Устройство, схема и принцип работы проточных газовых колонок

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.

Принцип работы

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

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.

Запальные механизмы газовых колонок

Необходимо обратить внимание на запальные механизмы в газовых колонках. Это наиболее капризные узлы бытового прибора. Они, по сути, отвечают за нормальную работу водонагревателя:

Они, по сути, отвечают за нормальную работу водонагревателя:

1. Постоянно горящий фитиль применяется на старых приборах. Его постоянное использование наносит вред внешнему виду устройства. Со временем внешние стенки около фитиля выгорают и чернеют.
2. Запал на батарейках может перестать работать в любой момент. Держать к газовой колонке необходимо запас батареек и постоянно проверять их работоспособность.
3. Пьезоэлемент в газовой колонке довольно частое решение производителей. Его работа не всегда стабильна. Он чувствителен к влажности в помещении и другим факторам окружающей среды.
4. Наиболее надёжный запальный механизм используется в газовых колонках, подключённых к бытовой электросети. На его работу практически не влияют внешние факторы. Он прост и надёжен.

Основные элементы

В водонагревателях, работающих на газе, выделяют такие составляющие:

• Основная горелка. Лучшим вариантом называют горелки, изготовленные из стали.
• Система труб, в которой циркулирует вода (теплообменник). Обычно он изготавливается из меди, но может быть и стальным.
• Корпус с регуляторами мощности и расхода воды.
• Блок зажигания, связанный с запальной горелкой и блоком питания.
• Блок управления. У некоторых моделей также имеется дисплей, на котором можно видеть параметры работы устройства.
• Патрубки – один для подачи воды, второй для подачи в устройство газа и третий для выведения горячей воды.
• Мембранный газовый клапан.
• Система безопасности. Включает датчики, срабатывающие при отсутствии воды, изменении ее напора, перегреве колонки, отсутствии тяги и других опасных ситуациях.
• Блок отведения продуктов сгорания (коллектор отработанных газов, подсоединение к дымоходу, датчик тяги). У турбированных колонок он включает вентилятор и коаксиальную трубу.

Розжиг старой газовой колонки

Устройства с ручным поджигом считаются устаревшими. В аппаратах старого образца предусмотрено постоянное горение фитиля и отключение ручным способом.
Розжиг старой газовой колонки осуществляется при помощи зажжённой спички, либо пьезорозжига.

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).

Особенности эксплуатации

Для длительной и эффективной работы газовой колонки важно соблюдать такие правила:

• Учитывать жесткость воды, которая поступает в аппарат. Если требуется, следует позаботиться об ее смягчении и очистке.
• Установить комфортную температуру нагрева воды. Не рекомендуется нагревать воду слишком сильно, поскольку это является стимулом избыточного образования накипи.
• Выполнять работы по техобслуживанию колонки раз в год.

В следующем видео на примере модели газовой колонки Neva Lux 5611 рассказывается об устройстве и принципе работы большинства автоматических газовых колонок.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Розжиг старой газовой колонки

Устройства с ручным поджигом считаются устаревшими. В аппаратах старого образца предусмотрено постоянное горение фитиля и отключение ручным способом. Розжиг старой газовой колонки осуществляется при помощи зажжённой спички, либо пьезорозжига.

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).

Выбор мембраны для замены

Диафрагмы изготавливаются из эластичного материала – чёрной резины, либо из силикона. Они бывают цельные или составные, например, изделие может быть резино-металлическим или идти в комплекте с пластмассовыми деталями. Чаще всего диафрагмы имеют простую круглую форму. Но есть модели газовых колонок, мембраны редукторов которых отличаются сложной, «причудливой» конфигурацией.

Мембрана «восьмёрка» для редукторов колонки Аристон Fast GIWH отличается формой, которую сложно повторить. Такую мембрану практичнее иметь про запас

Европейские компании производят водонагреватели с мембранами, форму которых трудно подделать. В худшем случае, если запчасти к «иномаркам» не поставляются, придётся купить новую колонку или что-то придумывать и мастерить из средств, имеющихся под рукой. Существуют универсальные диафрагмы, которые подходят к большому количеству моделей.

Если приходится ожидать, когда пришлют подходящую для колонки мембрану, а диафрагма колонки не имеет сложной конфигурации, для временной замены можно изготовить деталь самостоятельно. Подойдёт резина 1.5-2 мм толщиной, например, от толстых диэлектрических перчаток или старой камеры автомобиля.

Используя в качестве шаблона старое изделие, вырезают новую прокладку. Отверстия  для перепускного канала и винтов делают пробойником из металлической трубки с тонкой стенкой. Диаметры перепускного отверстия крышки и диафрагмы должны быть равными, чтобы не затруднялся переток воды между полостями лягушки.

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.

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.

Как поменять мембрану в газовой колонке: выбрать и установить самостоятельно

Эффективная работа водонагревателя зависит от исправности всех узлов и механизмов. Мембрана в газовой колонке — одна из важных деталей, но со временем изнашивается. Как выполнить замену своими руками? Для этого у нас есть подробный план работы.

Функции мембраны, причины неисправности

Эластичная мембрана находится в основании водяного узла, реагирует на перепады давления в системе. Как только вы открываете смеситель, резиновый элемент под давлением выгибается и выталкивает шток. Шток в свою очередь приводит в действие газовый клапан. Так топливо поступает в горелку.

При интенсивной эксплуатации колонки «Вектор», «Нева», «Оазис» мембрана изнашивается. Резина растягивается, засоряется и повреждается. В результате топливо не поступает в горелку: колонка не воспламеняется либо зажигается, но сразу тухнет.

Признаки поломки

Как понять, что пора поменять резиновую диафрагму? Нужно обратить внимание на:

• Силу давления газа и воды в системе. Откройте кран, посчитайте, сколько в минуту расходуется литров. В норме должно быть не меньше двух-трех литров. Подачу газа можно вычислить визуально, посмотрев на силу огня.
• Расположение пламени. В приборах с фитильным розжигом огонь должен гореть с края горелки, быть высотой не менее 3-5 сантиметров. Не соответствует? Тогда проверьте жиклеры на засор. После чистки снова посмотрите на пламя. Если ситуация не изменилась, проблема в диафрагме.

• Техника с пьезорозжигом должна щелкать при нажатии кнопки. Это значит, что диафрагма сработала. Если звуков не слышно, возможно, деталь повреждена или разорвана.
• В некоторых моделях определить поломку поможет шток, который контролирует работу управляющего блока. Снимите защитный кожух и откройте воду. Если шток находится без движения, требуется заменить диафрагму.

После того как вы нашли поломку, нужно правильно подобрать деталь для замены.

Как выбрать новую деталь

Для каждой колонки («Термет», «Аристон», «Беретта ») мембрана подбирается индивидуально. Для заграничных моделей найти замену сложнее всего, поскольку приобрести товар можно только у официального поставщика. В таком случае у вас есть выбор: потратиться на новый элемент или купить новую колонку.

С отечественной техникой все проще. Замену можно найти в магазинах или заказать через интернет.

Если вы думаете, что принцип устройства всех мембран одинаков — это не так. Например, в водонагревателях «Аристон» устанавливаются специальные элементы — «восьмерки». Они изготавливаются из плотной резины, имеют особую форму. Стоимость их составляет от 300 до 500 рублей.

По принципу «восьмерки» работает мембрана в приборах «Электролюкс». Но ее цена гораздо ниже — от 200 рублей.

Есть и универсальные варианты, однако они годятся лишь для временной установки. Точно настроить технику без заводских деталей невозможно.

Самостоятельный ремонт

Для ремонта понадобится разборка всего водногазового узла. Вам будут нужны:

• шлицевая и крестовая отвертка;
• гаечные ключи на 19 и 24;
• ремонтный набор;
• новая деталь.

В первую очередь перекройте подачу воды и газа. После этого откройте кран в ванной комнате, слейте остатки воды.

• Снимите регуляторы с корпуса, потянув их на себя.
• При наличии дисплея отключите ведущую к нему проводку.
• Теперь нужно снять кожух. В одних моделях он крепится болтами сверху и снизу, в других «сидит» на защелках. Потяните облицовку на себя и вверх.

Перед вами откроется водный узел. В более ранних моделях он расположен отдельно, вертикально. Сверху установлен газовый блок, слева организован подвод воды, справа — теплообменник.

Чтобы демонтировать такой элемент:

• Открутите две гайки на водопроводных трубах. Используйте ключ на 24.
• Выкрутите два винта крепления, потяните вниз и снимите.

В последних моделях водяной узел размещен горизонтально. Снизу есть специальный кран, через который сливаются остатки воды.

• Открутите крепежные гайки ключом на 19.
• Отключите подводящие датчики.
• Выкрутите болты, которые крепят блок к основанию.
• Снимите горелку.
• Открутите крепежи водногазового узла с коллектором.

Можно приступать к разборке. В старых вариациях «Астра» и «Нева» нужно открутить восемь болтов для разделения узла. В современных моделях «Нева» 4513, 4511, 4510, «Оазис », «Вектор » его держат только четыре винта.

Осталось достать изношенную мембрану и установить новую.

Проводите сборку в обратном порядке. По окончании работ проведите проверку. Постепенно открывая подачу воды, осматривайте все соединения на момент протечек. После чего откройте кран на полную. Все в порядке? Надевайте кожух, подавайте топливо — пользуйтесь горячей водой в свое удовольствие.

На видео меняют диафрагму для некоторых моделей:

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

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.

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

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.

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.