Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

Газовый водонагреватель: как это устроено?

Для подогрева воды используется достаточно простая система. Чтобы было понятней подробней рассмотрим основные узлы конструкции:

Теплообменник

Представляет собой пластинчатую конструкцию, которая располагается около камеры сгорания. Подающая воду труба проходит через теплообменник. Проходящая по ней жидкость успевает взять тепло от стенок камеры и нагреться до достаточно высокой температуры.

Самые долговечные теплообменники изготавливаются из меди. Те, что выполнены из сплавов, прослужат намного меньше

Горелка

Основная функция – обеспечение горения в камере сгорания. Для ее изготовления чаще всего используется нержавеющая сталь, в дорогих моделях может применяться никель-хромовый сплав.

Горелки различаются по способу регулировки нагрева.

Выпускаются два типа устройств:

• С постоянной мощностью. Нагрев в таких устройствах автоматически не регулируется. Он выставляется вручную на главной панели, после чего прибор поддерживает заданную мощность. Это очень неудобно, поскольку при малейшем изменении напора воды или давления газа колонку вновь придется регулировать. Иначе температура подающейся воды будет некомфортной.
• Модуляционные. Оборудование реагирует на изменения в условиях работы и автоматически на них реагируют. Самые удобные в эксплуатации модели оснащены детектором температуры. Они корректируют мощность устройства так, чтобы на выходе была вода с постоянной температурой.

Горелки модуляционного типа несколько дороже аналогов с постоянной мощностью, но эта разница с лихвой окупается удобством эксплуатации.

На рисунке представлено типичное устройство водогрейной колонки

Камера сгорания

Узел, внутри которого сгорает топливо. В водогрейных колонках используется два типа таких устройств:

• Открытая. Представляет собой открытую конструкцию, внутри которой происходит горение газа. Воздух, необходимый для поддержания пламени, забирается из помещения. Использует естественную тягу, поэтому для такой камеры необходим дымоотвод традиционного типа. КПД устройства ниже, чем у закрытого аналога.
• Закрытая. Отличается более высоким КПД, может быть турбированной. В последнем случае монтируется оборудование, создающее искусственную тягу, так называемый турбонаддув. Устройство может оборудоваться дымоходом коаксиального типа.

В современных водогрейных колонках используются оба типа камеры сгорания, при покупке стоит учесть особенности выбранного устройства.

Система розжига

Для запуска устройства в работу требуется разжечь горелку. Сделать это можно по-разному. Ручной поджиг считается самым устаревшим и неудобным вариантом. Он предполагает использование спичек для зажигания запальника.

После этого поворотом специальной ручки разжигается собственно колонка. Иначе работает система с пьзорозжигом. Принцип действия последнего основан на том, что механическое движение преобразуется в искру.

Таким образом, при включении колонки нажимается кнопка на корпусе, активирующая встроенный пьезоэлемент. Он дает искру, которая зажигает запальник, а затем и основную горелку.

Самыми удобными считаются модели с электронным розжигом, которые работают в автоматическом режиме. Для запуска колонки достаточно открыть водопроводный кран. Это активизирует систему поджига, работающую от батарей. Она выдает искру, которая зажигает запальник, затем и колонку.

Колонки с электронным розжигом работают автоматически. Они срабатывают при открытии водопроводного крана

Автоматика

Водогрейные газовые колонки оснащаются автоматикой, которая делает использование оборудование комфортным. Это может быть:

• Датчик тяги, который предотвращает попадание в помещение угарного газа.
• Детектор контроля давления воды.
• Термопара, осуществляющая контроль над пламенем.
• Гидравлический клапан, который при отсутствии жидкости в устройстве отключает горелку.

Автоматическое управление не только делает эксплуатацию колонки более удобной и безопасной, но и усложняет ремонт и обслуживание оборудования. Это стоит учесть при выборе.

Классификация

Газовые проточные водонагреватели входят в систему горячего водоснабжения жилого помещения. Устройство нагревает воду в потоке выделенным теплом от сгоревшего газа.

В зависимости от условий работы проточные газовые нагреватели подразделяются на виды.

