Устройство газовой колонки и принцип работы
Garant-vl.ru

Строительный портал

Устройство газовой колонки и принцип работы

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.

Все о газовой колонке — устройство, принцип работы и рекомендации по выбору

Проточные водонагреватели, работающие на природном газе, — весьма эффективные бытовые приборы, способные подавать нагретую воду для хозяйственных нужд неограниченно долго. И хотя их принцип действия не изменился с момента изобретения, конструкция претерпела множество усовершенствований. Пользователям не помешает изучить устройство газовой колонки современного образца, чтобы успешно ее эксплуатировать, а иногда и ремонтировать своими силами.

Устройство современных газовых колонок

На данный момент в торговой сети можно приобрести бытовые водонагреватели двух типов:

  1. Наиболее распространенный вариант — газовые колонки с открытой камерой сгорания (атмосферные). В них воздух для горения газа поступает из помещения естественным путем, проходя через проем внизу аппарата и смотровое окошко.
  2. С закрытой камерой сгорания (иначе – турбированные или наддувные). Здесь воздух в зону горения нагнетается принудительно посредством вентилятора.

Водонагреватель на кухне в квартире (фото слева) и в котельной частного дома

Сначала разберем устройство боле простых атмосферных колонок, состоящих из следующих основных элементов:

  • металлический корпус;
  • газовая горелка с запальником;
  • ребристый теплообменник с кожухом и змеевиком из меди;
  • автоматический газовый клапан с регулятором интенсивности горения;
  • механический водяной узел с предохранительным клапаном;
  • система розжига;
  • диффузор с патрубком на конце для подключения дымохода;
  • трубки для воды и газа, выходящие снизу и заканчивающиеся присоединительными штуцерами.

Системы розжига в колонках применяются нескольких типов: пьезоэлектрические и электрические от батареек, гидрогенератора или домовой электросети.

В диффузоре водонагревателя, где собираются продукты горения, установлен датчик тяги, соединенный проводами с газовым клапаном. Непосредственно в зону горения помещен датчик наличия пламени (ионизации), тоже связанный с этим клапаном. Ниже приведена схема, где подробно показано устройство атмосферной газовой колонки:

Сейчас вместо горящего фитиля все чаще используются запальные электроды, поджигающие газ электрическим разрядом

Теперь о том, как устроена турбированная версия водогрейной колонки с закрытой камерой сгорания. По конструкции она схожа с атмосферной, но имеет следующие отличия:

  1. Вместо обычной горелки с ручным управлением устанавливается ступенчатая либо модуляционная, меняющая интенсивность пламени в автоматическом режиме.
  2. Воздух для горения подает вентилятор, чья производительность регулируется контроллером (электронным блоком).
  3. Система розжига – полностью автоматическая, действующая от электросети или гидрогенератора.
  4. Устройством колонки предусмотрено поддержание нагрева воды на установленном уровне (например, до 60 °С). За этим следит отдельный датчик температуры, связанный с контроллером.

Схема турбированной газовой колонки изображена на рисунке:

В таких аппаратах все функции полностью автоматизированы, а желаемая температура воды выставляется на ЖК-дисплее

Как работает водогрейная колонка?

Задача водонагревателей данного типа – среагировать включением горелки на открытие крана горячей воды в любой точке дома и обеспечить ее нагрев до нужной температуры. Чтобы подробно описать принцип работы газовой колонки, перечислим последовательность процессов, протекающих в атмосферных моделях:

  1. На первом этапе пользователь поджигает запальник, находящийся в смотровом окне и направленный в сторону основной горелки.
  2. После открытия крана в системе ГВС появляется проток воды, а давление возрастает. Устройством водяного узла (в просторечии – лягушки) предусмотрено, что при этом срабатывает мембрана и перемещает шток, соединенный с газовым клапаном.
  3. От воздействия мембраны водяного узла клапан открывает подачу топлива на основную горелку, которая тут же поджигается от запальника либо напрямую от искрового электрода. Мощность пламени пользователь может регулировать вручную с помощью крана, выведенного на переднюю панель.
  4. Вода, поступающая в теплообменник газовой колонки, начинает нагреваться еще в змеевике, выполненном вокруг медного кожуха. Такой принцип работы позволяет избежать образования конденсата на трубках из-за разницы температур холодной воды и пламени горелки.
  5. Нагретая вода поступает к потребителям. После закрытия крана мембрана «лягушки» оттягивает шток, клапан перекрывает подачу газа и горелочное устройство затухает, а нагрев прекращается.

