Пристрій і принцип роботи газової колонки: схема основних вузлів

Для вирішення питання щодо забезпечення житла гарячою водою часто вибір зупиняється на газовому водонагрівачі проточного типу. Але, щоб вибрати хорошу модель з безлічі представлених на ринку, необхідно мати хоча б мінімальні знання про пристрій і принцип роботи газової колонки.

Способи запалювання газу

У колонок існує кілька типів запалювання, але всіх їх об’єднує одне – основний пальник пристрою запалюється за допомогою водяного вузла, який подає сигнал на подачу газу.

В іншому ж всі колонки можуть мати такі види запалювання.

  • Запалювання від п’єзоелемента. Варіант ручного управління, при якому на зовнішній панелі пристрою розташована кнопка включення. При її натисканні п’єзоелемент підпалює запальник, від якого запалюється основний колонка. Такий спосіб запалювання має один мінус – запальник необхідно вимикати вручну. Якщо цього не зробити, то він буде продовжувати горіти, що призведе до перевитрати газу та утворення накипу на стінках трубок.
  • Від батарейки. У таких моделях спочатку подається сигнал від штока, а потім електрична іскра здійснює підпал. У таких конструкціях роль запальника відіграють спеціальні електроди – основний пальник запалюється від них безпосередньо. З мінусів таких моделей можна відзначити необхідність регулярно міняти батарейки. Як мінімум, це треба робити раз в 10 місяців, а при регулярному використанні – кожні 2 місяці.
  • Від гідравлічної турбіни. У деяких випадках запалення газу може здійснюватися з допомогою обертової турбіни, яка приводиться в дію напором води. У таких колонках основний пальник також запалюється від електричної іскри, проте стежити за батарейками не потрібно. Пов’язано це з тим, що турбіна при обертанні сама виробляє необхідне електрика. Колонки з гідравлічною турбіною не надто поширені. Пов’язано це з необхідністю забезпечити достатній тиск в трубах. Колонка буде працювати при тиску не менше 0,3 бар. А така умова забезпечується далеко не скрізь.

Читайте також: як включити газову колонку.

Тип камери згоряння

Незалежно від способу запалювання газу, у всіх колонках камери згоряння можуть бути двох типів: відкритого або закритого.

Якщо конструкція камери згоряння відкритого типу, то в неї повітря потрапляє безпосередньо з приміщення, а всі продукти горіння видаляються за допомогою звичайної витяжки. Такі пристрої володіють декількома перевагами:

  • проста конструкція;
  • при роботі практично не видає шуму;
  • найчастіше електрику їм не потрібно.

Однак у таких камер є один суттєвий недолік. У тому випадку, коли витяжка не працює належним чином, може статися забруднення повітря в кімнаті.

Закриті камери згоряння характерні для газових колонок з турбіною. Конструкція таких камер, за винятком труб для подачі і виведення повітря, повністю герметична. Подається повітря з допомогою вбудованих вентиляторів, а видаляється через димар.

Закрита камера згорання в колонці повністю герметична

Закрита конструкція камери згоряння властива сучасним моделям колонок з автоматичним режимом роботи. Завдяки наявності різних датчиків такі моделі вважаються найбільш безпечними.

Датчики безпеки – де розташовуються і для чого необхідні

Будь-яка газова колонка при неправильному використанні може становити небезпеку. Пов’язано це з тим, що вона одночасно підключена до мереж газо — та водопостачання, які навіть окремо можуть створити проблеми. Спеціально для запобігання небезпек в пристроях передбачені датчики і клапани, які в разі виникнення проблем відключають пристрій і перекривають подачу води і газу.

Стандартні газові колонки здатні витримати різкий стрибок тиску води до 10-12 бар, що значно перевищує тиск у міських трубопроводах водопостачання. Однак при тиску 0,2 бара і нижче пристрій просто не буде працювати.

Важливо! Перед тим, як купувати колонку, обов’язково потрібно ознайомитися з її основними характеристиками. Особливу увагу важливо приділити тому, при якому натиску води вона буде працювати.