По способу розжига устройство бывает автоматическим и с пьезорозжигом ручным. Первый вариант предполагает, что при открытии крана горелка включается автоматически (так же выключается). Огонь включается электронным розжигом. Присматривать за работой устройства не нужно. Пьезорозжиг ручной – это подключение при помощи кнопки. Такое устройство должно монтироваться в доступном месте.

Последующее разделение делается с учетом мощности устройства. К прибору низкой мощности относят 17-19 кВт колонки; со средним показателем мощности будет устройство 22-24 кВт; высокомощная колонка – это 28-30 кВт. Чем больше точек водопотребления и количество членов семьи, тем больше показатель мощности должен быть у газовой колонки.

Постоянство температурного режима воды в кране зависит от типа горелки устройства. Разделяют горелку с постоянной мощностью, когда при разной подаче воды горелка работает с одной мощностью. Тогда в зависимости от напора будет меняться и температура жидкости в кране. Горелка модуляционного типа подстраивается под давление воды в водопроводе. Поэтому температура будет одинаковая независимо от напора жидкости.

Устройство разделяется на конструкцию с дымоотведением естественным путем. Когда отвод газов происходит с тягой. Второй тип колонки – турбированные конструкции (бездымоходная модель). Продукты сгорания вытягиваются принудительно при помощи вентилятора, встроенного в конструкцию колонки. Он начинает работать с первых секунд розжига горелки.

Внутренние детали колонки, их назначение

Перед тем, как заглянуть вовнутрь колонки, следует уточнить, что современные газовые проточные модели бывают 2 видов:

1. С камерой сгорания открытого типа. Воздух необходимый для горения газа будет поступать через смотровое окошко или снизу конструкции без принуждения, естественным путем из комнаты.
2. С закрытым типом камеры сгорания. Их называют: турбированные. Необходимый воздух попадает в зону горения принудительным путем, при помощи вентилятора.

Это разделение важно знать, поскольку колонки конструктивно отличаются между собой. Установка прибора осуществляется на стену

К нему подсоединяют водяные и газовые патрубки

Установка прибора осуществляется на стену. К нему подсоединяют водяные и газовые патрубки.

Простая атмосферная водонагревательная колонка состоит из узлов и деталей:

• корпус из легкого металла;
• с запальником газовая горелка;
• теплообменник ребристого вида с кожухом и медным змеевиком;
• автоматический датчик регулировки интенсивности горения;
• предохранительный клапан устанавливается на механический водяной узел;
• система розжига;
• подсоединение дымохода осуществляется через патрубок, который расположен на диффузоре.
• в диффузоре скапливаются продукты горения. Внутри его имеется датчик тяги. От него отходят провода к газовому клапану;
• с газовым клапаном так же связан датчик наличия пламени. Он расположен в зоне горения;
• подача воды и газа осуществляется через нижние трубки. Они заканчиваются штуцерами для присоединения.

На фото атмосферный водонагреватель газовый расписан на детали.

Современные колонки поджигаются электродами, которые способны поджечь газ электроразрядом.

Газовая колонка без дымохода (тарированная) отличается от атмосферной, хотя между собой они близки по конструкции:

• Турбированная колонка имеет модуляционную модель горелки. Интенсивность горения меняется автоматически. На атмосферной – горелка с ручным управлением.
• Для горения пламени подача воздуха осуществляется вентилятором. Его работу контролирует электронный блок.
• Розжиг осуществляется автоматически. Система срабатывает от электросети.
• Немаловажную роль выполняет датчик контроля температуры воды, который связан с контроллером. Он удерживает нагрев воды на определенном уровне, например на 60 градусов.

На фото изображен турбированный водонагреватель газовый, у которой все функции автоматизированы. Заданная температура отражается на ЖК-дисплее.

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.

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.

Название датчика	Место расположения и назначение датчика
Датчик тяги дымохода	Расположен в верхней части устройства, связывающей колонку с дымоходом. Отключает колонку при отсутствии тяги в дымоходе
Газовый клапан	Находится в патрубке для подачи газа. Отключает колонку при падении давления газа
Датчик ионизации	Находится в камере устройства. Отключает устройство, если пламя гаснет при включенном газе.
Датчик пламени	Находится в камере устройства. Перекрывает газ, если пламя не появляется после поджига
Клапан сброса	Находится на патрубке подачи воды. Отключает воду при повышенном давлении в трубопроводе
Датчик потока	Отключит колонку, если прекратит литься вода из крана или если отключится водоснабжение
Датчик температуры	Расположен на трубах теплообменника. Заблокирует работу горелки при значительном перегреве воды, чтобы избежать повреждений и ожогов (в основном срабатывает при +85ºС и выше)
Датчик пониженного давления	Не даст колонке включиться при пониженном давлении воды в трубах.

