
  • если вода остывает, то на горелку начинает поступать больше газа.

Таким образом, автоматическое устройство позволяет поддерживать необходимую температуру жидкости на заданном уровне, независимо от количества потребителей. Этот принцип работы существенно экономит топливо.

Газовые колонки с автоматическим поддержанием заданной температуры превосходят полуавтоматические аналоги за счет экономии и удобства пользования. Уровень нагрева воды в полуавтоматах регулируется пользователем, что приводит к температурным перепадам при открытии разных кранов.

Обратите внимание! Газовые колонки могут работать как на природном, так и на сжиженном топливе. Для перехода с одного типа газа на другой необходимо просто перенастроить горелку.

Газовая колонка с автоматической модуляцией пламени подразумевает возможность работы на разном уровне мощности. Устройства без модуляции плохи тем, что при открытии второго крана ГВС температура воды и ее напор будут падать. При наличии данной функции перепады давления, возникающие при открытии 2-го или 3-его крана, будут провоцировать повышение мощности работы горелки, что позволит сохранить температуру воды на прежнем уровне.

Оптимальным диапазоном модуляции мощности является 40-100%.

Теплообменник

Теплообменники могут отличаться по конструкции змеевика, объемом и материалом изготовления. Обычно контуры производят из алюминия или меди, так как они быстро пропускают тепло. Если точнее, то для производства теплообменников используются сплавы данных металлов. Известные производители оснащают свои лучшие газовые колонки преимущественно медными элементами. Для бюджетных моделей используются алюминиевые змеевики.

Теплообменник работает по следующему принципу:

  • пламя горелки нагревает змеевик:
  • вода, проходящая по нему, получает тепло от металлических стенок и нагревается до заданной температуры;
  • при открытии крана теплая жидкость выходит потребителю.

В процессе горения дымовые газы уходят в дымоход.

Газовое отопление гаража – способы реализации

Узнайте здесь, как сделать газовое отопление дома своими руками?

Камера сгорания и дымоход

Газовые колонки могут оборудоваться открытой или закрытой камерой сгорания. В зависимости от нее, выбирается и тип дымохода для выведения продуктов сгорания топлива.

Колонки с открытой камерой сгорания подключаются к обычному дымоходу. Для процесса горения они используют воздух из помещения, в котором находятся. Аналоги, оснащенные закрытой топкой, соединяют с коаксиальной трубой небольших размеров.

Колонки с закрытой камерой имеют вентилятор для принудительного выведения продуктов сгорания. Воздух, обеспечивающий процесс горения, поступает через наружную трубу к горелке.

Блок розжига

Зажечь газовую колонку можно несколькими способами – это зависит от типа устройства. Полуавтоматические агрегаты зажигает пользователь, а автоматические включаются самостоятельно при открытии крана с горячей водой.

Полуавтоматы оснащаются пьезоэлементами, которые могут работать от электричества или быть механическими.

Газовая колонка с автоматическим розжигом запускается при изменении давления в системе подачи воды – во время открытия крана горячего водоснабжения.

Автоматический розжиг отличается в зависимости от источника питания. Его роль может выполнять:

  • электричество;
  • батарейки;
  • водяной электрогенератор.

Первый вариант хорош, если нет перебоев в электроснабжении. Второй метод подразумевает наличие запаса батареек. Третий – слишком зависит от хорошего напора воды — если он недостаточный, колонка не запустится.

Обратите внимание! В устройстве газовой колонки производитель всегда предусматривает наличие ручного розжига с помощью пьезоэлемента.

Автоматика

Блок автоматики рассчитан на то, чтобы производить четкое управление работой колонки и обеспечивать ее безопасную эксплуатацию. В некоторых случаях автоматическая система прекращает функционирование горелки:

  • при отсутствии тяги;
  • затухании пламени;
  • в связи с низким давлением природного газа;
  • слабого напора воды.

Если появляется одна из перечисленных ситуаций, то автоматика подает сигнал газовому клапану перекрыть поступление газа на горелку.

Какая колонка лучше — автомат или полуавтомат?

Сказать однозначно, какая из колонок лучше — сложно. Ответ на этот вопрос зависит от предпочтений потенциального покупателя. Рассмотрим подробнее плюсы и минусы обоих вариантов. Преимуществами автоматических устройств являются:

  • экономия топлива;
  • комфорт при эксплуатации;
  • обеспечение постоянной температуры воды при наличии модуляции.

Минусом является высокая цена таких колонок и ощутимая стоимость ремонта.

  • доступная цена;
  • простота и дешевизна ремонта.

К минусам относятся:

  • пользователю приходится самому включать и настраивать устройство;
  • неэкономичность.

При определении, какая из колонок лучше, важно учитывать объем и частоту использования. Например, для стандартного дачного дома, в котором нагретой водой нужно обеспечить всего 1-2 точки водозабора, нет необходимости приобретать дорогую автоматическую колонку. Полуавтомат также подойдет и для квартиры, в которой живет один человек.

Читать еще:  Лучшие штроборезы для бетона 2018 года

Автоматическая колонка понадобится для жилья, где есть 3 и более кранов ГВС или постоянно проживает больше 2-ух человек.

Как работает газовая колонка

Газовая колонка остаётся одним из самых оптимальных способов решения проблем с водоснабжением. Но несмотря на удобность и простоту, установка нагревательной техники требует хотя бы поверхностных знаний о том, что такое есть водонагреватель проточного типа.

Здесь вы узнаете, как устроена газовая колонка и как её подключить; также в статье подробно представлена схема проточного газового водонагревателя.

Устройство агрегата

Большая часть газовых водонагревателей относится к проточному типу. Каждый проточный водонагреватель (газовый) имеет приблизительно один и тот же принцип работы и похожие комплектующие. Принцип работы проточного газового водонагревателя достаточно простой: газ нагревает холодную воду из теплообменника.

При этом сам узел автоматически перекрывает поток газа, как только фиксируется уменьшение водяного напора. Таким образом исключается возможность перегрева агрегата. Кроме того, при помощи специального датчика устройство контролирует утечку газа, полностью отключая колонку если отсутствует тяга. Таким образом, газовая колонка остаётся безопасной для владельцев.

В качестве примера приведена конструкция газовой колонки нева.

Устройство аппарата снаружи

Подключение газовой колонки может быть довольно запутанным делом. Ниже приведён чертеж, на котором можно увидеть из чего состоит газовая колонка.

Схема работы модели «Neva»

Что входит во внешнюю часть аппарата:

  1. Металлический кожух (№1), накрывающий устройство.
  2. Специальное смотровое окошко (№2), расположенное на фасаде водонагревателя. Через него можно визуально контролировать происходящее в колонке.
  3. Под окном расположены две ручки (задвижки) регулятора — одна для газа (№3), другая для воды (№4). Принцип работы задвижек основан на действии приводного механизма, в качестве которого может выступать как человеческая рука, так и электропривод. Под действием силы обеспечивается вращение шпинделя задвижки, который при повороте и обеспечивает изменение запорного элемента арматуры.
  4. Между регуляторами есть жидкокристаллический дисплей (№5), на котором можно увидеть текующую температуру подаваемой воды.
  5. В нижней части агрегата расположены патрубки, отвечающие за подачу и выведение воды, и за подачу газа. В правую половину водогрейки вмонтирован патрубок (№6), в который с одной стороны вводится холодная вода, поступающая из водопровода, а с другой стороны присоединена (№7) труба, выводящая уже тёплую воду наружу, к потребителю.
  6. Чуть левее (№8) располагается другой патрубок, соединённый со шлангом для вывода газа. Шланг подключён к газовой магистрали, либо газовому баллону.
  7. В самой верхней части аппарата (№9) располагается фланец, который соединяется с газоотводящей трубой.
  8. Все вышеописанные механизмы крепятся к специальной «стенке» (№10) с двумя отверстиями для кронштейнов.

СПРАВКА: Конструкция газовой колонки Нева, разумеется, не является чем-то уникальным: схема колонки Астра имеет схожее строение. Подобное строение также имеют многие другие модели.

Внутреннее устройство агрегата

Чтобы осмотреть внутренности аппарата необходимо снять внешний кожух.

Итак, из чего состоит газовая колонка:

  1. Водяной регулятор (№12) открывает газ при повороте ручки крана. Он соединён с водяным патрубком(№6). К водяному узлу колонки присоединяется (№13) шток для (№13) регулировки водонапора.
  2. Цилиндр (№14), с небольшим сечением на стенках работает как пробка, при извлечении которой вся жидкость, находящаяся в нагревателе, экстренно сливается. Это нужно, например, если необходимо провести ремонт. Кроме того, данный цилиндр оснащён газовым клапаном для предохранения, который открывается при серьёзном изменении давления в магистрали.
  3. В центральной части располагается блок управления газовой колонки (№16), необходимый для контроля температуры давления. От него отходит множество проводов, которые соединяют с блоком разные датчики и другие внутренние механизмы.
  4. Как и с водным регулятором, из газового (№17) отводится шток с ручкой. (№18). Газовый узел ведёт газовые трубы к горелкам.
  5. Прямиком между газовым патрубком и краником для регулировки поступления газа располагается электромагнитный клапан для газовой колонки(№19). Он служит для транспортировки газа в газовый узел. Кроме того, к нему прикреплена ручка, контролирующая уровень мощности и зажигания аппарата.
  6. Несколько выше расположен (№20) коллектор, который соединяется с блоком газа через фланцевый патрубок. Он прикреплён к корпусу колонки двумя винтиками (№21). На коллекторе можно найти специальные сопла, через которые газ поступает прямиком на горелку, состоящую из десяти рядов (№22). Также к коллектору прикреплена свеча, образующая искру для розжига горелки и датчик пламени (№24)
  7. Принцип работы газовой колонки на батарейках состоит в том, что в центральной части блока располагается выключатель (№15), на который действует специальный толкатель, соединённый со штоком. Именно выключатель “выпускает” электричество из батарейки в газовой колонке. Сначала оно поступает в секцию управления, а затем до запальника, где образуется искра.
  8. Над коллектором располагается медный модуль теплообмена (№25), прикреплённый к корпусу двумя винтами (№28). Именно он передаёт тепло холодной воде. С правой стороны от обменника находится водяной редуктор газовой колонки (№26), а слева — патрубок вывода уже тёплой воды (№27). Патрубок водоотведения оснащён двумя предохранительными датчиками: один (29) — для защиты от перегрева, другой служит термометром, передающим через провода информацию непосредственно к ЖК-дисплею.
  9. В верхней части колонки располагается (№31) система выведения сгоревшего газа. Через множество перемычек отработанные продукты горения выводятся прямиком в канал дымохода. Левее находится (№32) датчик тяги. Принцип работы датчика тяги прост: он служит предохранителем, отключающим устройство в случае отсутствия тяги. Датчик тяги соединён с датчиком перегрева (№29), при этом сам принцип работы датчика тяги мало чем отличается от действия датчика перегрева, просто первый защищает систему от утечки газа, а второй — непосредственно от перегрева.
  10. В самом низу можно увидеть блок специальный блок (№34), где находятся две батарейки. Принцип работы газовой колонки на батарейках основывается на полной автоматизации розжига. Установленные батарейки дают искру для розжига и обеспечивают автономную работу агрегата. Недостатком является только то, что элементы питания недолговечны. Розжиг же более старых колонок проводится вручную.
  11. По обе стороны корпуса есть отверстия (№33), предназначенные для винтов, которыми корпус прикрепляется к стене.

СПРАВКА: Устройство колонки Оазис практически не отличается от вышеприведённой. Газовый и водяной блок газовой колонки Оазис имеют схожее строение, разница заключается только в том, что у «Оазиса» на передней панели присутствует специальный переключатель “Зима и лето”, который в летнее время выключает половину действующих горелок для экономии. Если у вас летом не работает газовая колонка вообще, то можно убрать подачу газа полностью.

Принцип работы

Чтобы правильно понять принцип действия газовой колонки, надо первоначально понять как работает её система безопасности.

Если аппарат выключен, блок управления газовой колонки перестаёт получать питание, т.к. электрическая цепь в выключателе разорвана. Это происходит за счёт того, что толкающий механизм прижимает пластину выключателя и держит ее выключенной.

Электромагнитный клапан на газовой колонке тоже находится в закрытом состоянии и перекрывает поток газа из входного патрубка, т.к. к нему питание тоже не поступает. Однако не только он препятствует проходу газа: пружинный клапан, расположенный в модуле газа, также отключается, и отток газа в коллектор полностью закрывается.

Главный элемент водяного редуктора газовой колонки — это двукамерный модуль со сгибающейся мембраной, в народе именуемом “лягушкой”. Данные модули связываются друг с другом при помощи соответствующего канала. Если подача воды выключена, давление в камерах выравнивается.

