Принцип на работа на газовата колонка: особености на устройството и работата на газовия водонагревател

Ако в дома ви няма топла вода (ГВС) или постоянно ви спират топлата вода, тогава живеенето става доста неудобно. Но това не е причина да се отказвате от топъл душ в прохладна есенна вечер, съгласни ли сте? Можете да решите този проблем като инсталирате газова колона, както правят много потребители. Но как работи такъв миниатюрен водонагревател и ще успее ли да се справи със задачата си?

За всичко това ще поговорим подробно в нашата публикация – тук е разгледан принципът на работа на газовата колона, схемите на нейното устройство. Също така е акцентирано внимание на основните неизправности на оборудването и начините да се справите с тях. Изложеният материал е допълнен с нагледни илюстрации, схеми и видеоклипове.

Общо устройство на битова колона

Газовата колона е проточен водонагревателен уред. Това означава, че водата преминава през нея и се нагрява по пътя. Но преди да преминем към разглеждане на това как е устроена битовата газова колона за загряване на вода, напомняме, че нейният монтаж и смяна са свързани с централизираната система за подаване на газ.

Затова трябва задължително да подадете документи в газовата служба на вашия регион заедно със съответното заявление. За нормите и необходимите документи можете да прочетете в други наши статии, а сега нека преминем към устройството.

Различните модели газови колони се различават помежду си, но общото устройство на битовата газова колона изглежда приблизително по следния начин:

• Газова горелка.
• Запалка/система за запалване.
• Изтегляне и свързване с комина.
• Патрубка на комина.
• Камера на горене.
• Вентилатор (в някои модели).
• Топлообменник.
• Патрубка за подаване на газ.
• Воден възел.
• Патрубки за подвеждане на вода.
• Патрубка за извеждане на гореща вода.
• Преден панел с контролер.

Централният елемент на колоната е газовата горелка, в която се поддържа горене на газ, което допринася за загряването на водата. Горелката е монтирана в корпуса, в него се събират нажежените продукти на горенето, чието предназначение е да загряват водата.

Корпусът е направен от метал и изцяло покрива предната част и страните на колоната. Важно е материалът на корпуса да провежда добре топлината, тъй като качеството на загряване зависи от пропускането на топлина от него.

Конструктивните съставни части на газовата колона, намиращи се вътре в корпуса. Тук е изобразено газово оборудване от затворен тип.

Отгоре на уреда се намират изпускател и комин, през които продуктите от горенето напускат колоната и помещението. Устройството им зависи от това дали колоната е от отворен или затворен тип, което ще бъде показано по-долу.

Тръбите се извиват като серпентина вътре в корпуса, водата преминава през тях под естествено налягане и се нагрява от нажежените газове. Цялата тази система от тръби се нарича топлообменник. Отдолу се намират два патрубка: отдясно – за приемане на студена вода от тръбопровода, отляво изтича горещата вода.

Между водопроводната мрежа и газовата колона често се монтира филтър, който регулира твърдостта на водата. Без филтър колоната може да се покрие с котлен камък при висока температура на водата. При входа на колоната водата преминава през водния възел, който служи като своеобразна «връзка» между потока вода и потока газ. За тази връзка ще поговорим малко по-нататък.

Горяща газова горелка с електрическо запалване и датчик за пламък. Датчиците играят важна роля във функционирането на оборудването. За техните функции ще поговорим по-нататък.

С помощта на още една тръба, която също се намира отдолу, колоната се свързва с газовата мрежа.

Там също се намира предният панел с блок за управление. Той е оборудван с регулатори за контрол на разхода на газ и вода. В зависимост от модела, това могат да бъдат както прости копчета, които трябва да се завъртят, така и течнокристални дисплеи, където могат да се видят множество характеристики на колоната, или дори характера на нейната неизправност в случай, че колоната не работи.

Как работи газовата колона?

Нека се запознаем с принципа на действие на газовата колона под формата на прост алгоритъм:

• когато водата тече през водния възел, мембраната се напряга и избутва нагоре пръта, свързан с газовия клапан;
• след това клапанът отваря подаването на газ към основната горелка;
• газът се запалва от електрода или запалката, изгаря и загрява водата, която тече по тръбите на топлообменника;
• нагрятият воден поток се подава към крана през левия патрубок;
• през комина или изпускателя се извеждат продуктите от горенето на газа — тук има съществена разлика между колоните от отворен и затворен тип, за което подробно ще бъде посочено по-долу.

В същото време мощността на пламъка и дебитът на водата през колоната могат да се регулират с помощта на регулаторите на предния панел.

А сега нека разгледаме по-подробно как става запалването на горелката и как с това е свързан вече споменатият воден възел.

Конструктивни елементи и принцип на работа на водния възел. В разговорния език го наричат «жаба». На фигурата с жълти стрелки е показано направлението на движение на газа, със сини стрелки – направлението на движение на водата.

Начин на запалване на газа

Като цяло, газовите колонки се основават на три начина за запалване на газа. Както се вижда на схемата, и в трите случая сигналът за запалване на основната горелка е реакцията на водния възел (жабка).

Ето трите начина на запалване:

• чрез пиезоелемент;
• от батерии;
• от въртене на хидротурбина.

Запалване с помощта на пиезоелемент – това е ръчно запалване и предполага наличието на бутон на предния панел. Натискането на бутона предизвиква затваряне на пиезоелемента, който запалва запалвача. Той от своя страна запалва основната горелка след сигнал от пръчката, която се движи от водната мембрана при активен воден напор.

Запалвачът продължава да гори с малък пламък, докато не бъде изключен ръчно. Това води до увеличен разход на газ и повишено образуване на котлен камък в тръбите. Един от газовите проточни бойлери с ръчно запалване е Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Схема на газова колонка с пиезозапалване. На фигурата са обозначени „вътрешностите“ на колонката – основните конструкционни възли, намиращи се вътре в корпуса, и бутоните/дръжките, разположени отвън.

Газовите колонки на някои модели работят с батерии. При това запалването става от електрическа искра след сигнал от пръчката. По този начин, вместо запалвач тук присъстват електроди, които директно запалват основната газова горелка.

Но батериите трябва да се сменят средно веднъж на 10 месеца, а при постоянна употреба — веднъж на 2 месеца, за да няма непредвидени обстоятелства. Една от тези колонки на батерии е Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Понякога запалването става от въртене на хидротурбина (при поток на вода). Запалването също става от електрическа искра, но батерии не трябва да се сменят, защото турбината сама генерира електричество в процеса на протичане на водата.

Но за задействане на хидротурбината е необходимо високо налягане в тръбите, минимум 0,3 бара. Далеч не във всеки дом има такова налягане. В Русия и другите страни от ОНД не препоръчват да се купуват такива колонки поради нестабилния воден напор. Като пример за такъв модел е газовата колонка Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, която е значително по-скъпа от двата горепосочени модела.

Устройство на водния възел на колоната

Устройството на водния възел представлява особен интерес. Неговата структура може да се види на схемата отдолу, надписите към детайлите – под схемата. Останалите обозначени елементи служат за закрепване.

Конструктивни елементи на ремонтния комплект на водния възел на газовата колонка марка “Нева”: 1) мембрана силиконова D 54 мм; 2) салник на шуцера за подаване на студена вода 19х14х2,5 мм; 3) салник на изпускателния клапан 10х6х2 мм; 4) салник на регулатора на водния поток 14,5х9,5х2,5 мм – 2 бр.; 5) салник на уплътнението на щока с резба M12x1 5,34х1,78х1,78 мм – 2 бр.; 6) салник на уплътнението на втулката на щока M12x1 14х11х1,5 мм; 7) салник на винта на регулатора на подмембранното налягане 6,4х2,6х1,9 мм; 8) салник на винта на регулатора на водния поток 7х3,2х1,9 мм; 9.) салник на съединението на водния и газовия възли 27,5х23,5х2 мм; 10) салник на съединението на водогазовия възел с горелката 18х13х2,5 мм; 11) салник на датчика за температура на водата 10х6х2 мм

Основните работни детайли са щок и диафрагма, под действието на която той се движи, когато в долната част започне поток на вода. Щокът отваря клапана и пропуска газ към горелката, който след това се запалва.