Так работает большая часть недорогих газовых колонок атмосферного типа с постоянно горящим запальником, не нуждающихся в подключении к электросети.

Если в силу разных причин произойдет отрыв пламени горелки и она потухнет, то сработает термопара и клапан прекратит подачу газа. То же случится при исчезновении тяги в дымоходе по сигналу соответствующего датчика. Подробнее о действии агрегата рассказано на видео:

Читать еще:  Как разобрать и снять подвесной реечный потолок в ванной

Устройство и принцип работы газовой колонки

Часто случается так, что в домах отсутствует горячее водоснабжение, и в таких ситуациях приходится устанавливать дополнительные устройства, которые занимаются приготовлением горячей воды. Жить без горячей воды не совсем комфортно, и самым распространённым водонагревателем по праву считается газовая колонка, про устройство и принцип работы котором мы поговорим.

Для чего нужен газовый водонагреватель

Этот водонагреватель является самым эффективным устройством, которое приготавливает горячую воду. Подогрев воды путем сжигания природного газа намного дешевле, нежели греть воду в электрическом бойлере. Газовая колонка относятся к водонагревательным приборам проточного типа и имеет простейшие устройство. Этот прибор является не только экономичным, но и безопасным. При надлежащем обслуживании газовый водонагреватель способен безотказно работать в течение нескольких десятилетий, а если в квартире или доме используется водяной фильтр или картридж для смягчения воды, то колонка служит ещё дольше.

Устройство газовой колонки

Этот водонагревательный прибор имеет довольно простую конструкцию, и состоит из таких элементов как:

  1. Датчик тяги (установлен на тех моделях, которые оборудованы принудительной вытяжкой).
  2. Датчик ионизации.
  3. Электромагнитный клапан.
  4. Горелка.
  5. Электрод для розжига.
  6. Вытяжной дымоход.
  7. Отсек для батареек (не на всех моделях).
  8. Теплообменник.
  9. Камера сгорания.
  10. Запальник.
  11. Датчик перегрева.
  12. Вытяжная турбина (устанавливается не на всех моделях).
  13. Штуцер для подключения к газовой магистрали.
  14. Водяной узел.
  15. Штуцер для подключения к водной магистрали.
  16. Штуцер для подключения к магистрали ГВС.
  17. Блок управления.
  18. Корпус.

Разберем устройство каждой детали газовой колонки подробно.

Датчик тяги

Этот элемент служит для того, чтобы контролировать воздушный поток в вытяжном дымоходе. Данный датчик устанавливается на газовых колонках, которые оборудованы вытяжной турбиной. Датчик реагирует на уровень разреженности воздуха, которая создается в момент работы вытяжного вентилятора. Если тяга отсутствует, то также будет отсутствовать и разрежение. Датчик фиксирует отсутствие тяги, и передает сигнал на контроллер. Тот в свою очередь перекрывает подачу газа.

Датчик ионизации

Данное устройство служит для того, чтобы фиксировать наличие пламени в горелке. Если розжиг газовой колонки произошёл успешно, то датчик ионизации фиксирует пламя, и передает сигнал на блок управления. Данный блок отключает подачу электричества на блок розжига, и подача искры прекращается. Датчик ионизации устанавливается на тех моделях газовых водонагревателей, которые оборудованы электронной системой розжига.

Электромагнитный клапан

Данный элемент служит для включения и отключения подачи газа к горелке, и устанавливается этот клапан также на моделях газовых колонок, которые оборудованы системой электронного управления. Электромагнитный клапан включается при помощи микропереключателя, который управляется штоком водяного узла.

Горелка

Этот элемент играет важную роль в работе газового водонагревателя, так как при помощи горелки происходит нагрев воды в теплообменнике. Газ в горелку подаётся при помощи электромагнитного и/или механического клапана, и главная задача горелки состоит в том, чтобы равномерно распределять тепловую энергию по всей поверхности теплообменника.

Электрод для розжига

Данный электрод служит для того, чтобы поджечь газ, который выходит из сопел горелки. Электрод для розжига устанавливается в тех моделях газовых колонок, которые оборудованы электронной системой управления. От блока розжига, по высоковольтному проводу, на этот электрод ритмично подается искра, которая воспламеняет газ в камере сгорания.

Вытяжной дымоход

Этот элемент служит для отвода продуктов сгорания. Вытяжка может быть как естественной, так и принудительной. Газовые колонки с принудительной вытяжкой оснащены вытяжной турбиной.

