Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

Газовая колонка — оптимальное устройство для нагрева воды в газифицированных постройках. В сегодняшней публикации поговорим об устройстве, принципе работы и возможных неполадках газового проточного водонагревателя.

Устройство газовой колонки

Газовая колонка является аппаратом типа ВПГ (В — водонагревательный, П — проточный, Г — газовый), который может работать на сжиженном (в баллонах) или магистральном газе. Главное отличие от накопительного водонагревателя — отсутствие бака для хранения воды и почти мгновенный нагрев проходящего потока.

Колонка имеет сложное устройство с тремя основными системами:

• газовый узел — обеспечивает подачу и сжигание газа на горелке, отвод продуктов горения за пределы помещения;
• водяной блок — здесь вода подается в колонку, нагревается и направляется к необходимым смесителям;
• электрическая часть — управляет работой систем устройства и обеспечивает необходимый уровень безопасности.

в полном размере

Большинство моделей имеет схожее строение. Базовые элементы следующие:

• корпус (каркас) — предназначен для защиты передней части и боковых сторон колонки от пыли и механического воздействия (как правило, выполнен из листовой стали);
• четыре патрубка — для ввода газа, ввода холодной воды, вывода горячей воды и подключения дымохода;
• газовая горелка — нагревательный элемент;
• запальник / система розжига — обеспечивают розжиг горелки;
• мембранный газовый электромагнитный клапан — подает газ на горелку, а также перекрывает канал поступления газа, если горячая вода не нужна или сработала защитная блокировка (внутри клапана установлен редуктор, соединенный с форсункой горелки);
• теплообменник — в нем нагревается вода (расположен над горелкой);
• камера сгорания — место, где происходит процесс горения;
• вытяжной дымоход — необходим для отвода продуктов сгорания;
• панель с блоком управления — позволяет настраивать мощность, регулировать расход газа и воды (может быть оснащена рукоятками, кнопками или дисплеем);
• устройства контроля и безопасности — датчики горения, температуры, давления, потока, тяги дымохода, подачи газа, предохранительный клапан (многие колонки оснащены хорошей системой безопасности и могут автоматически блокироваться при затухании пламени, отсутствии тяги, утечке топлива и других опасных ситуациях).

Ниже представлено устройство колонки с автоматическим розжигом.

в полном размере

Разберем подробнее особенности камеры сгорания. В зависимости от ее типа газовые колонки можно разделить на две большие группы:

• атмосферные — с открытой камерой сгорания, воздух для горения берется из помещения, отвод продуктов горения при помощи естественной тяги через традиционный (вертикальный) дымоход;
• турбированные — с закрытой камерой сгорания, воздух для горения берется с улицы, отвод продуктов горения при помощи принудительной тяги через коаксиальную трубу.

Схемы атмосферной и турбированной колонок в разрезе:

в полном размере

Принцип работы

Работа проточного газового водонагревателя заключается в том, что газ нагревает холодную воду в теплообменнике.

Алгоритм следующий:

1. При открытии крана ГВС (горячего водоснабжения) холодная водопроводная вода пропускается через теплообменник.
2. Под давлением потока механический шток открывает газовый клапан, подавая газ на горелку.
3. Запальник или запальные электроды запускают процесс сгорания газа.
4. Холодная вода нагревается за счет горелок, расположенных под теплообменником.
5. Нагретая вода подается в магистраль ГВС через выходной патрубок.
6. Продукты горения выводятся на улицу по дымоходу.
7. После закрытия крана газовый клапан перекрывает доступ топлива к горелке — пламя затухает, и водонагреватель отключается.

Алгоритм может немного меняться в зависимости от типа розжига.

При ручном способе (розжиг спичкой) горелка вспыхивает при повороте ручки подачи газа. Однако такие колонки устарели — многие изготовители отказались от их производства из-за неудобства и риска взрыва.

Полуавтоматический способ (пьезорозжиг) более комфортен. Для включения колонки необходимо удерживать специальную кнопку на лицевой панели. Примерно через 10 секунд пьезоэлемент высекает искру, которая помогает зажечь запальник. Дополнительных манипуляций не требуется — при открытии смесителя колонка зажигается, и начинает течь горячая вода. После закрытия крана основная горелка тухнет, а запальник продолжает гореть, пока его не выключат вручную.

Наиболее современным, надежным и удобным способом считается автоматический способ. К нему относятся:

• Электронный розжиг — колонка работает от электросети или круглых цилиндрических батареек типа D. При открытии крана ГВС искру на основную горелку подает электроника. Вместо запальника используются запальные электроды.

• Гидрогенераторный розжиг — встроенный генератор вырабатывает электричество (создает необходимое напряжение для появления искры на запальнике) под действием мощного водного потока. Для срабатывания гидротурбины необходимо высокое давление в трубах (минимум 0,3 бар). Зачастую в колонках такого типа устанавливаются горелки с модуляцией пламени (мощность самостоятельно подстраивается под напор воды, поддерживая заданную температуру нагрева).

в полном размере

Основные неисправности

Ошибки в монтаже являются главной причиной быстрого выхода колонки из строя. Следует помнить, что ее установку должны проводить специалисты с соответствующим допуском.

Рассмотрим наиболее распространенные неисправности газовых проточников и способы их устранения своими силами.

Колонка не зажигается

Причинами могут быть поломка датчика тяги (при его наличии), низкое давление воды и газа, выход из строя мембраны водяного узла. К невозможности розжига также может привести засорение газовой горелки.

Колонка не выключается

Наиболее частая причина — потеря подвижности штока, который включает электромагнитный и / или механический газовые клапаны. Это чаще всего происходит из-за загрязнения зазора между штоком и корпусом водяного блока. В этом случае необходимо промыть устройство.

К потере подвижности штока также приводит просевшая пружина, которая не может вернуть шток в первоначальное состояние. Выход один — замена пружины.

Колонка зажигается и гаснет

К такой неполадке может привести неисправность водяной мембраны или датчика ионизации. Чтобы восстановить работоспособность устройства, поврежденные элементы меняют на новые.

Мембрану водяного узла рекомендуется менять раз в 5 — 6 лет.

Слабый напор воды

Основная причина — образование накипи в трубах теплообменника. Необходимо снять теплообменник и промыть трубы средством против накипи, одобренным для вашей модели водонагревателя. Для профилактики известковых отложений установите фильтр очистки воды.

Также возможно загрязнение теплообменника пищевыми жирами, если водонагреватель расположен недалеко от кухонной плиты.

Из колонки подтекает вода

Нарушена герметичность в трубах. Если проблема не в износе труб, то выручит замена уплотнительных элементов.

Появление запаха гари

Это может говорить о засорении системы отвода дыма сажей и продуктами горения. Загрязнения необходимо устранить.

в полном размере

Большинство причин неисправностей и способов их устранения описаны в инструкции к колонке. Чтобы продлить срок службы нагревателя, его необходимо чистить от накипи, сажи и других загрязнений раз в 1–2 года в строгом соответствии с инструкцией. Обратите внимание, что самостоятельно можно очищать все системы прибора, кроме газовой.

Выводы

Мы изучили устройство и принцип действия бытовой газовой колонки. Ее конструкция постоянно совершенствуется, обеспечивая безопасность и комфорт использования. Так, модели с ручным розжигом стремительно исчезают с рынка водонагревателей как устаревшее, неудобное и опасное оборудование. Более востребованы приборы с автоматическим розжигом и модуляцией пламени.

Залогом долгой работы водонагревателя является его правильный монтаж, установка фильтра очистки воды, регулярное ТО и соблюдение рекомендаций производителя. Однако в процессе эксплуатации неизбежно возникновение неполадок. С загрязнениями можно справиться самостоятельно, а ремонт и замену элементов лучше доверить специалистам.