Още един работен елемент — топче от PVC, служещо като предпазител. То прекъсва потока на газ при резки промени на налягането във водопроводните тръби — хидравлични удари, за които ще говорим още.

Тип на горивната камера

По устройство на горивните камери газовите колонки биват два типа: с отворена и със затворена.

Колонките с отворена горивна камера имат отворен достъп на въздух до горелката, а продуктите на горене излизат в аспирацията.

Такива модели са по-прости от турбо, за които ще стане дума по-долу, работата им е практически безшумна и в повечето случаи не изискват електричество. Въпреки това, поради отворената връзка между горивната камера и помещението е възможно замърсяване на въздуха в помещението при лоша работа на аспирацията.

Колонките със затворена горивна камера са турбо. Горивната камера в тях е херметична, с изключение на каналите за нагнетяване и изход на въздух. Въздухът се нагнетява там от вентилатор чрез коаксиални тръби и излиза навън през комина, заедно с продуктите на горене.

Такива колонки обикновено са напълно автоматизирани, в тях липсват елементи за ръчно управление, а сензорите за тяга и температура в тях са по-чувствителни. Тези колонки са “съвременни” и по-безопасни.

На илюстрациите по-горе е изобразена газова колонка именно със затворена горивна камера. За сравнение, на следващата илюстрация можете да видите устройството на колонките от двата типа един до друг. Ще откриете при тях много сходни елементи, но принципът на отвеждане на продуктите на горене се различава значително.

Сравнение на горивни камери в колонки. Отляво е изобразена горивна камера на колонка от отворен тип. Отдясно – газова колонка с горивна камера от затворен тип, където въздухът се нагнетява във вътрешността на камерата с помощта на вентилатор.

Основни характеристики на колоните

А сега да поговорим за аспектите на практическото използване на колоната. Една от основните характеристики е производителността. Тя пряко се отнася към мощността, която се посочва в kW и показва обема вода, нагряван за минута на 25 °C.

Характеристиките обикновено се посочват в паспорта на устройството. Обикновената колона загрява за минута 10-20 литра вода на 25 °C, въпреки че тази стойност може значително да варира.

Още една характеристика на съвременните колони — модулацията на мощността. Тя показва как може да се променя мощността на колоната в зависимост от водния поток и се измерва в проценти от началната мощност.

За модулация колоните се оборудват със специална арматура с мембрана, която променя подаването на газ към горелката в зависимост от дебита. За нормална се счита модулация в диапазон 40-100% от мощността на уреда.

На схемата е изобразена модулиращата арматура и принципът ѝ на работа, който прилича на работата на водния възел и неговата мембрана.

Датчици за безопасност и тяхното значение

Газовата колона може да бъде опасна, тъй като е свързана едновременно с водния и газовия тръбопровод, всеки от които поотделно може да представлява заплаха.

При проблеми с подаването на газ или вода, сензорите за безопасност изключват работата на колоната, а специални клапани прекъсват подаването на вода или газ.

Обикновено газовите колони издържат на налягане до 10-12 бара, което е 20-50 пъти по-високо от обикновеното налягане в тръбите. Такива резки скокове са възможни при така наречените хидравлични удари.

Но ако налягането е по-ниско от 0.1-0.2 бара, колоната няма да може да работи. Трябва внимателно да се проучат инструкцията и характеристиките преди покупката, за да се разбере дали колоната е оптимизирана за ниско водно налягане в тръбите на страните от ОНД и дали ще работи изправно. И обратното — дали ще издържа на резки промени в налягането, което също, уви, не е рядкост в нашите условия.