Отсек для батареек

В водонагревательных газовых приборах проточного типа может быть использована электронная система управления, которая питается от батареек. Эти батарейки устанавливаются в специальный отсек. Данный отсек находится в удобном месте, и замена батареек осуществляется в считанные минуты.

Теплообменник

Данный элемент является одним из важнейших в газовой колонке, поскольку от его правильного функционирования зависит эффективность работы всего устройства. В теплообменнике происходит нагрев воды, и он является единственным местом, где может скапливаться накипь.

Камера сгорания

Камера сгорания является тем местом, где установлена газовая горелка вместе с теплообменником. К камере сгорания подсоединяется вытяжной дымоход, а в нижней части камеры расположены отверстия, которые обеспечивают доступ воздуха к горелке.

Запальник

В газовых колонках, которые не оборудованы электронной системой управления, всегда горит запальник, который обеспечивает розжиг горелки в момент подачи воды.

Датчик перегрева

Данный элемент устанавливается только в колонках, которые управляются при помощи электроники. Этот датчик фиксирует перегрев на выходном патрубке теплообменника, и передает сигнал на блок управления. Этот блок отключает подачу газа.

Вытяжная турбина

Данное устройство устанавливается на газовые колонки, которые оборудованы принудительной системой отведения продуктов сгорания.

Штуцер для подключения к газовой магистрали

К этому штуцеру подключается газовый шланг, который соединен с газовой магистралью.

Водяной узел

Это устройство служит для включения газовой колонки. Водяной узел реагирует на наличие протока – включает и отключает подачу газа к горелке.

Штуцер для подключения к водной магистрали

При помощи данного штуцера газовая колонка подключается к центральному водопроводу.

Штуцер для подключения к магистрали ГВС

К этому штуцеру подключается водопровод, который раздает горячую воду потребителям.

Блок управления

Данное устройство управляет не только подачей газа к горелке, но и регулирует подачу искры на электрод розжига. Блок управления устанавливается лишь на тех моделях газовых колонок, которые управляются электроникой.

Корпус

Этот элемент водонагревателя, как правило, сделан из листовой стали, и защищает переднюю часть и боковые стороны газовой колонки от любого механического воздействия и пыли.

Принцип работы газовой колонки

В газовых водонагревателях, управление которых осуществляется при помощи электронной системы, в специальном отсеке устанавливается несколько обычных батареек. Эти батарейки питают электронный блок, который управляет всеми системами газовой колонки.

Принцип работы газовой колонки таков, что когда открывается кран горячей воды, то в водной магистрали колонки образовывается проток. Этот проток двигает мембрану, которая установлена в водяном узле. Данная мембрана соединена со штоком, который открывает механический газовый клапан и включает микропереключатель. Переключатель подает питание на электромагнитный газовый клапан, который также открывается. Оба эти клапана обеспечивают подачу газа к горелке.

Микропереключатель также подаёт напряжение и на блок розжига, а тот, в свою очередь, подает искру на разжигающий электрод. С появлением искры воспламеняется газ в камере сгорания, и пламя полностью охватывает теплообменник. Вода, что проходит через теплообменник, быстро нагревается, и через выходной штуцер колонки подаётся в магистраль ГВС. При появлении пламени в камере сгорания, датчик ионизации реагирует на это пламя, и подача искры прекращается.

При закрытии крана горячей воды, проток в водном узле мгновенно исчезает. Мембрана данного узла возвращается в свое первоначальное положение, увлекая за собой шток. Этот шток закрывает механический газовый клапан, а также отключает микропереключатель, который подает питание на газовый электроклапан. Подача газа к горелке прекращается.

Основные неисправности

Колонка не выключается

Самой распространенной причиной данной неисправности может являться – потеря подвижности штока, который включает электромагнитный и/или механический газовые клапаны. На ухудшение подвижности штока может влиять разного рода загрязнения, которые попали в зазор между штоком и корпусом водяного узла. В данной ситуации поможет – простейшая промывка данного устройства. На затрудненный возврат штока в его первоначальное положение может повлиять и севшая пружина, усилия которой стало недостаточно для возврата штока в первоначальное состояние. В данной ситуации пружина подлежит замене.

Зажигается и гаснет

Данная поломка может быть вызвана двумя причинами:

  1. Неисправен датчик ионизации.
  2. Вышла из строя мембрана, которая установлена в водяном узле.

Обе этих неисправности устраняются путем замены датчика или мембраны.

Не зажигается

Данная неисправность может иметь множество причин. В газовых колонках, которые оборудованы датчиком тяги, поломка данного датчика может препятствовать нормальному розжигу. Также колонка может не зажигается в том случае, если в водной магистрали низкое давление воды. То же самое может касаться и давления газа. Отсутствие поджига также может быть вызвано тем, что газовая горелка попросту засорилась. Ещё причинами данной неисправности могут являться – выход из строя мембраны водяного блока, или выход из строя одного из датчиков.

Читать еще:  Разве пристройка не обойдется без фундамента?

Как работает газовая колонка для воды

    Содержимое:
  1. Конструкция газового проточного нагревателя
    1. Виды горелок
    2. Как нагревается вода
    3. Системы розжига
    4. Контроль температуры воды
    5. Системы безопасности
    6. Отведение продуктов сгорания

Устройство проточных газовых водонагревателей практически не изменилось со времени их изобретения. Были добавлены различные узлы, регуляторы и модули, влияющие на автоматизацию процесса нагрева. Но основной принцип работы и устройство газовой колонки остались прежними. Понимание процессов, происходящих при включении и выключении бойлера облегчит его эксплуатацию и обслуживание.

Конструкция газового проточного нагревателя

  • при открытии крана ГВС включается горелка, нагревающая воду;
  • после отключения горячего водоснабжения, бойлер выключается.

Техническое устройство газовой водогрейной колонки состоит из нескольких систем и внутренних модулей:

  • горелки;
  • теплообменника;
  • блока розжига;
  • системы дымоотведения;
  • датчиков контроля и безопасности.

Хотя присутствуют небольшие изменения и модификации внутреннего устройства у водонагревателей современного образца, основной принцип работы остается неизменным независимо от того какая модель бойлера используется.

Виды горелок

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%.

Как нагревается вода

На корпусе водонагревателей с механическим блоком управления присутствуют две крутящиеся ручки для изменения напора нагреваемой жидкости и подачи газа. Если необходимо, чтобы бойлер работал при малом давлении воды, необходимо выкрутить соответствующий регулятор на минимум.

Системы розжига

Устройство и принцип работы проточного газового водонагревателя несколько отличается в зависимости от модели и степени автоматизации работы. Принято выделять 3 основных группы бойлеров:

  • С ручным розжигом от спички — старые колонки простейшей конструкции. Розжиг выполняется вручную. Для работы бойлера требуется, чтобы постоянно горел запальной фитиль. Используется принцип работы электромагнитного клапана. Модуль выполняет следующую функцию:
    1. Электромагнитный газовый клапан работает на основе термопары, использует тепловую энергию для выработки напряжения. При нагреве продуцируется электричество в несколько мВ.
    2. Принцип работы электромагнитного клапана — поджигается фитиль и нагревает термопару. Все это время пользователь держит клапан зажатым.
    3. Устройство термопары — две полоски металла с разной проходимостью электронов. При нагреве возникает электромагнитное поле.
    4. Электричества становится достаточно, чтобы оставить электромагнитный клапан открытым. Газ продолжает поступать на горелку, поддерживая ее горение.

    Устройство электромагнитного клапана обеспечивает безопасную и одновременно удобную эксплуатацию водонагревателя.

  • Полуавтоматические с пьезорозжигом — устройство газового водонагревателя в этом случае модифицировано. Как и у старых колонок присутствует запальная горелка. Розжиг фитиля выполняется посредством пьезоэлемента. Остальная работа бойлера осуществляется в автоматическом режиме.
  • С электронным розжигом — современная газовая колонка работает как полностью автономный модуль. При открытии крана ГВС продуцируется искра, подаваемая на горелку. Внутреннее устройство проточной газовой колонки современного образца может отличаться от старых бойлеров наличием различных модулей, существенно увеличивающих комфорт эксплуатации. Появились дополнительные функции: модуляция пламени, контроль над количеством расходуемой воды и т.п. Существует две базовых модели с электронным розжигом:
    1. работающие от батареек или сети;
    2. использующие для продуцирования искры гидрогенератор (гидротурбину).

    Принцип розжига влияет на комфорт эксплуатации и отражается на стоимости бойлера. Полностью автоматические бойлеры на 30-40% дороже аналогичных моделей с пьезоэлементом. Колонки с розжигом от спички, старого образца, поэтому уже не выпускаются.

    Контроль температуры воды

    • Механический — ограничение температуры нагрева проточной газовой колонки выставляется с помощью ручек, расположенных на корпусе. Как правило, левый рычаг регулирует давление газа на горелке, второй: скорость циркуляции воды. Изменяя показатели можно выставить комфортную для мытья степень нагрева. На дисплей, подключенный к датчику температуру воды выводятся цифровые показатели. Температура выводится в градусах по Цельсию.
      Недостаток механического управления в том, что оно зависимо от внешних факторов. При одновременном открытии второй точки водоснабжения, изменении напора ХВС, меняется температура нагрева.
    • Модуляция пламени — в этом случае электронный блок управления регулирует не скорость протока и давление газа, а контролирует температуру воды на выходе. Преимущество в том, что интенсивность нагрева меняется автоматически, подстраиваясь под рабочие параметры ГВС. Недостаток колонок с модуляцией пламени: высокая стоимость, зависимость от электричества.

    В современных газовых бойлерах проточного типа установлены дополнительные системы, контролирующие расход горячей воды и автоматически отключающие работу, например, после наполнения ванны. Рабочая температура нагрева воды от 35-60° С.

    Системы безопасности

    Во внутреннем устройстве присутствует несколько модулей и датчиков, предотвращающих возникновение аварийных ситуаций, связанных: с перегревом воды, утечкой и концентрацией СО и СО₂. Используется следующая система безопасности:

    • Термопара — используется в полуавтоматических моделях и колонках старого образца с ручным розжигом. Принцип подачи газа основан на применении электромеханического датчика. Чтобы открыть доступ топлива необходимо нагреть термопару и поддерживать созданную температуру. На практике это означает, что при задувании фитиля отключается подача газа на дополнительную и основную горелку.
    • Ионизация пламени — датчик отслеживает наличие горения. При затухании основной горелки подается сигнал на отключение газа. Устройство установлено в современных водонагревателях с автоматической системой розжига.
    • Регулятор расхода воды — устанавливается в некоторых современных колонках с функцией модуляции пламени. Модуль контролирует сколько жидкости прошло через теплообменник. После достижения предельного количества отключает подачу воды.
    • Микровыключатель или микропереключатель — используется в автоматических колонках. Подключен к штоку водяного редуктора. Суть работы устройства в том, что при открытии крана ГВС в водяной мембране приходит в движение шток, подсоединенный к микровыключателю. На корпусе последнего находится клавиша, которую зажимает металлическая пластина. Шток водяного узла приходит в движение, отводит лапку микропереключателя, запускает продуцирование искры. После отключения ГВС клавиша обратно зажимается металлической пластиной. Принцип работы микропереключателя тесно связан с газовым клапаном и водяным редуктором.
    • Система защиты от перегрева воды — в конструкции присутствует термопредохранитель. При плохой тяге и нарушениях, допущенных во время монтажа, колонка будет выдавать запредельные показатели нагрева жидкости. При достижении пограничных значений термопредохранитель будет отключать бойлер, чтобы защитить теплообменник и предотвратить утечку угарного газа.
    • Датчик тяги — установлен на отводящем патрубке дымовой трубы. Принцип действия схожий с другими регуляторами водонагревателя. При слабой циркуляции воздушных потоков или опрокидывания обратной тяги, моментально блокируется подача газа на горелку.

    Система безопасности предназначена защитить потребителя от возникновения аварийных ситуаций. Неисправность датчиков, основная причина сбоев в работе проточных газовых бойлеров. Приблизительно в 70% случаев если колонка отказывается работать, причина кроется в одном из модулей системы безопасности.

    Отведение продуктов сгорания

    Существует два варианта конструкции проточных бойлеров:

    • Дымоходный — продукты сгорания отводятся принудительным или естественным способом в специальный дымовой канал. В своем доме устанавливают дымоход из одностенной нержавеющей или сэндвич трубы.
    • Бездымоходный — используется для водонагревателей с закрытой камерой сгорания и принудительным забором воздуха и отведения дыма. Для подключения используется вертикальная или горизонтальная коаксиальная труба.

    Как работает газовая колонка

    Для решения вопроса по обеспечению жилища горячей водой часто выбор останавливается на газовом водонагревателе проточного типа. Но, чтобы выбрать хорошую модель из множества представленных на рынке, необходимо иметь хотя бы минимальные знания об устройстве и принципе работы газовой колонки.

    Устройство агрегата

    Газовые водогрейки, независимо от фирмы производителя, имеют похожие составляющие, наличие которых у разных моделей может отличаться незначительно. Для примера, можно рассмотреть устройство газовой колонки Нева.

    Устройство аппарата снаружи

    Схема газовой колонки приведена на рисунке ниже.

    Схема газовой колонки

    Передняя часть и боковины водонагревателя закрываются кожухом из металла (1). На фасаде аппарата имеется смотровое окно (2) для визуального контроля за работой агрегата. Под окошком располагаются регуляторы: ручка, регулирующая расход газа (3) и регулятор расхода воды (4). Между ручками располагается ЖК дисплей (5), который отображает значение температуры воды, подающейся к потребителю.

    В самом низу аппарата располагаются патрубки для подачи воды и ее вывода, а также для подачи газа. На правой стороне водонагревателя имеется патрубок (6), к которому подключается холодная вода из водопровода, а слева – подсоединяется труба (7) для отвода нагретой жидкости. Рядом с ней, но немного ближе к центру, имеется патрубок (8). К нему подключается шланг, соединяющий колонку с газовой магистралью, а в некоторых ситуациях — к баллону с газом. На самом верху водогрейки, находится фланец (9) для подсоединения газоотводной трубы (дымохода).

    Все элементы агрегата закрепляются на металлической основе (10), выполняющей функцию задней стенки аппарата. На ней проделано 2 отверстия для подвешивания агрегата на стену с помощью кронштейнов.

    Похожую конструкцию имеет и новая модель газовой колонки Астра.

    Внутренне устройство агрегата

    Теперь рассмотрим, как устроена газовая колонка изнутри, при снятом внешнем кожухе. Как уже было сказано выше, патрубки под номерами 6, 7 и 8 предназначены для подсоединения холодной воды, отвода нагретой и подключения газа.

    Водяной блок агрегата (12) соединяется с патрубком подачи воды (6). Из водяного блока выходит шток (13), на котором крепится ручка для регулировки напора воды. Ниже располагается цилиндрическая деталь (14), имеющая на стенках насечку. Она выполняет функцию пробки, извлекаемую для слива жидкости с аппарата, если потребуется его ремонт. Также пробка имеет предохранительный клапан, открывающийся при избыточном давлении в водопроводе.

    В центре агрегата находится блок электронного управления (16). От него в разные стороны выводятся провода, идущие к различным элементам агрегата и датчикам.

    Устройство колонки изнутри

    Слева, симметрично блоку воды — размещен газовый (17). Оба модуля и собраны так, что представляют собой единую конструкцию. Из него, как и из водяного, выходит шток (18) для настройки подачи газа. Посередине между газовым патрубком и регулирующим краном расположен клапан (19) (электромагнитный).

    Также на газовом блоке имеется микровыключатель (15), который прижимается специальным толкателем, когда он выключен. Выше можно увидеть коллектор (20), соединенный с газовым блоком с помощью патрубка, одетого на фланцы. Коллектор крепится к корпусу с помощью 2 винтов (21). В задней части коллектора располагаются сопла. Через них подается газ на горелку (22), имеющую 10 рядов. На передней части коллектора закреплена пара элементов, схожих по внешнему виду, но выполняющих разные роли. Справа – искрообразующая свеча (23), разжигающая горелки, а слева – датчик пламени (24).

    Выше коллектора находится теплообменник из меди (25). Он как раз и отдает тепло, полученное от сгорания газа, проходящей через него воде. Справа к теплообменнику подсоединяется водяной узел (26), а с левой стороны — патрубок для отвода нагретой воды (27). Крепится модуль теплообмена к корпусу агрегата с помощью 2 винтов (28). На патрубке для отвода нагретой воды установлено 2 датчика. Верхний (29) защищает водогрейку от перегрева, а тот, что ниже (30) — служит в качестве термометра. От него идут провода к ЖК дисплею, закрепленному на кожухе агрегата.

    Наверху аппарата установлено устройство для отвода отработанных продуктов горения (31). Благодаря системе различных по форме перемычек, поток горячих отработанных газов направляется в сторону канала дымохода. Слева установлен датчик тяги (32), имеющий связь с датчиком перегрева (29) посредством электрической цепи. Внизу корпуса водонагревателя находится блок (34) для 2-х элементов питания (батареек). Для крепления внешнего кожуха аппарата с двух сторон корпуса имеются места для вкручивания винтов (33).

    Схема внутреннего устройства газовой колонки Оазис ничем не отличатся от приведенной выше, разве что наличием переключателя “зима-лето” на передней панели. Он предназначен для отключения половины работающих горелок в летний период для экономии газа.

    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.

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector