Как работает газовая колонка

Популярностью газовые проточные водонагреватели пользовались в прошлом столетии, но и сейчас они не утратили свою актуальность. За это время произошло усовершенствование приборов, однако, основное устройство газовой колонки осталось неизменно.

Газовая колонка для воды любой модели работает по принципу проточного нагревателя. Устройство приборов от разных производителей отличается только наличием дополнительных функций и дизайном. Основные составляющие проточного нагревателя следующие:

• корпус;
• патрубки для подключения газа и воды;
• дымоход;
• водяной и газовый узел;
• теплообменник;
• камера сгорания;
• запальник и горелка;
• система розжига;
• комплект датчиков.

Современные модели с авторозжигом комплектуют электронным блоком управления. К таким приборам относится колонка с турбиной. В конструкции водонагревателя добавлен нагнетающий вентилятор. Установлена камера сгорания закрытого типа и модуляционная горелка, позволяющая плавно изменять высоту пламени.

Основная схема проточного газового водонагревателя одинаковая для всех моделей, поэтому рассмотрим устройство колонки марки «Нева».

Внешние элементы колонки

Снаружи газовая колонка состоит из следующих узлов:

• Стальной кожух – закрывает переднюю и боковые части колонки. Для визуального контроля горения на передней панели кожуха установлено смотровое окошко. Ниже окна расположены рукоятки регулировки газа и воды. Температуру выходящей жидкости отображает ЖК дисплей.
• На передней панели обычно располагаются элементы управления.
• Сверху находится патрубок дымохода.
• Снизу из-под кожуха выступают патрубки. К одному из них подключают трубопровод ХВС для подачи холодной воды в колонку. Другой – патрубок для отвода нагретой воды. К нему подключают трубопровод ГВС. Третий патрубок служит для подвода газа. Сверху из-под кожуха выступает патрубок для подсоединения дымохода.

Задняя стенка служит основой прибора, так как на нее закреплены все рабочие узлы и кожух. Деталь изготовлена из оцинкованной стали. На задней стенке имеются крепежные отверстия для фиксации колонки к стенке кронштейнами.

Газовые колонки марок «Нева» и «Астра» схожи по устройству.

Внутренние элементы колонки

Под кожухом спрятаны рабочие узлы газовой колонки:

• Патрубок подвода трубопровода ХВС соединен с водяным блоком. На этом узле установлен механизм с рукояткой для регулировки напора жидкости. Водяной блок имеет пробку с предохранительным клапаном. Узел используют для слива воды в случае ремонта или стравливания избыточного давления.
• Рядом с водяным блоком размещен газовый узел. В совокупности они образуют единую систему. Газовый блок оснащен регулировочным штоком с рукояткой, проворачиванием которой добиваются оптимальной температуры воды на выходе из крана. Патрубок подключения газопровода соединен с блоком через электромагнитный клапан. В случае отсутствия тяги, погасания пламени горелки и других аварийных ситуациях запорный узел перекрывает подачу газа. В штатной ситуации клапан просто отсекает газ при выключении колонки.
• Газовый блок соединен патрубком с коллектором. С задней его части установлены сопла, подающие газ на горелку. Спереди к коллектору подсоединена свеча розжига, подающая искру на запальник. Рядом установлен датчик пламени горелки, расположенной в камере сгорания.
• Над коллектором расположен медный теплообменник. Он состоит из изогнутой трубы с ребрами. Узел забирает тепло сгорающего газа и отдает его воде. Холодная вода подается на теплообменник через водяной узел. Выход нагревательного узла соединен с патрубком отвода горячей жидкости. Здесь же установлены датчики защиты от перегрева и контроля температуры. Один из них является термометром, отправляющим показания на ЖК дисплей.
• Между камерой сгорания и дымоходным патрубком располагается отводящая система продуктов горения. По сути – это еще одна камера с перегородками. Перемычки образуют каналы, направляющие продукты горения в дымоход. Внутри камеры стоит датчик контроля тяги в дымоходе. По электроцепи он связан с датчиком, контролирующим перегрев.
• Снизу корпуса водонагревателя расположено два блока. Один из них предназначен для установки батареек. Второй – это блок управления. От электронного управляющего модуля провода подсоединены ко всем датчикам газовой колонки.

Внешнее и внутреннее устройство приборов разных марок схоже. Отличаться может исполнение узлов и наличие дополнительных функций.

Газовая колонка марки «Оазис» имеет аналогичное устройство, как и «Нева». Отличием является наличие дополнительной функции «зима-лето». Переключателем, установленным на фронтальной панели, отключают часть горелок. Летом такая функция помогает экономить расход газа.

Описание и принцип работы газовой колонки на батарейках

Батарейки устанавливают в нагревательных газовых колонках, работающих в проточном режиме. Использовать элементы питания в котлах, обогревающих дом, бессмысленно, так как запаса мощности не хватит для циркуляционного насоса.
Нагреватель постоянно находится в одном из трёх режимов: выключенном, ожидания и нагрева.

Электричество используется для корректной работы:

• платы управления;
• газового клапана;
• датчиков давления на входе (датчик потока) и температуры воды на выходе из колонки, газа, ионизационного и отвода продуктов горения;
• электрода розжига.

В выключенном режиме при подаче воды не произойдёт включение блока управления. На газовый клапан не поступает напряжение, он закрыт, и это обеспечивает безопасность.

В режиме ожидания напряжение на блок управления подано, установлена желаемая температура воды.

После открывания крана на смесителе вода приводит в рабочее состояние редуктор (лягушку) и газовый клапан. Одновременно шток газового механизма воздействует на микровыключатель и включает колонку. Если давление воды и скорость потока жидкости достаточна, формируется импульс напряжения на поджигающий электрод, воспламеняющий газ.

По мере выхода колонки в рабочий режим блок управления контролирует наличие пламени (датчик ионизации), поток сгоревшего газом в вытяжной трубе, выходящей в систему вентиляции, температуру воды. Заданный режим нагрева воды поддерживается регулировкой поступления газа. При «неправильных» показателях датчиков, устройство отключается.

При выключении крана, штоки «лягушки» и газового клапана возвращаются в первоначальное положение, подача напряжения на блок управления прекращается, колонка переходит в режим ожидания.

Виды розжига горелки

Современный проточный газовый водонагреватель выпускают с авторозжигом и ручной системой розжига запальника.

Из экономических соображений ручной розжиг невыгодный. Система состоит из пъезоэлемента, приводимого в действие нажатием кнопки. С нажимом клавиши вырабатывается искра, разжигающая запальник. Действие несложное, но запальник в течение дня постоянно горит, расходуя газ. Выключать его нерационально, так как придется часто заново разжигать при необходимости потребления горячей воды.

Авторозжиг происходит сразу после открытия крана горячей воды:

• Первый принцип работы электронного розжига основан на батарейках. Находящийся в ожидании запальник не горит. Когда открывают кран смесителя, давление в водопроводе изменяется и датчик дает сигнал электронному блоку на осуществление розжига. От энергии батареек создается искра. Загоревшееся на запальнике пламя разжигает горелку. Сделав свое дело, запальник выключается до следующего пуска. Розжиг от батареек не требует много энергии. Заряда элементов хватает на год.

• Второй принцип работы авторозжига основан на гидрогенераторе. Проточный газовый водонагреватель вместо батареек комплектуется турбиной. В движение ее приводит поток воды, создающийся в водопроводе во время открытия крана смесителя. Гидрогенератор вырабатывает искру, разжигающую запальник.

Газовые колонки с авторозжигом выгодны из-за меньшего расхода газа и удобства пользования.

Разновидности камер сгорания

Камеры сгорания бывают двух типов:

• Открытую или атмосферную камеру производители чаще всего устанавливают на водогрейных колонках из-за простоты и дешевизны конструкции. Циркуляция воздуха, требуемого для поддержания горения, поступает внутрь камеры естественным путем.
• В закрытую камеру воздух нагнетают вентилятором. Такие газовые колонки называются турбинированными.

Создание принудительной тяги позволяет работать водонагревателю при любых условиях. Агрегат с открытой камерой не разожжется, если отсутствует тяга. Подобная неприятность наблюдается при плохих погодных условиях, когда ветер задувает в дымоход.

Устройство газового водонагревателя

Проточный водонагреватель отличается по типу камеры сгорания газа:

1. Открытая камера сгорания газа. Кислород, необходимый для процесса горения, берётся из воздуха естественным путём без применения дополнительных механизмов. Другое название приборов такого типа – атмосферные;
2. Закрытая камера сгорания газа. Кислород также берётся из воздуха, но принудительно подаётся в зону горения с помощью дополнительных механизмов. Другое название — турбированные, наддувные.

Принцип работы проточного газового прибора для нагрева воды

Кратко охарактеризовать принцип работы газовой колонки можно так: открыли кран горячей воды – разожглась горелка, прекратился расход воды – горелка погасла. Подробнее это происходит так:

• Во время открытия крана начинается движение воды. От действия потока происходит срабатывание водяного узла. Механизм воздействует на газовый узел. Клапан открывается, и газ подается на горелку, где происходит розжиг от запальника.

Если напор в кране будет слабый, горелка колонки не зажжется.

• Прогрев воды осуществляется в теплообменнике. Циркулирующая по змеевику жидкость нагревается, после чего по трубопроводу поступает к смесителю.
• Во время горения воздух внутрь камеры поступает естественным путем через технологические отверстия кожуха и смотровое окно. Отработанные газы уходят через дымоход. Естественная циркуляция воздуха создает тягу. Если ее нет, датчики дают сигнал на отключение горелки.
• Когда водоразборный кран будет закрыт, водяной и газовый узел срабатывают. Подача газа прекратится, после чего последует погасание горелки.

Газовые колонки турбинированного типа работают аналогично. Отличается только способ подачи воздуха внутрь закрытой камеры. За эту функцию отвечает нагнетающий вентилятор. Дымоходом и нагнетающим трубопроводом служит двустенная труба. Ее выводят на улицу. По внутреннему каналу отводятся продукты сгорания, а по наружному проходу с улицы поступает чистый воздух.

Основные неисправности проточного агрегата

Среди основных неисправностей чаще всего встречается затухание пламени горелки. Выделяют 4 распространенные причины:

• в дымоходе пропала тяга;
• вышел из строя датчик;
• повреждена мембрана водяного узла;
• слабое поступление воды из-за засора фильтра, установленного на входящем патрубке.

С проблемой слабого нагрева воды пользователь сталкивается после 1–2 года пользования колонкой. Змеевик теплообменника внутри обрастает накипью. Чем жесткость воды больше, тем быстрее это происходит. Избавляются от накипи промыванием змеевика кислотными растворами.

В случае разгерметизации соединений происходит перегрев колонки сразу после прекращения разбора воды. Выявляют причину и место утечки по образовавшимся каплям. Соединения перетягивают с заменой прокладок.

Современные газовые колонки производят с множеством датчиков, обеспечивающих безопасное использование агрегата. Основным недостатком считается сложность монтажа. В стенах потребуется вырубить окно для дымохода. Подключать колонку имеют право работники газовой службы и только тогда, когда хозяин оформит все разрешительные документы.

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.