Дивіться також:  Види мокриць: морська, броненосець звичайна, сороконіжка, чешуйница, двухвостка, прозора, характеристика рівноногих, а також всі з них можуть жити в квартирі

Всі сучасні моделі колонок оснащені різними датчиками. Можна виділити наступні різновиди.

 

  • Датчик тяги. Розташований у вузлі приєднання димоходу до колонки. Відключає пристрій, якщо немає тяги.
  • Газовий клапан. Якщо виникають проблеми з подачею газу, відключає колонку. Розташований у патрубку подачі газу.
  • Датчик іонізації. Необхідний для відключення пристрою в тому випадку, коли полум’я гасне при діючій подачі газу. Знаходиться в камері згоряння.
  • Датчик полум’я. Якщо в процесі запалювання полум’я не з’являється, то датчик блокує подачу газу. Розташований у камері.
  • Клапан скидання. З його допомогою проводиться відключення подачі води при різкому стрибку тиску. Розташований у патрубку подачі води.
  • Датчик потоку. Вимикає пристрій, якщо припиняється подача води.
  • Температурний датчик. Розташовується на трубах теплообмінника. Датчик необхідний для того, щоб контролювати нагрівання води. Якщо температура буде перевищувати +85°С, то він вимикає пальник.
  • Датчик тиску. Якщо в трубах подають воду падає тиск, датчик відповідає за відключення колонки.

 

Пристрій агрегату

Газові водогрейки, незалежно від фірми виробника, мають схожі складові, наявність яких у різних моделей може незначно відрізнятися. Для прикладу, можна розглянути пристрій газової колонки Нева.

Зовні пристрій апарату

Схема газової колонки наведена на малюнку нижче.

Схема газової колонки

Передня частина й боковини водонагрівача закриваються кожухом з металу (1). На фасаді апарату є оглядове вікно (2) для візуального контролю за роботою агрегату. Під віконцем розташовуються регулятори: ручка, що регулює витрату газу (3) і регулятор витрати води (4). Між ручками розташовується ЖК дисплей (5), який відображає значення температури води, що подається до споживача.

У самому низу апарату розташовуються патрубки для подачі води та її виведення, а також для подачі газу. На правій стороні водонагрівача є патрубок (6), до якого підключається холодна вода з водопроводу, а зліва – під’єднується труба (7) для відведення нагрітої рідини. Поруч з нею, але трохи ближче до центру, є патрубок (8). До нього підключається шланг, що з’єднує колонку з газовою магістраллю, а в деяких ситуаціях — до балона з газом. На самому верху водогрейки, знаходиться фланець (9) для приєднання газовідвідної труби (димоходу).

Всі елементи агрегату закріплюються на металевій основі (10), що виконує функцію задньої стінки апарату. На ній зроблено 2 отвори для підвішування агрегату на стіну за допомогою кронштейнів.

Схожу конструкцію має і нова модель газової колонки Астра.

Внутрішнє пристрій агрегату

Тепер розглянемо, як влаштована газова колонка зсередини, при знятому зовнішньому кожусі. Як вже було сказано вище, патрубки під номерами 6, 7 і 8 призначені для підключення холодної води, відведення нагрітої і підключення газу.

Водяний блок агрегату (12) з’єднується з патрубком подачі води (6). З водяного блоку виходить шток (13), на якому кріпиться ручка для регулювання напору води. Нижче розташовується циліндрична деталь (14), що має на стінках насічку. Вона виконує функцію пробки, видобуту для зливу рідини з апарату, якщо буде потрібно його ремонт. Також пробка має запобіжний клапан, який відкривається при надлишковому тиску у водопроводі.

У центрі агрегату знаходиться блок електронного управління (16). Від нього в різні сторони виводяться дроти, що йдуть до різних елементів агрегату і датчикам.

Пристрій колонки зсередини

Зліва, симетрично блоку води — розміщений газовий (17). Обидва модулі і зібрані так, що являють собою єдину конструкцію. З нього, як і з водяного, виходить шток (18) для налаштування подачі газу. Посередині між газовим патрубком і регулюючим краном розташований клапан (19) (електромагнітний).