Схема на запалване на горелка, работеща с електрическа искра. Местата на разположение на основните сензори за безопасност на битова газова колона.

Изобщо, съвременната газова колона съдържа много сензори за безопасност. Всички те, в случай на повреда, могат да бъдат заменени.

По-подробно за предназначението и мястото на разположение на сензорите — в таблицата по-долу.

Основни неизправности и начини за тяхното отстраняване

Говорейки за структурата и принципите на действие на битовия газов бойлер, както и за сензорите, вградени в него, си струва накратко да споменем за възможните повреди и неизправности. Тук няма да се спираме на пълен ремонт или подмяна на бойлера, а бързо ще преминем през всички елементи, изброени в описанието на горелката, и ще опишем техните неизправности, както и начини да се справим с тях самостоятелно.

Както вече беше споменато, основният елемент на бойлера — газовата горелка. Често горелката угасва поради задействане на сензорите за безопасност, за които вече говорихме. Честите проблеми, които водят до такъв сценарий — са замърсяването на топлообменника със сажди и котлен камък.

Причината за слабия напор — образуване на котлен камък в тръбите на топлообменника. В такъв случай трябва да се свали топлообменникът и да се промият тръбите със специални течности за отстраняване на котлен камък.

На тази снимка е показан замърсен топлообменник. В този случай трябва да го свалите и да почистите саждите. Ако бойлерът е разположен близо до кухненска печка, е възможно също замърсяване на топлообменника с хранителни мазнини.

Ако изгарянето на газа не е пълно или бойлерът се използва дълго време, в камерата се натрупват сажди от външната страна, което значително намалява топлопроводността и качеството на нагряване на водата.

За да научите повече за причините за слабия напор и тънкостите на извършване на почистване, моля, отидете на този линк.

Ако газовият клапан не се отваря поради слаб напор на подаваната вода, трябва да се извади филтърът, да се провери колко е запушен и при необходимост – да се промие. Ако напорът на водата или газа е недостатъчен, ще трябва да се обърнете към съответната държавна служба.

Ако водата тече директно от бойлера, това означава, че херметичността е нарушена в тръбите. Необходимо е да се разглобят и да се сменят уплътнителните елементи. В случай на необходимост ще трябва да се сменят самите тръби.

Отделно си струва да напомним за неизправността на водната мембрана. Ако бойлерът е в експлоатация дълго време, мембраната на водния възел се износва и нейната чувствителност значително намалява. Тя престава да реагира на ниско налягане на водата и съответно не дава сигнал, че трябва да се запали горелката. В най-добрия случай трябва да се сменя на всеки 5-6 години.

Когато мембраната се износи, можете да закупите ремонтен комплект и да извършите замяната сами. Водният възел се състои от такива основни елементи като гумена мембрана, капак, корпус и пластмасова тарелка с пружина.

Понякога проблемът е също в щока, който се движи от мембраната, той също може да бъде заменен при необходимост, тъй като съществуват специални ремонтни комплекти за това.

За да се запознаете по-добре с устройството на вашия модел газова колона, трябва внимателно да проучите инструкцията за употреба и паспорта на обекта. Това не само ще спести вашето време и нерви, но и само по себе си ще подобри разбирането на това как работи този уред.

Изводи и полезно видео по темата

За затвърдяване на разбирането на структурата на газовата колона можете да гледате видеопреглед, където подробно се обяснява разположението на всички елементи на колоната на жив пример:

В този материал ние изучихме устройството на битова газова колона, принципа на нейното действие. След това разгледахме работата на основните елементи. А като знаете основните възли и елементи на газовото оборудване, датчиците на неговата система за безопасност, можете сами да диагностирате повредата. А ако причината за неизправността се състои в замърсяване на отделни елементи на конструкцията, то и да извършите собственоръчно обслужване на газовата колона.

Искате ли да допълните изложения по-горе материал с полезни препоръки или да зададете въпроси, които не засегнахме тук? Питайте за съвет от нашите експерти и други посетители на сайта – формата за обратна връзка е разположена по-долу.