Электрическая схема водонагревателя

Вода в обменник пропускается в нижней части камеры. Сверху прикреплён шток, с небольшой пластиковой тарелкой, прилегающей к эластичной мембране. Через соответствующее отверстие шток выводится наружу, к газовому редуктору. Напротив этого штока располагается ещё один шток, соединяющийся с пружинным клапаном, с прикреплённым к нему толкателем. Таково устройство редуктора газовой колонки.

Что происходит при пуске воды

Итак, строение колонки более-менее понятно, но как работает колонка в принципе? А работает она, запуская целую цепочку процессов.

Сначала водные потоки проходят через “лягушку”, тогда в её камере создаётся тяга. Под действием высокого давления, эластичная мембрана сгибается и проталкивает тарелку, которая толкает водяной узел газовой колонки, а тот уже толкает газовый шток.

После этого толкатель, связанный со штоком, перестаёт удерживать пластинку микровыключателя, и он замыкает цепь, пуская таким образом питание в блок управления газовой колонки.

Кроме того, в результате вышеописанного процесса происходит отжимание пружины мех. клапана, отводя закрывающую канал тарелку, и освобождая ему (газу) свободный проход к коллектору.

Получив электропитание, электромагнитный клапан колонки открывается, не мешая газовому потоку проходить через пружинный клапан к коллектору.

В то же время узел управления передаёт свече небольшой импульс, нужный для формировании искры, разжигающей пламя горелки. При этом пламя контролируется отдельным ионизационным датчиком. Если в течение шести-семи секунд сигнала от датчика не поступило и горелка не разжигается, электронный модуль перекрывает подачу газа.

Это необходимо для безопасности, чтобы избежать утечки газа. Если же розжиг прошёл успешно, то датчик подаст сигнал о выключении свечи. Если горелка гаснет уже после розжига, то датчик также немедленно перекрывает проход газа через электромагнитный клапан колонки.

Работа при выключении воды

Устройство и принцип работы проточного нагревателя зависят от автоматизированности процесса нагревания. В конце-концов, водонагреватель это устройство для нагрева. Но что происходит когда подача воды прекращается? А вот что: давление внутри “лягушки” приходит в равновесие. Все элементы падают один за другим, словно домино.

Эластичная мембрана из согнутого положения возвращается в обычное, тем самым возвращая назад тарелку, соединённую с толкателем. Шток, вернувшийся в обычное положение, в свою очередь возвращает механический клапан к перекрыванию газа. Шток также возвращает толкатель в режим прижимания пластинки микровыключателя, в результате чего электрическая цепь разрывается и питание блока управление вновь прекращается. Электромагнитный клапан, больше ничем не питаемый, тоже закрывается.

Так происходит ещё одна цепочка процессов, обратная тому, что происходило при включении воды. Проверить состояние колонки можно просто заглянув на ЖК-дисплей. Изображение ниже демонстрирует узлы аппарата, необходимые для отключения процесса водонагревания.

Розжиг старой газовой колонки

Устройства с ручным поджигом считаются устаревшими. В аппаратах старого образца предусмотрено постоянное горение фитиля и отключение ручным способом.
Розжиг старой газовой колонки осуществляется при помощи зажжённой спички, либо пьезорозжига.

Хотя конструкционно они мало отличаются от современных колонок, у них имеются определённые особенности, связанные с нагревом:

  • Чтобы пламя горело стабильно, помещение с колонкой должно иметь хорошую вентиляцию и регулярный приток воздуха;
  • Из-за отсутствия автоматизации, нужно самостоятельно проверять наличие тяги;
  • Есть способ проверки на наличие утечки газа у старых колонок: нужно смазать соединения газового вентиля мылом (появление пузырьков означает утечку).

Заключение

Какие выводы можно сделать из инструкции в данной публикации? Во-первых, схема газовой колонки «Астра» и мало чем отличается от «Невы», или «Оазиса»: каждый из этих производителей предоставляет современные автоматизированные газовые колонки проточного типа, а значит достаточно знать минимальные знания из чего состоит колонка, чтобы принять верное решение о покупке.

Во-вторых, в моделях старого и нового образца есть определённые различия, на которые обязательно нужно обратить внимание. И в третьих, автоматизированный блок розжига колонки является самым важным элементом всего устройства, обеспечивающим ему автономную работу, а вам — удобную и комфортную эксплуатацию.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector