Устройство газовой колонки и принцип работы

Если в вашем доме нет ГВС или же вам постоянно отключают горячую воду, то жить становится совсем неуютно. Но это не повод отказываться от теплого душа прохладным осенним вечером, согласны? Решить эту проблему можно с помощью установки газовой колонки, как делают многие пользователи. Но как работает такой миниатюрный водонагреватель и сможет ли он справиться со своей задачей?

Обо всем этом мы детально поговорим в нашей публикации — здесь рассмотрен принцип работы газовой колонки, схемы ее устройства. А также акцентировано внимание на основных неисправностях оборудования и способах справится с ними. Изложенный материал дополнен наглядными иллюстрациями, схемами и видеороликами.

Общее строение бытовой колонки

Газовая колонка — это проточный водонагревательный прибор. Это означает, что вода проходит сквозь неё и нагревается по ходу. Но, прежде чем перейти к разбору того, как устроена бытовая газовая колонка для нагрева воды, напомним, что ее монтаж и замена связаны с централизованной системой подачи газа.

Поэтому нужно обязательно подать документы в газовую службу вашего региона вместе с соответствующим заявлением. О нормах и необходимых документах можете прочитать в других наших статьях, а сейчас перейдем к устройству.

Различные модели газовых колонок разнятся между собой, но общее строение бытовой газовой колонки выглядит примерно следующим образом:

• Газовая горелка.
• Запальник/система розжига.
• Вытяжка и соединение с дымоходом.
• Патрубок дымохода.
• Камера сгорания.
• Вентилятор (в некоторых моделях).
• Теплообменник.
• Патрубок для подачи газа.
• Водяной узел.
• Патрубки для подвода воды.
• Патрубок для вывода горячей воды.
• Передняя панель с контроллером.

Центральный элемент колонки — газовая горелка, в которой поддерживается горение газа, что способствует нагреву воды. Горелка установлена в корпусе, в нем собираются раскаленные продукты сгорания, назначение которых — греть воду.

Корпус сделан из металла и полностью покрывает переднюю часть и бока колонки. Важно, чтобы материал корпуса хорошо проводил тепло, ведь качество нагревания зависит от пропускания им тепла.

Конструктивные составляющие газовой колонки, находящиеся внутри корпуса. Здесь изображено газовое оборудование закрытого типа

Сверху аппарата находится вытяжка и дымоход, через которые продукты сгорания покидают колонку и помещение. Их устройство зависит от того, открытого или закрытого типа колонка, что будет показано ниже.

Трубы змеевиком извиваются внутри корпуса, вода проходит по ним под естественным напором и согревается раскаленными газами. Вся эта система труб называется теплообменником. Снизу находятся два патрубка: справа – для приема холодной воды из трубопровода, с левой стороны вытекает горячая вода.

Между водонапорной сетью и газовой колонкой зачастую устанавливается фильтр, который регулирует жесткость воды. Без фильтра колонку может покрывать накипь при высокой температуре воды. При входе в колонку вода проходит через водяной узел, который служит своеобразной «связью» между потоком воды и потоком газа. Об этой связи мы поговорим чуть дальше.

Горящая газовая горелка с электрическим зажиганием и датчиком пламени. Датчики играют важную роль в функционировании оборудования. Об их функциях поговорим далее

С помощью ещё одной трубки, которая также находится снизу, колонка подключается к газовой магистрали.

Там же находится передняя панель с блоком управления. Она оснащена регуляторами для контроля траты газа и воды. В зависимости от модели, это могут быть как простые ручки, которые нужно крутить, так и жидкокристаллические дисплеи, где можно увидеть множество характеристик колонки, или даже характер её неисправности в случае, если колонка не работает.

Как действует газовая колонка?

Ознакомимся с принципом действия газовой колонки в форме простого алгоритма:

• когда вода течет через водяной узел, напрягается мембрана и двигает вверх шток, соединенный с газовым клапаном;
• далее клапан открывает подачу газа на основную горелку;
• газ поджигается от электрода или запальника, сгорает и подогревает воду, которая течет по трубам теплообменника;
• нагретый водный поток подается к крану через левый патрубок;
• через дымоход или вытяжку выводятся продукты горения газа — здесь есть принципиальная разница между колонками открытого и закрытого типов, о чем подробно будет указано ниже.

При этом, мощность пламени и мощность потока воды через колонку можно регулировать с помощью регуляторов на передней панели.

А теперь рассмотрим подробнее, как происходит зажигание горелки и как с этим связан уже упомянутый водяной узел.

Конструктивные элементы  и принцип работы водяного узла. В просторечии его называют «лягушкой». На рисунке желтыми стрелочками показано направление движения газа, синими стрелочками – направление движения воды

Способ зажигания газа

Вообще, газовые колонки основываются на трёх способах зажигания газа. Как видно на схеме, во всех трёх случаях сигналом к зажиганию основной горелки служит реакция водяного узла (лягушки).

Вот три способа зажигания:

• с помощью пьезоэлемента;
• от батареек;
• от вращения гидротурбины.

Зажигание с помощью пьезоэлемента – это ручное зажигание, и предполагает наличие кнопки на передней панели. Нажатие кнопки вызывает замыкание пьезоэлемента, который зажигает запальник. Он, в свою очередь, поджигает основную горелку после сигнала штока, который двигается водной мембраной при активном напоре воды.

Запальник продолжает гореть небольшим пламенем пока не будет выключен вручную. Это приводит к увеличенному расходу газа и повышенному образованию накипи в трубах. Одним из газовых проточных водонагревателей с ручным поджигом является Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Схема газовой колонки с пьезорозжигом. На рисунке обозначены «внутренности» колонки – основные конструкционные узлы, находящиеся внутри корпуса, и кнопки/ручки, расположенные снаружи

Газовые колонки некоторых моделей работают на батарейках. При этом поджиг происходит от электрической искры после сигнала штока. Таким образом, вместо запальника здесь присутствуют электроды, которые напрямую зажигают основную газовую горелку.

Но батарейки необходимо менять в среднем раз в 10 месяцев, а при постоянном использовании — раз в 2 месяца, чтобы не было непредвиденных обстоятельств. Одной из таких колонок на батарейках является Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Иногда розжиг происходит от вращения гидротурбины (при потоке воды). Зажигание происходит также от электрической искры, но батарейки менять не нужно, ведь турбина сама генерирует электричество в процессе протекания воды.

Но для срабатывания гидротурбины необходимо высокое давление в трубах, минимум в 0,3 бар. Далеко не в каждом доме есть такое давление. В России и других странах СНГ не советуют покупать такие колонки из-за нестабильного напора воды. Как пример такой модели — газовая колонка Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, которая заметно дороже двух вышеуказанных моделей.

Устройство водяного узла колонки

Устройство водяного узла представляет особый интерес. Его структуру можно увидеть на схеме внизу, подписи к деталям — под схемой. Остальные обозначенные элементы служат для креплений.

Конструктивные элементы ремкомплекта водяного узла газовой колонки марки “Нева”: 1) мембрана силиконовая Д 54 мм; 2) сальник штуцера подвода холодной воды 19х14х2,5 мм; 3) сальник сливного клапана 10х6х2 мм; 4) сальник регулятора расхода воды 14,5х9,5х2,5 мм – 2 шт; 5) сальник уплотнения штока резьба М 12 х 1 5,34х1,78х1,78 мм – 2 шт; 6) сальник уплотнения втулки штока М 12 х 1 14х11х1,5 мм; 7) сальник винта регулятора подмембранного давления 6,4х2,6х1,9 мм; 8) сальник винта регулятора протока воды 7хх3,2х1,9 мм; 9.) сальник соединения водяного и газового узлов 27,5х23,5х2 мм; 10) сальник соединения водгазового узла с горелкой 18х13х2,5 мм; 11) сальник датчика температуры воды 10х6х2 мм

Основные рабочие детали это шток и диафрагма, под действием которой он движется когда в нижней части начинается проток воды. Шток открывает клапан и пропускает газ в горелку, который затем поджигается.

Ещё один рабочий элемент — шарик из ПВХ, служащий предохранителем. Он перекрывает ток газа при резких перепадах давления в водопроводных трубах — гидравлических ударах, о которых мы также ещё поговорим.

Тип камеры сгорания

По устройству камер сгорания бывают газовые колонки двух типов: с открытой и с закрытой.

Колонки с открытой камерой сгорания имеют открытый доступ воздуха к горелке, а продукты сгорания уходят в вытяжку.

Такие модели более простые, чем турбированные, о которых речь пойдёт ниже, их работа практически бесшумная и в большинстве случаев они не требуют электричества. Однако из-за открытой связи между камерой сгорания и помещением возможно загрязнение воздуха в помещении при плохой работе вытяжки.

Колонки с закрытой камерой сгорания являются турбированными. Камера сгорания в них герметичная, помимо каналов для нагнетания и выхода воздуха. Нагнетается он туда вентилятором через коаксиальные трубы и выходит на улицу через дымоход, вместе с продуктами сгорания.

Такие колонки обычно полностью автоматизированы, в них отсутствуют элементы ручного управления, а датчики тяги и температуры в них более чувствительные. Эти колонки “современные” и более безопасные.

На иллюстрациях выше была изображена газовая колонка именно с закрытой камерой сгорания. Для сравнения, на следующей иллюстрации можно увидеть устройство колонок двух типов рядом. Вы найдёте у них много схожих элементов, но принцип удаления продуктов горения заметно отличается.

Сравнение камер сгорания в колонках. Слева изображена камера сгорания колонки открытого типа. Справа – газовая колонка с камерой сгорания закрытого типа, где воздух нагнетается внутрь камеры с помощью вентилятора

Основные характеристики колонок

А теперь поговорим об аспектах практического использования колонки. Одна из основных характеристик — производительность. Она прямо соотносится с мощностью, которая указывается в кВт и показывает объём воды, нагреваемый за минуту на 25 °C.

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка греет за минуту 10-20 литров воды на 25 °C, хотя эта величина может значительно колебаться.

Ещё одна характеристика современных колонок — модуляция мощности. Она показывает, как может меняться мощность колонки в зависимости от потока воды и измеряется в процентах от начальной мощности.

Для модуляции колонки оборудуются специальной арматурой с мембраной, которая меняет подачу газа на горелку в зависимости от протока. Нормальной считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности прибора.

На схеме изображена модулирующая арматура и принцип её работы, который похож на работу водяного узла и его мембраны

Датчики безопасности и их значение

Газовая колонка может быть опасной, ведь она связана одновременно с водной и газовой магистралями, каждая из которых и по отдельности может представлять угрозу.

При проблемах с подачей газа или воды, датчики безопасности отключают работу колонки, а специальные клапаны перекроют подачу воды или газа.

Обычно газовые колонки выдерживают напряжение до 10-12 бар, что в 20-50 раз выше, чем обычное давление в трубах. Такие резкие скачки возможны при так называемых гидравлических ударах.

Но если давление ниже, чем 0.1-0.2 бар, то колонка не сможет работать. Нужно внимательно изучить инструкцию и характеристики перед покупкой, чтобы понять, оптимизирована ли колонка под низкое давление воды в трубах стран СНГ и будет ли исправно работать. И наоборот — будет ли она выдерживать резкие перепады давления, что тоже, увы, не редкость в наших условиях.

Схема зажигания горелки, работающей на электрической искре. Места расположения основных датчиков безопасности бытовой газовой колонки

Вообще, современная газовая колонка содержит много датчиков безопасности. Все они, в случае поломки, могут быть заменены.

Подробнее о назначении и месте расположения датчиков — в таблице ниже.

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

Основные неполадки и способы их исправить

Говоря о строении и принципах действия бытовой газовой колонки, а также о датчиках, встроенных в неё, стоит вкратце упомянуть о возможных сбоях и неполадках. Здесь мы не будем останавливаться на полном ремонте или замене колонки, а быстро пройдёмся по всем элементам, перечисленным в описании горелки, и опишем их неполадки, а также способы справится с ними своими руками.

Как уже упоминалось, основной элемент колонки —газовая горелка. Зачастую горелка гаснет из-за срабатывания датчиков безопасности, о которых мы уже говорили. Частые проблемы, которые приводят к такому сценарию — это загрязнение теплообменника сажей и накипью.

Причина слабого напора —образование накипи в трубах теплообменника. В таком случае, нужно снять теплообменник, и промыть трубы специальными жидкостями для удаления накипи.

На этом фото изображен загрязненный теплообменник. В данном случае нужно его снять и вычистить сажу. Если колонка размещена недалеко от кухонной плиты, возможно также загрязнение теплообменника пищевыми жирами

Если сгорание газа происходит не полностью, или же колонка долго эксплуатируется, в камере накапливается сажа с внешней стороны, что значительно понижает теплопроводность и качество нагрева воды.

Чтобы больше узнать о причинах слабого напора и тонкостях выполнения чистки, переходите, пожалуйста, по этой ссылке.

Если газовый клапан не открывается из-за слабого напора подаваемой воды, нужно извлечь фильтр, проверить насколько он забит и в случае необходимости – промыть. Если же недостаточный напор воды или газа, придется обращаться в соответствующую государственную службу.

Если протекает вода непосредственно из колонки, это значит, что нарушена герметичность в трубах. Необходимо разобрать их и заменить уплотнительные элементы. В случае необходимости, придется заменить сами трубы.

Отдельно стоит напомнить о неисправности водяной мембраны. Если колонка находится в эксплуатации долгое время, мембрана водяного узла изнашивается и её чувствительность значительно падает. Она перестаёт реагировать на низкое давление воды, и, соответственно, не даёт сигнала о том, что нужно зажечь горелку. В лучшем случае, ее следует менять раз в 5-6 лет.

Когда мембрана износилась, можно приобрести ремонтный комплект и выполнить замену своими силами. Водяной узел состоит из таких основных элементов, как резиновая мембрана, крышка, корпус и пластиковая тарелка с пружиной

Иногда проблема также в штоке, который двигается мембраной, его тоже можно заменить при необходимости, ведь существуют специальные ремонтные комплекты для этого.

Чтобы лучше разобраться с устройством своей модели газовой колонки, нужно внимательно изучить инструкцию к использованию и паспорт объекта. Это не только сэкономит ваше время и нервы, но и само по себе улучшит понимание того, как работает данный прибор.

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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

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.

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.

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:

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:

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:

Этот принцип работы унаследован от проточных водонагревателей старой конструкции. В более современных моделях отсутствует фитиль, который никогда не угасает, отчего со временем разрушается кожух теплообменника с передней стороны. Например, схема газовой колонки Нева родом из Санкт-Петербурга предусматривает электрический розжиг от батареек в момент появления протока воды.

Работа наддувных водонагревателей основана на автоматическом поддержании температуры воды, установленной пользователем. Розжиг производится от электросети либо от гидрогенератора, встроенного в водопровод и вырабатывающего электричество при возникновении протока. Дальше нагревом управляет контроллер, ориентирующийся на показания датчика температуры. Он меняет производительность вентилятора и интенсивность горения в зависимости от температуры воды на выходе.

Что нужно учесть при выборе водонагревателя?

Бытовая газовая колонка – это не котел для отопления и выбирать ее по мощности рядовому пользователю затруднительно. Гораздо понятнее, когда речь идет о количестве нагреваемой воды. Эта величина указана в техническом паспорте изделия любого производителя и выражается в литрах за минуту при нагреве на 25 °С.

Для наглядности приведем таблицу с данными по водонагревателям российского бренда Нева, показывающими зависимость производительности от тепловой мощности агрегата:

Справка. Колонки для нужд ГВС по эффективности уступают газовым котлам отопления от 3 до 5 процентов. Если КПД атмосферного отопителя составляет порядка 88%, то у такого же водонагревателя КПД равен 84%. Но ощутить эту разницу на практике невозможно.

При выборе аппарата для нагрева воды вам необходимо в первую очередь определиться с его производительностью. Дальше мы предлагаем следовать простым рекомендациям:

1. Если ваш бюджет ограничен, а в районе проживания часто отключают электричество, то простая энергонезависимая модель атмосферного типа – как раз то что нужно. Система розжига – от пьезоэлемента или на батарейках, они служат довольно долго (2—3 месяца при интенсивной работе).
2. В большинстве квартир нельзя ставить атмосферные колонки из-за отсутствия дымоходных каналов, а отвод продуктов горения в вентиляционные шахты запрещен. Никаких проблем, покупайте турбированный водонагреватель с коаксиальным дымоходом, выходящим на улицу прямо сквозь стену. Только определите место выхода трубы и согласуйте его с соседями. Подробнее о подключении дымоходов к газовым колонкам рассказано в этой статье.
3. В наших условиях, когда водопроводные сети изношены, лучше не ставить аппараты с розжигом от гидрогенератора. Последний может быстро выйти из строя из-за плохого качества воды и гидроударов в трубопроводах. Чтобы защитить генератор, придется водяной редуктор, а это дополнительные расходы.
4. Старайтесь подбирать современные модификации аппаратов, где запальник не горит круглосуточно. Он медленно, но верно расходует газ, разрушает переднюю стенку теплообменника и коптит на лицевую панель.

Выбор подходящего производителя остается за вами, но все же есть бренды, чья продукция проверена временем и неплохо зарекомендовала себя в работе:

• Junkers (Юнкерс), он же Bosch;
• Beretta (Беретта);
• Electrolux (Электролюкс);
• Нева;
• Вектор.

Распространенные неисправности

Как и любое газоиспользующее оборудование, водогрейная колонка должна обслуживаться и ремонтироваться специалистом в данной области. Но есть ряд простых неисправностей, которые хозяин частного дома или квартиры может устранить самостоятельно. Чаще всего у проточных водонагревателей встречаются такие неполадки:

1. Не поджигается запальник.
2. Фитиль горит, но после открывания крана основная горелка не включается или поджигается, но тут же затухает.
3. Наблюдается недостаточный нагрев воды.
4. Вода начинает капать из нижней части корпуса.

Причин возникновения перечисленных симптомов может быть много, но мы укажем наиболее очевидные, которые пользователь может устранить своими руками.

Нередко случается, что запальник не зажигается из-за банальной причины – разрядились элементы питания (батарейки).

Причиной затухания горелки может стать:

• отсутствие тяги в дымоходном канале;
• неисправность датчика тяги либо нарушение контакта в его проводке;
• негерметичная мембрана водяного узла;
• засор фильтра на входе (при наличии).

Низкая температура выходящей воды, что бывает спустя несколько лет эксплуатации, обычно связана с появлением накипи в теплообменнике и его придется промывать. А вот капли воды из-под корпуса говорят о негерметичности какого-либо соединения, предохранительного клапана или самого теплообменника. Причина – перегрев аппарата в момент отключения воды.

Неисправность с перегревом присуща атмосферным газовым колонкам. Механизм такой: когда резко перекрывается вода и горелка отключается, теплообменник остается горячим, в нем происходит вскипание и образуется пар. Если ситуация постоянно повторяется, то пар в конце концов прорывается наружу, нарушая наиболее слабое уплотнение. Отсюда рекомендация: в подобных аппаратах нужно сначала отключать газ, а потом перекрывать воду.

Заключение

Недорогие проточные водонагреватели с открытой камерой сгорания имеют довольно простую конструкцию и минимум электроники. Зная внутреннее устройство газовой колонки, домовладелец без проблем обслужит агрегат, а при необходимости устранит мелкие неисправности. Турбированные колонки устроены сложнее, но и здесь пользователь может самостоятельно выполнить часть работ. Например, почистить электроды либо заменить изношенную мембрану водяного узла.

<index>

Газовая колонка остаётся одним из самых оптимальных способов решения проблем с водоснабжением. Но несмотря на удобность и простоту, установка нагревательной техники требует хотя бы поверхностных знаний о том, что такое есть водонагреватель проточного типа.

Здесь вы узнаете, как устроена газовая колонка и как её подключить; также в статье подробно представлена схема проточного газового водонагревателя.

Содержание

Устройство агрегата

Большая часть газовых водонагревателей относится к проточному типу. Каждый проточный водонагреватель (газовый) имеет приблизительно один и тот же принцип работы и похожие комплектующие. Принцип работы проточного газового водонагревателя достаточно простой: газ нагревает холодную воду из теплообменника.

При этом сам узел автоматически перекрывает поток газа, как только фиксируется уменьшение водяного напора. Таким образом исключается возможность перегрева агрегата. Кроме того, при помощи специального датчика устройство контролирует утечку газа, полностью отключая колонку если отсутствует тяга. Таким образом, газовая колонка остаётся безопасной для владельцев.

В качестве примера приведена конструкция газовой колонки нева.

Устройство аппарата снаружи

Подключение газовой колонки может быть довольно запутанным делом. Ниже приведён чертеж, на котором можно увидеть из чего состоит газовая колонка.

Что входит во внешнюю часть аппарата:

1. Металлический кожух (№1), накрывающий устройство.
2. Специальное смотровое окошко (№2), расположенное на фасаде водонагревателя. Через него можно визуально контролировать происходящее в колонке.
3. Под окном расположены две ручки (задвижки) регулятора — одна для газа (№3), другая для воды (№4). Принцип работы задвижек основан на действии приводного механизма, в качестве которого может выступать как человеческая рука, так и электропривод. Под действием силы обеспечивается вращение шпинделя задвижки, который при повороте и обеспечивает изменение запорного элемента арматуры.
4. Между регуляторами есть жидкокристаллический дисплей (№5), на котором можно увидеть текующую температуру подаваемой воды.
5. В нижней части агрегата расположены патрубки, отвечающие за подачу и выведение воды, и за подачу газа. В правую половину водогрейки вмонтирован патрубок (№6), в который с одной стороны вводится холодная вода, поступающая из водопровода, а с другой стороны присоединена (№7) труба, выводящая уже тёплую воду наружу, к потребителю.
6. Чуть левее (№8) располагается другой патрубок, соединённый со шлангом для вывода газа. Шланг подключён к газовой магистрали, либо газовому баллону.
7. В самой верхней части аппарата (№9) располагается фланец, который соединяется с газоотводящей трубой.
8. Все вышеописанные механизмы крепятся к специальной «стенке» (№10) с двумя отверстиями для кронштейнов.

СПРАВКА: Конструкция газовой колонки Нева, разумеется, не является чем-то уникальным: схема колонки Астра имеет схожее строение. Подобное строение также имеют многие другие модели.

Внутреннее устройство агрегата

Чтобы осмотреть внутренности аппарата необходимо снять внешний кожух.

Читайте также:  Чистка газовой колонки своими руками

Итак, из чего состоит газовая колонка:

1. Водяной регулятор (№12) открывает газ при повороте ручки крана. Он соединён с водяным патрубком(№6). К водяному узлу колонки присоединяется (№13) шток для (№13) регулировки водонапора.
2. Цилиндр (№14), с небольшим сечением на стенках работает как пробка, при извлечении которой вся жидкость, находящаяся в нагревателе, экстренно сливается. Это нужно, например, если необходимо провести ремонт. Кроме того, данный цилиндр оснащён газовым клапаном для предохранения, который открывается при серьёзном изменении давления в магистрали.
3. В центральной части располагается блок управления газовой колонки (№16), необходимый для контроля температуры давления. От него отходит множество проводов, которые соединяют с блоком разные датчики и другие внутренние механизмы.
4. Как и с водным регулятором, из газового (№17) отводится шток с ручкой. (№18). Газовый узел ведёт газовые трубы к горелкам.
5. Прямиком между газовым патрубком и краником для регулировки поступления газа располагается электромагнитный клапан для газовой колонки(№19). Он служит для транспортировки газа в газовый узел. Кроме того, к нему прикреплена ручка, контролирующая уровень мощности и зажигания аппарата.
6. Несколько выше расположен (№20) коллектор, который соединяется с блоком газа через фланцевый патрубок. Он прикреплён к корпусу колонки двумя винтиками (№21). На коллекторе можно найти специальные сопла, через которые газ поступает прямиком на горелку, состоящую из десяти рядов (№22). Также к коллектору прикреплена свеча, образующая искру для розжига горелки и датчик пламени (№24)
7. Принцип работы газовой колонки на батарейках состоит в том, что в центральной части блока располагается выключатель (№15), на который действует специальный толкатель, соединённый со штоком. Именно выключатель “выпускает” электричество из батарейки в газовой колонке. Сначала оно поступает в секцию управления, а затем до запальника, где образуется искра.
8. Над коллектором располагается медный модуль теплообмена (№25), прикреплённый к корпусу двумя винтами (№28). Именно он передаёт тепло холодной воде. С правой стороны от обменника находится водяной редуктор газовой колонки (№26), а слева — патрубок вывода уже тёплой воды (№27). Патрубок водоотведения оснащён двумя предохранительными датчиками: один (29) — для защиты от перегрева, другой служит термометром, передающим через провода информацию непосредственно к ЖК-дисплею.
9. В верхней части колонки располагается (№31) система выведения сгоревшего газа. Через множество перемычек отработанные продукты горения выводятся прямиком в канал дымохода. Левее находится (№32) датчик тяги. Принцип работы датчика тяги прост: он служит предохранителем, отключающим устройство в случае отсутствия тяги. Датчик тяги соединён с датчиком перегрева (№29), при этом сам принцип работы датчика тяги мало чем отличается от действия датчика перегрева, просто первый защищает систему от утечки газа, а второй — непосредственно от перегрева.
10. В самом низу можно увидеть блок специальный блок (№34), где находятся две батарейки. Принцип работы газовой колонки на батарейках основывается на полной автоматизации розжига. Установленные батарейки дают искру для розжига и обеспечивают автономную работу агрегата. Недостатком является только то, что элементы питания недолговечны. Розжиг же более старых колонок проводится вручную.
11. По обе стороны корпуса есть отверстия (№33), предназначенные для винтов, которыми корпус прикрепляется к стене.

СПРАВКА: Устройство колонки Оазис практически не отличается от вышеприведённой. Газовый и водяной блок газовой колонки Оазис имеют схожее строение, разница заключается только в том, что у «Оазиса» на передней панели присутствует специальный переключатель “Зима и лето”, который в летнее время выключает половину действующих горелок для экономии. Если у вас летом не работает газовая колонка вообще, то можно убрать подачу газа полностью.

Принцип работы

Чтобы правильно понять принцип действия газовой колонки, надо первоначально понять как работает её система безопасности.

Читайте также:  Почему газовая колонка хлопает при включении

Если аппарат выключен, блок управления газовой колонки перестаёт получать питание, т.к. электрическая цепь в выключателе разорвана. Это происходит за счёт того, что толкающий механизм прижимает пластину выключателя и держит ее выключенной.

Электромагнитный клапан на газовой колонке тоже находится в закрытом состоянии и перекрывает поток газа из входного патрубка, т.к. к нему питание тоже не поступает. Однако не только он препятствует проходу газа: пружинный клапан, расположенный в модуле газа, также отключается, и отток газа в коллектор полностью закрывается.

Главный элемент водяного редуктора газовой колонки — это двукамерный модуль со сгибающейся мембраной, в народе именуемом “лягушкой”. Данные модули связываются друг с другом при помощи соответствующего канала. Если подача воды выключена, давление в камерах выравнивается.

Электрическая схема водонагревателя

Вода в обменник пропускается в нижней части камеры. Сверху прикреплён шток, с небольшой пластиковой тарелкой, прилегающей к эластичной мембране. Через соответствующее отверстие шток выводится наружу, к газовому редуктору. Напротив этого штока располагается ещё один шток, соединяющийся с пружинным клапаном, с прикреплённым к нему толкателем. Таково устройство редуктора газовой колонки.

Что происходит при пуске воды

Итак, строение колонки более-менее понятно, но как работает колонка в принципе? А работает она, запуская целую цепочку процессов.

Сначала водные потоки проходят через “лягушку”, тогда в её камере создаётся тяга. Под действием высокого давления, эластичная мембрана сгибается и проталкивает тарелку, которая толкает водяной узел газовой колонки, а тот уже толкает газовый шток.

После этого толкатель, связанный со штоком, перестаёт удерживать пластинку микровыключателя, и он замыкает цепь, пуская таким образом питание в блок управления газовой колонки.

Кроме того, в результате вышеописанного процесса происходит отжимание пружины мех. клапана, отводя закрывающую канал тарелку, и освобождая ему (газу) свободный проход к коллектору.

Получив электропитание, электромагнитный клапан колонки открывается, не мешая газовому потоку проходить через пружинный клапан к коллектору.

В то же время узел управления передаёт свече небольшой импульс, нужный для формировании искры, разжигающей пламя горелки. При этом пламя контролируется отдельным ионизационным датчиком. Если в течение шести-семи секунд сигнала от датчика не поступило и горелка не разжигается, электронный модуль перекрывает подачу газа.

Читайте также:  Почему вода в газовой колонке не нагревается

Это необходимо для безопасности, чтобы избежать утечки газа. Если же розжиг прошёл успешно, то датчик подаст сигнал о выключении свечи. Если горелка гаснет уже после розжига, то датчик также немедленно перекрывает проход газа через электромагнитный клапан колонки.

Работа при выключении воды

Устройство и принцип работы проточного нагревателя зависят от автоматизированности процесса нагревания. В конце-концов, водонагреватель это устройство для нагрева. Но что происходит когда подача воды прекращается? А вот что: давление внутри “лягушки” приходит в равновесие. Все элементы падают один за другим, словно домино.

Эластичная мембрана из согнутого положения возвращается в обычное, тем самым возвращая назад тарелку, соединённую с толкателем. Шток, вернувшийся в обычное положение, в свою очередь возвращает механический клапан к перекрыванию газа. Шток также возвращает толкатель в режим прижимания пластинки микровыключателя, в результате чего электрическая цепь разрывается и питание блока управление вновь прекращается. Электромагнитный клапан, больше ничем не питаемый, тоже закрывается.

Так происходит ещё одна цепочка процессов, обратная тому, что происходило при включении воды. Проверить состояние колонки можно просто заглянув на ЖК-дисплей. Изображение ниже демонстрирует узлы аппарата, необходимые для отключения процесса водонагревания.

Розжиг старой газовой колонки

Хотя конструкционно они мало отличаются от современных колонок, у них имеются определённые особенности, связанные с нагревом:

• Чтобы пламя горело стабильно, помещение с колонкой должно иметь хорошую вентиляцию и регулярный приток воздуха;
• Из-за отсутствия автоматизации, нужно самостоятельно проверять наличие тяги;
• Есть способ проверки на наличие утечки газа у старых колонок: нужно смазать соединения газового вентиля мылом (появление пузырьков означает утечку).

Заключение

Какие выводы можно сделать из инструкции в данной публикации? Во-первых, схема газовой колонки «Астра» и мало чем отличается от «Невы», или «Оазиса»: каждый из этих производителей предоставляет современные автоматизированные газовые колонки проточного типа, а значит достаточно знать минимальные знания из чего состоит колонка, чтобы принять верное решение о покупке.

Во-вторых, в моделях старого и нового образца есть определённые различия, на которые обязательно нужно обратить внимание. И в третьих, автоматизированный блок розжига колонки является самым важным элементом всего устройства, обеспечивающим ему автономную работу, а вам — удобную и комфортную эксплуатацию.

</index>   Почему тихо играют наушники на телефонеПринцип действия увлажнителей воздухаЧто такое oled и qled телевизорыИспользуемые источники:

• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/vodonagrevatel/printsip-raboty-gazovoy-kolonki.html
• https://cotlix.com/kak-rabotaet-gazovaya-kolonka
• https://otivent.com/ustrojstvo-gazovoj-kolonki
• https://tehnofaq.ru/kak-rabotaet-gazovaya-kolonka/