Також на газовому блоці є мікровимикач (15), який притискується спеціальним штовхачем, коли він вимкнений. Вище можна побачити колектор (20), з’єднаний з газовим блоком з допомогою патрубка, одягненого на фланці. Колектор кріпиться до корпусу за допомогою 2 гвинтів (21). У задній частині колектора розташовуються сопла. Через них подається газ на пальник (22), має 10 рядів. На передній частині колектора закріплена пара елементів, схожих за зовнішнім виглядом, але виконують різні ролі. Праворуч – искрообразующая свічка (23), розпалює пальника, а зліва – датчик полум’я (24).

Дивіться також:  Бирючина або лигуструм: опис рослини, види, фото

Вище колектора знаходиться теплообмінник з міді (25). Він як раз і віддає тепло, отримане від згоряння газу, що проходить через нього воді. Праворуч до теплообмінника під’єднується водяний вузол (26), а з лівого боку — патрубок для відведення нагрітої води (27). Кріпиться модуль теплообміну до корпусу агрегату за допомогою 2 гвинтів (28). На патрубку для відведення нагрітої води встановлено 2 датчика. Верхній (29) захищає водогрейку від перегріву, а той, що нижче (30) — служить в якості термометра. Від нього йдуть дроти до РК дисплею, закріпленому на кожусі агрегату.

Нагорі апарату встановлено пристрій для відведення відпрацьованих продуктів горіння (31). Завдяки системі різних за формою перемичок, потік гарячих відпрацьованих газів направляється в бік каналу димоходу. Зліва встановлений датчик тяги (32), має зв’язок з датчиком перегріву (29) за допомогою електричної ланцюга. Внизу корпусу водонагрівача знаходиться блок (34) для 2-х елементів живлення (батарейок). Для кріплення зовнішнього кожуха апарату з двох сторін корпуса є місця для вкручування гвинтів (33).

Схема внутрішнього пристрою газової колонки Оазис нічим не відрізняться від наведеної вище, хіба що наявністю перемикач «зима-літо» на передній панелі. Він призначений для відключення половини працюючих пальників в літній період для економії газу.

Вам може бути цікаво: як відремонтувати газову колонку.

Принцип роботи

Щоб зрозуміти принцип роботи газової колонки, потрібно спочатку розглянути, якою вона оснащена системою безпеки. Коли агрегат перебуває у вимкненому стані, електрики керуючий блок (16) не отримує, так як ланцюг розірваний в микровыключателе (15). Пластина вимикача притискається штовхачем, і, поки це відбувається, він знаходиться у вимкненому стані.

Електромагнітний клапан (19) також закритий і перекриває подачу газу від вхідного патрубка, оскільки на нього не надходить живлення. Але це не єдине місце, перекриває газ — він ще перекривається за допомогою пружинного клапана, який розташовується в газовому модулі (35). Неробочий стан клапана характеризується притисненням прокладки тарелі до сідла, що забезпечує повне перекриття подачі горючої суміші до колектора.

Водяна секція складається з двокамерного модуля (36), в просторіччі називають «жабою», з еластичною мембраною з гуми. З допомогою спеціального каналу камери «жаби» можуть сполучатися. Коли відключена подача води, тиск в камерах розрівняно, і мембрана знаходиться в положенні рівноваги.

Принцип роботи газової колонки

Вода до теплообмінника подається через нижню частину камери. Нагорі встановлено шток з тарілкою, виготовленої з пластику, яка прилягає до мембрани. Шток виходить назовні через отвір в середині, у напрямку до блоку газу. Навпроти даного штока, в газовому модулі, знаходиться такий же, але з’єднаний із пружинним клапаном, до якого прикріплений штовхач, що йде від вимикача.

Що відбувається при пуску води

Як працює газова колонка, якщо відрити воду? При відкриванні на точці споживання (водозабору) крана з водою, відбувається наступне.

 

  • При проходженні потоку рідини через «жабу», в її камері створюється розрідження. Гумова мембрана під дією підвищеного тиску вигинається і виштовхує тарілку. Остання передає штовхає рух на шток. Шток водяного модуля штовхає розташований навпроти шток газового модуля (37).
  • Далі штовхач, має зв’язок зі штоком, більше не тримає пластину вимикача, і вона відпускається. При цьому вимикач замикає ланцюг, і електроживлення починає надходити в електронний керуючий модуль з секції з батарейками.
  • Рух штока також змушує віджатися пружину механічного клапана, внаслідок чого тарілка відходить від сідла, і канал подачі газу до колектора стає відкритим.
  • Електромагнітний клапан, отримавши живлення від батарейок, відкривається і не перешкоджає проходженню газу через пружинний клапан по напрямку до колектора.
  • Тим часом блок керування виробляє та надсилає до свічку (23) електричний імпульс для створення іскрового розряду, здатного розпалити полум’я. При штатному спрацьовуванні всіх вузлів — пальник запалюється.
Дивіться також:  Лоло Феррарі фото, фільми, біографія

 

Процес розпалу контролюється датчиком іонізації (24). У разі, коли пальник не запалюється протягом 6-7 секунд, то, щоб уникнути накопичення високу концентрацію вибухонебезпечної суміші, електронний модуль, не отримавши імпульсу від датчика, перекриє подачу газу. При наявності горіння, датчик сформує імпульс на відключення свічки запалювання. Якщо після початку роботи водонагрівача полум’я згасне, то й імпульс від датчика перестане приходити в модуль управління, після чого він негайно відреагує на це перекриттям газу за допомогою електромагнітного клапана.

Виконання всіх цих функцій в газовій колонці Нева можливо тільки при дотриманні однієї умови: ланцюг між двома датчиками не повинна бути розірваний, а саме — між температурним датчиком контролю води на виході (29) і датчиком тяги (32). Ці реле з’єднані послідовно, і їх контакти знаходяться в замкнутому стані, коли датчики знаходяться в робочому стані. Тому, щоб на керуючий модуль надходило харчування, обидва датчика повинні замикати ланцюг.

Якщо у димовідвідних блоці утворюється слабка тяга, то продукти згоряння, завдяки особливій конструкції газовідвідного блоку, не можуть пройти по напрямку до центрального каналу, і направляються в бічні порожнини. Оскільки розташовується зліва температурний датчик, він «знаходить» раптовий підйом температури, розірвавши ланцюг подачі живлення на керуючий модуль. Це призведе до зупинки подачі горючої суміші і відключення пальників.

За аналогією спрацьовує реле, яке розміщене на патрубку для відведення нагрітої води з теплообмінника. Коли вода нагріється до 90°З, а це вважається критичним рівнем, то ланцюг живлення електронного блоку буде розірвано.

Робота при виключенні води

Коли подача води відключається, відбувається наступне.

 

  • Відбувається врівноваження тиску в камерах «жаби». Повернення мембрани з гуми на місце викликає рух тарілки, приєднаної до штовхальника у відповідному напрямку до початкового положення.
  • При поверненні штока звільняється тарілчастий клапан, надійно перекриває подачу пального.
  • В цей же час штовхач починає притиск пластини вимикача, внаслідок чого відбувається розрив ланцюга, живильної модуль управління.
  • Оскільки електромагнітний клапан після відключення керуючого блоку не отримує електрики, то він також закривається.

 

Таким чином, відключення води викликає запуск ланцюжка процесів, які в автоматичному режимі вимикають водонагрівальний апарат. Для наочності на фото нижче показані основні вузли агрегату (вид знизу), що впливають на його роботу (нумерація збережена і додана нова позиція, під номером 40 – штовхач мікровимикача).

Основні вузли газової колонки

Інформаційний дисплей (38) також підключений до електронної схеми управління водонагрівачем і температурним датчиком (39) на вихідному патрубку за допомогою декількох проводів. Дисплей грає тільки інформаційну роль і не бере участі в роботі та настроювання газового водонагрівача.

Агрегат здатний працювати і при відключеному ЖК дисплеї, наприклад, після зняття зовнішнього кожуха, на якому він закріплений.

Підводячи підсумок вищесказаного, можна сказати, що газова колонка є досить складним і надійним при експлуатації апаратом. За багато років існування даних агрегатів, їх конструкція змінилася не набагато, хіба що для більш зручного управління в апаратах стали використовуватися електронні вузли керування і контролю.