Как работает газовая колонка

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.

Возможные неисправности

Нередко после нескольких лет эксплуатации устройства начинаются различные проблемы. Колонка может включаться не с первого раза, а пламя после выключения гаснет не сразу. Из редуктора может течь вода, а также возможен полный отказ водонагревателя от работы. Как правило, все эти неисправности можно устранить, если выяснить их причину. Чаще всего поломка связана с нарушением в водяном узле:

• Разрыв мембраны — распространённая неполадка, связанная с редкой заменой этого элемента редуктора. Средний срок службы диафрагмы составляет 5−7 лет. Поскольку деталь постоянно подвергается растягиванию, разрыв ее неизбежен. Первым признаком считается течь воды. Устранить неисправность не так сложно при условии владения соответствующими навыками.
• Огрубение материала мембраны. Резина под действием холодной и горячей воды постоянно стягивается и растягивается. Постепенно это приводит к тому, что она грубеет и теряет свои свойства, поскольку отлаженная работа колонки зависит от эластичности мембраны. Именно поэтому водонагреватель может продолжать некоторое время работать после прекращения подачи воды.
• Засорение штока также может привести к различным неисправностям. Наиболее распространенной считается медленное включение колонки и реагирование редуктора только на сильный напор воды. Это связано с тем, что на металлическую поверхность детали постоянно попадает вода, провоцируя образование участков коррозии. Ржавчина значительно затрудняет продвижение стержня или иглы, поэтому устройство включается и выключается не сразу.
• На входе воды в редуктор находится простой фильтр грубой очистки и при его засорении работа устройства также нарушается. Как правило, проблема становится следствием нарушения правил монтирования. Первым признаком считается разница в напоре воды, поступающей в редуктор и выходящей из него.

Как правило, такие поломки легко устраняются при наличии соответствующего инструментария и элементарном знании внутреннего строения нагревателя. В исключительных случаях требуется полная замена водяного узла, которую лучше доверить профессионалам.

Устройство и принцип работы

Компания Bosch выпускает газовые колонки нескольких видов.

• Конструкция на батарейках. Горелку нужно будет включить при помощи электроподжига, а искру будет подавать особый электрод.
• Устройство Bosch с пьезоподжигом. Нужно зажечь запальник простым нажатием кнопки. Колонка станет греть воду лишь после того, как хозяин дома откроет кран, из которого должна будет идти горячая вода.
• Колонка, что может работать с гидрогенератором. Этот агрегат работает так же, как и на батарейках, только искра получается при помощи работы гидрогенератора.

Газовые устройства имеют довольно сложное устройство. Перед тем как начать поиски нужной модели данного вида оборудования, сначала лучше узнать особенности ее конструкции.

Стоит выделить несколько главных рабочих компонентов изделий.

• Корпус. Он производится при помощи штамповки из прочной листовой стали. Корпус имеет эмалевый слой защиты, который помогает агрегату долгое время выдерживать повышенные температуры, а также дарит устойчивость к различным повреждениям. Позади стенки корпуса закрепляются нагревательные элементы и детали кожуха, что закрывает «внутренности» колонки. А также на корпусе находятся элементы управления котлом.
• Смотровое окошко. Оно выглядит как обычное отверстие, что расположено на передней стороне изделия и сделано для того, чтобы зрительно контролировать огонь горелки.
• Система управления. Этот узел имеет два отдельных регулятора – для напора и для температуры жидкости. Котлы производятся с регулированием напора воды, которая производится при повороте ручки – увеличить показания можно покрутив по часовой стрелке, а уменьшить – против нее. Уровень горения пламени можно установить, используя ползунковый регулятор.

• Магистрали входа и выхода. Подача и воды, и топлива будет осуществляться с помощью штуцеров с резьбовым соединением.
• Дымоход. Вывод газа, что уже отработал, идет через патрубок, который находится вверху изделия. Диаметр патрубка будет напрямую зависеть от работоспособности прибора и имеет параметры от 10 до 15 см.
• Узел для контроля над тягой. Этот элемент выглядит как датчик. Он будет мониторить уровень имеющейся тяги. В случае ее понижения автомат незамедлительно отключит агрегат.
• Газовый узел. Сюда входят горелка и запальник, особая камера для сгорания, специальный редуктор и все нужные элементы для розжига.
• Водяной узел. Здесь присутствует теплообменник, выпущенный из трубы в форме змеевика, и прочные патрубки для переноса и выхода жидкости.

Изделия должны иметь средства контроля над уровнем давления напора жидкости в системе. При его понижении до критических параметров должно происходить автоматическое отключение нагревательного элемента.

Принцип функционирования газового устройства идет по следующей схеме:

• как только открываются краны с горячей водой, в теплообменник попадает необходимый теплоноситель;
• в это же время происходит поджигание нагревательной горелки от запальника;
• проходя по змеевику, вода прогревается за счет тепла, что выделяется в огромном количестве при сгорании топлива;
• быстрое нагревание происходит при помощи передачи тепла на большой скорости из-за высокого уровня теплопроводности применяемых материалов;
• отработавшие свое газы будут выходить под воздействием дымоходной тяги.

Концерн Bosch предлагает на выбор водонагревательные изделия с различными подвидами поджига.

Именно поэтому проточные изделия подразделяются на 2 класса.

• Поджиг автомат. Возгорание топлива в горелке происходит в одно время с открытием кранов с горячей жидкостью.
• Поджиг полуавтомат. Воспламенение топлива в камере для сгорания идет от запальника, который нужно сначала зажечь.

В маркировках агрегатов бренда Bosch есть индексы из букв, что обозначают разновидность системы поджигания, а именно:

• «P» – пьезорозжиг;
• «B» – электрический розжиг;
• «H» или «G» – розжиг от гидрогенератора.

Therm 4000 S WTD 12 1518 AM E2331.

Перед запуском вы должны убедится, в том что, на табличке установленной производителем на аппарате, маркировка газа соответствует газу, подключаемому к устройству. К аппарату есть возможность подключения дистанционного пульта управления, который полностью дублирует работу дисплея на колонке.

Откройте вентиль газового крана и водяные вентили. Подключите аппарат к электросети.

Установленная температура воды производителем равняется 42 градусам, это оптимальная температура.

Для включения аппарата требуется просто нажать кнопку включить и открыть кран с горячей водой. Для регулирования температуры необходимо нажать кнопку «+» или «-» и выбрать необходимую вам температуру. Пока выбранная вами температура не будет достигнута, показания на мониторе будут мигать.

Если она не достигает этого значения в течение тридцати секунд, на мониторе высвечивается значок водопроводного крана, который показывает необходимость увеличения или уменьшения расхода воды. Если вы нажмете кнопку Р, появится запрограммированная постоянная температура, равная 42 градусам. Установка минимальной температуры уменьшает расход энергии, и дает возможность уменьшить образование известкового налета в теплообменнике.

Но если вы знаете как включать колонку, но столкнулись с неисправностями (тухнет пламя, не зажигается), то , где описаны причины и методы их устранения.

Газопотребляющее оборудование потенциально опасное

Чтобы избежать аварийных ситуаций важно научиться пользоваться газовым водогрейным оборудованием. Чтобы правильно включить газовую колонку нужно следовать определенным правилам, разработанным производителем и подробно описанным в руководстве по эксплуатации

Выводы и полезное видео по теме

Для закрепления понимания структуры газовой колонки можете посмотреть видеообзор, где подробно объясняется расположение всех элементов колонки на живом примере:

В этом материале мы изучили устройство бытовой газовой колонки, принцип её действия. Затем рассмотрели работу основных элементов. А зная основные узлы и элементы газового оборудования, датчики его системы безопасности, можно своими силами диагностировать поломку. А если причина неисправности будет заключаться в загрязнении отдельных элементов конструкции, то и выполнить собственноручное обслуживание газовой колонки.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными рекомендациями или задать вопросы, которые мы не затронули здесь? Спрашивайте совет у наших экспертов и других посетителей сайте – форма обратной связи расположена ниже.