Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

5 Обзор газовых водонагревателей

Современные колонки вне зависимости от производителя и типа розжига имеют общие рабочие узлы: газовый; подключение воды; дымовыводящий; электроприборы.

А вот включение водонагревающего оборудования, в зависимости от производителя и модели, может в разной степени отличаться:

• Агрегаты фирмы Bosch. Оборудование от немецкой компании Bosch отличается интуитивно понятным управлением. Модели, оборудованные электророзжигом, обозначаются буквой «B». Для того чтобы включить газовую колонку Bosch, необходимо открыть вентиль газа и подать воду. Также следует проверить батареи на 1,5 вольта и типа «R». На лицевой панели агрегата находиться кнопка, благодаря которой и можно зажечь газовую колонку Bosch.
• Нева. Аппараты от отечественной фирмы «Нева» выпускаются уже полностью настроенными на определённое давление газа и вид топлива. И если для того, чтобы зажечь колонку Бош, нужно всего лишь нажать кнопку, то здесь дело обстоит иначе. Для начала придётся установить элементы питания типа LR20 в специальный отсек. Далее, все имеющиеся тумблеры включаются на минимум. А также открывается вода и вентиль газа. Имеющаяся на передней панели ручка управления переводится в положение розжига, после чего до максимума втапливается. И уже после этого включается кнопка запуска.
• Модели от Астра. Оборудование от этой фирмы не очень удобное, так как прежде чем пользоваться колонкой, придётся отодвинуть специальную ручку влево, 5 секунд нажимать и держать кнопку запуска, поджечь запальник. Но основное неудобство состоит в том, что здесь горелка располагается под центральным штуцером.
• Системы от Junkers. Запуск систем от этой фирмы может отличаться в зависимости от маркировки. Так, если колонка снабжена пьезорозжигом, то будет обозначаться буквой «P». Автоматические модели зажигаются от батареек и имеют маркировку «B». Если же в модели встречается «G», то такие нагреватели имеют полностью автоматическую систему Нydrо Роwer, то есть встроенный гидродинамический генератор.

Инструкция, поставляемая с таким оборудованием, может не всегда ответить на интересующие вопросы. Поэтому при приобретении колонки предпочтительнее обо всём расспросить у продавца, а также проконсультироваться, какое и в каких случаях оборудование будет наиболее эффективно и полезно.

https://youtube.com/watch?v=WKtqK1AlwGA

Принцип работы

Поскольку проточный бойлер работает с большой мощностью, для подключения потребуется надежная проводка. Стандартное подключение выполняется трехжильным кабелем, где L — фаза, N — ноль, Е — заземление.

После включения техники электричество поступает на датчик протока. Если напор воды в системе достаточный, датчик замыкает контакты. После срабатывает реле ТЭНа, и запускается нагрев. Термодатчики включаются в случае перегрева. Цепь замыкает лампочка на панели, которая светится во время работы бойлера.

Вот подробная схема устройства прибора:

Особенности моделей

Модели различных марок могут различаться по нескольким критериям.

Тип нагревательного элемента:

• Открытый — состоит из пластикового корпуса со спиралью внутри. При подаче питания спираль нагревается и передает тепло проходящему потоку.
• Закрытый — принцип работы тот же, только спираль заключена в корпус из латуни или меди. Является более пожаробезопасным.

Управление:

• Механический (гидравлический) тип. Регулируется с помощью переключателя и имеет 6 режимов мощности. Система состоит из блока и мембраны, которая при потоке смещается и выталкивает кнопку выключения. Минусом механики является неточность — может не сработать при недостаточном напоре.
• Электронный тип. Содержит микропроцессор и датчики. Эта точная система позволяет удерживать заданную температуру, а также подстраивать мощность для экономии энергии.

Разновидности:

• Закрытого типа (напорные). Обеспечивает высокое давление в трубах, чтобы обслуживать несколько точек забора. Вы сможете одновременно использовать душ и смеситель на кухне. При этом температура воды не будет снижаться.
• Открытого типа (безнапорные). Подключаются к одной точке забора. Отличаются компактным корпусом, поэтому их можно устанавливать отдельно на кран или душ.

Как устроен

Проточная модель отличается от накопительного бойлера тем, что в конструкции отсутствует бак для накопления горячей воды. Холодная вода напрямую подается на нагревательные элементы и выходит уже нагретой через смеситель либо кран.

Рассмотрим на примере устройство проточного водонагревателя Термекс:

Как вы видите, электрическая схема нагревателя достаточно простая. Все элементы конструкции можно легко отыскать и приобрести, если аппарат выйдет из строя

Теперь перейдем ко второму, не менее важному вопросу — рассмотрим, как работает проточный водонагреватель

Принцип действия

Итак, на примере предоставленного выше нагревателя от фирмы Термекс рассмотрим его принцип работы.

Подключение к электросети осуществляется трехжильным кабелем, где L — это фаза, N — ноль, а PE либо E — заземление. Далее питание поступает на датчик протока, который срабатывает и замыкает контакты в том случае, если напор воды достаточный для работы. Если же воды нет либо напор очень слабый, включение нагрева не произойдет, в целях безопасности.

В свою очередь при срабатывании датчика протока включается реле управления мощностью, которое отвечает за включение ТЭНов. Датчики температуры, которые расположены дальше в электрической цепи, предназначены для отключения нагревательных элементов при перегреве.

При этом термодатчик Т2 включается после остывания ТЭНов в ручном режиме. Ну и последний элемент конструкции — неоновый индикатор, который отображает процесс нагрева воды.

Вот и весь принцип работы проточного электрического водонагревателя. Если вдруг устройство вышло из строя, воспользуйтесь данной схемой, чтобы найти неисправный элемент.

В других моделях может быть измененная схема работы, к примеру, будет присутствовать терморегулятор, как на изображении ниже.

При подаче холодной воды эта мембрана смещается, тем самым выталкивая рычаг включения через специальный шток. Если же напор слабый, смещение не произойдет и нагрев не включится.

Наиболее распространенные поломки

Напоследок приведу несколько наиболее распространенных поломок газовых колонок. Чаще всего можно наблюдать следующие проблемы в работе нагревателей:

Засорение змеевика накипью. Если в кране горячей воды низкий напор, при этом прочистка редуктора не решила проблему, значит, забился змеевик. В таком случае его нужно промыть средством для удаления, таким как «Антинакипин»;

Антинакипин – средство для удаления накипи

Разгерметизированный змеевик можно запаять

• Не зажигается. Причин, по которым колонка может не зажигаться, существует несколько:
  • низкий напор воды;
  • отсутствует тяга в дымоходе – возможно в дымоход попал инородный предмет;
  • разрядились батарейки (касается колонок с автоматическим розжигом);

• Плохо нагревает воду. Причин может быть несколько:
  • засор газового оборудования;
  • потребность в настройке горелки – в современных колонках имеется кран, который позволяет настраивать подачу газа на горелку.

Чтобы увеличить срок эксплуатации колонки, установите на входе качественный фильтр

Вот и все наиболее распространенные неисправности газовых колонок, которые можно устранить самостоятельно. Поможет в этом инструкция по обслуживанию, которая обычно идет в комплекте с паспортом.

Если же вы не уверены, что сможете устранить поломку самостоятельно, лучше обратитесь за помощью к специалистам. Цена ремонта начинается от 300 рублей без учета стоимости деталей.

Выполнение серьезных операций, таких как пайка радиатора, стоит 1000-1200 рублей. Цены актуальны весной 2017 года.

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.

Каково устройство водонагревателя

Итак, как мы установили, принцип работы водонагревателя накопительного типа заключается в том, что воде сначала передается тепловая энергия, которая приводит к ее разогреванию, а в дальнейшем тепловой поток снижается и остается на уровне, достаточном для поддержания требуемой температуры. В проточном же устройстве вода нагревается при прохождении через нагревательные элементы. Поэтому на выходе она имеет значительно меньшую температуры, чем у накопительного, хотя, нагрев до нее происходит очень быстро.

Накопительные водонагреватели имеют следующее устройство:

• Емкость, которая наполняется водой из водопроводной системы под давлением. Ее размер бывает различным от 10 до 100 л.
• Внешний корпус, под которым имеется толстый слой теплоизоляции.
• Электрический нагревательный элемент (ТЭН) либо магниевый анод. В случае газового варианта — дымоходные трубы и газовая горелка. Это «сердце» устройства, которое собственно и обеспечивает нагревание воды в баке.
• Патрубок для подачи холодной воды из системы и патрубок для выхода горячей воды из прибора. Он часто снабжен предохранительным клапаном, которые открывается при превышении давления в водонагревателе.
• Электронный блок управления, который получает сигналы от термодатчиков и регулирует работу всего прибора. На нем же имеются кнопки для ручного выставления параметров нагрева, среди которых максимальная температура и скорость разогрева воды.

Принцип действия накопительного водонагревателя основан на особенностях термоса. Большой бак с нагретой до высокой температуры водой заключен в кокон из теплоизоляционного материала, который обеспечивает минимальную потерю калорий. В результате остывание происходит очень медленно. Полный бак может остыть до комнатной температуры после выключения прибора только через 2 – 3 суток. Это позволяет пользоваться горячей водой даже при выключении электроэнергии.

При остывании воды до определенной температуры, ТЭНы включаются, и она вновь нагревается. Чтобы горячая вода не смешивалась с холодной, и температура не понижалась быстро, в водонагревателе накопительного типа всегда предусмотрено следующее: холодная вода, поступающая в бак снизу, вытесняет горячую воду. Ее забор из емкости происходит напротив сверху. Таким образом гарантируется однородность температуры воды, которая поступает в кран из водонагревателя.

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.

Внутреннее 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).

Вам может быть интересно: как отремонтировать газовую колонку.

Колонка не разжигается изначально

Прежде чем лезть внутрь водонагревателя, стоит выполнить ряд элементарных действий:

1. Замените батарейки и почистите контакты в отсеке питания.
2. Убедитесь в наличии естественной тяги дымохода и нормального напора в системе холодного водоснабжения.
3. В колонке с турбонаддувом, питающейся от сети, проверьте предохранитель. Импортный агрегат попробуйте переключить, перевернув вилку в розетке – некоторые модели чувствительны к расположению фазы.
4. Прочистите фильтр–грязевик, установленный на трубе подачи холодной воды. Иногда сеточка на входе предусмотрена самой конструкцией водонагревателя.
5. После открытия смесителя ГВС понаблюдайте за запальными электродами – на них должна проскакивать искра. В турбированном аппарате с закрытой камерой явственно прослушивается щелканье разрядов.

Ремонт нагревателя начинается с прочистки электродов и установки рабочих батареек

Перечисленные мероприятия не дали результата? Тогда снимайте кожух колонки и переходите к поиску неисправности, следуя пошаговой инструкции:

1. Откройте горячую воду (попросите помощника) и следите за перемещением штока, который должен отодвинуть нажимную пластину от кнопки микропереключателя. Если толкатель не движется, причина 100% кроется внутри водяного блока. Придется его разобрать, почистить и поменять мембрану.
2. Шток давит на пластину, но кнопка остается нажатой. Вероятно, ход толкателя уменьшился из-за накипи внутри «лягушки», которую нужно вскрыть и вычистить.
3. Толкатель движется, кнопка отключается, но искрообразование отсутствует. Наверняка виноват микропереключатель, диагностируемый следующим образом: отключите его разъем и замкните 2 клеммы отверткой. Если переключатель вышел из строя, то после прямого замыкания на электродах появится искра.
4. Разряд проскакивает на одной игле, вторая безмолвствует. Вытащите из корпуса электрода кабель высокого напряжения, слегка подрежьте и вставьте обратно.
5. «Лягушка» функционирует, микровыключатель срабатывает, электроды искрят, но розжига не происходит. Значит, не подается газ – электромагнитный клапан закрыт. Виновники разрыва цепи – датчики тяги и перегрева, для проверки их нужно поочередно замкнуть с помощью провода. Еще вариант – обрыв либо перелом подводящих жил, диагностируется путем прозвонки мультиметром.

Замыкать нужно разъем, подсоединенный к импульсному блоку, а не штекер микропереключателя

В некоторых моделях газовых проточных колонок, управляемых электроникой, запуском ведает специальный датчик протока. Действует по принципу концевого выключателя — вода пошла, цепь замкнулась. Диагностика проста: откройте вентиль ГВС и прозвоните контакты элемента омметром либо лампочкой – она должна загореться. Алгоритм полной проверки водонагревателя демонстрируется мастером на видео:

Как заменить мембрану

Процедура замены резиновой (или силиконовой) диафрагмы мало отличается на колонках разных производителей. Чтобы самостоятельно снять и разобрать водогазовый узел, понадобится стандартный инструмент – рожковые ключи, отвертки и пассатижи. Порядок работ следующий:

1. Перекройте краны газа и холодной воды на подводящих трубопроводах, снимите кожух аппарата.
2. Отсоедините патрубки водопровода и подачи топлива.
3. Открутите от «лягушки» трубку теплообменника (находится справа), уберите в сторону либо отключите мешающие провода.
4. Отвинтите крепление блока к корпусу и снимите узел в сборе.
5. Разберите мембранный блок, раскрутив 4—8 крепежных винтов. Вытащите негодную диафрагму и поставьте запасную, предварительно очистив внутренности камеры от накипи и грязи.

№3. Внутреннее покрытие бойлера

Внутренняя поверхность бака накопительного бойлера постоянно взаимодействует с водой, поэтому должна быть максимально устойчива к коррозии. На сегодняшний день в продаже представлены водонагреватели, в которых внутренняя поверхность бака выполнена из таких материалов:

• нержавеющая сталь;
• эмалевое покрытие;
• стеклокерамика;
• титановое напыление;
• пластиковое покрытие.

Бойлеры, в которых бак имеет пластиковое внутреннее покрытие, стоят дешевле всех, но и надежность их сомнительна. Лучше всего показали себя баки из нержавеющей стали. Производители дают на них гарантию 10 лет, а некоторые дополнительно проводят пассивацию, увеличивая гарантийный срок до 12 лет. С точки зрения долговечности и надежности такие баки предпочтительны, но и стоят они недешево. Самые дорогие бойлеры получают титановое покрытие, которое позволяет продлить срок службы еще на несколько лет.

Баки с эмалевым покрытием не сильно уступают аналогу из нержавейки. Благодаря добавлению специальных присадок в состав эмали она получает те же коэффициенты расширения, что и сталь, из которой произведен сам бак, поэтому при нагреве такое покрытие не будет трескаться. Эмалевое покрытие совершенствуется день ото дня. Сегодня можно найти водонагреватели, в которых эмаль получает напыление с ионами серебра. За счет этого повышаются антибактериальные и антикоррозионные свойства.

Некоторые специалисты отмечают, что пластик, эмаль и стеклокерамика могут получать механические повреждения от перепада температур и при взаимодействии с твердыми частичками, встречающимися в водопроводной воде. Все же, эмалевое и стеклокерамическое покрытие – не самый плохой вариант для бойлера, хоть и несравнимый с нержавейкой.

С другой стороны, каким бы прочным ни было внутреннее покрытие бака, все равно слабые места во всех случаях одни и те же. Это сварочные швы, которые первыми начинают ржаветь. Чтобы предотвратить коррозию бака и «мокрого» ТЭНа в конструкции всех современных бойлеров предусматривают анодную защиту. Для этого используют магниевый, титановый или алюминиевый анод, в роли катода выступает бак. Анод можно назвать расходным материалом. Его лучше менять раз в несколько лет, параллельно проводя очистку ТЭНа и промывку бака.

Помните, что качественный бойлер, изготовленный по всем правилам, не может стоить дешево. Отсутствие гарантии или очень короткий ее срок также должно сказать о том, что производитель, мягко говоря, не уверен в качество своей продукции и хочет поскорее снять с себя ответственность за нее.

Как вам статья?