Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

Алан-э-Дейл       08.09.2022 г.

Наиболее распространенные поломки

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

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

  • Не зажигается.Причин, по которым колонка может не зажигаться, существует несколько:
    • низкий напор воды;
    • отсутствует тяга в дымоходе – возможно в дымоход попал инородный предмет;
    • разрядились батарейки (касается колонок с автоматическим розжигом);
  • Плохо нагревает воду. Причин может быть несколько:
    • засор газового оборудования;
    • потребность в настройке горелки – в современных колонках имеется кран, который позволяет настраивать подачу газа на горелку.

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

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

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

Ремонт газоводяного узла

Как любой механизм водяной блок в своей конструкции имеет изнашивающиеся детали. Когда они приходят в негодность, работа нагревателя ухудшается или прекращается совсем.

При возникшей неисправности, вполне по силам выполнить ремонт водяного узла газовой колонки самостоятельно, разобрав редуктор и заменив отработавшие своё расходные материалы. Для начала предлагаю разобраться в том, как собственноручно разобрать и отремонтировать водяной узел устройства проточного водонагревателя.

Назначение газоводяного узла

Независимо от сложности конструкции газовые колонки, применяемые для нагрева воды в домах, где нет ГВС (горячего водоснабжения), действуют по общему принципу. Проходящая через теплообменник вода нагревается газом, который подается на горелку при появлении тока жидкости через водяной узел и перекрывается при закрытии крана горячей воды.

Водяной узел – первый автоматически работающий блок газовой колонки на пути холодной воды.

Газоводяной узел

Основная задача водяного блока – подача сигнала на включение или отключение газовому узлу, работающему с ним в паре, регулировка подачи газа к горелке и подачи воды в змеевик теплообменника (обеспечение нормальной работы колонки).

Благодаря оригинальному внутреннему устройству, при открытии крана горячей воды водяной редуктор подает сигнал:

  • к открытию газа при условии, что расход нагретой воды не ниже предусмотренного;
  • к прекращению подачи газа при перекрытии крана или недостаточном напоре горячей воды.

Одновременно водяной редуктор «Лягушка» – одно из устройств безопасности водонагревателя, так как при слабом напоре воды предотвращает перегрев теплообменника, который от регулярного перегрева выходит из строя.

Устройство «лягушки» проточного водонагревателя

Чтобы не заниматься ремонтом в слепую, нужно понимать, как тот или иной узел работает. Для лучшего понимания назначения деталей и принципа работы, рассмотрим устройство водяного блока применяемой в быту газовой колонки. Сделаем это на примере одной из самых распространённых колонок – Нева.

Водяной редуктор в просторечии называют сердцем водяного узла. Корпус состоит из двух частей – основания и крышки, соединяемых винтами. В Неве корпус выполнен из латуни. В современных колонках корпуса редукторов выполняют также из силумина, полиамида или высокопрочного пластика.

К тому же в нижней части основания сделаны ревизионные отверстия для спуска воды, заглушенные винтами.

Основание имеет два патрубка. По вводному в лягушку поступает вода. С помощью накидной гайки патрубок присоединяется к трубе водопровода. Здесь же установлена уплотняющая прокладка, предохраняющая от утечек, и сеточка фильтра, защищающая внутренности лягушки от попадания с водой частиц мусора. Наличие фильтра продлевает жизнь мембране, особо чувствительной к присутствию мусора, действующего при потоке воды и движении мембраны подобно абразиву.

Выводной патрубок оснащён штуцером . С трубкой, по которой вода из редуктора идет к змеевику теплообменника, патрубок соединен накидной гайкой. Здесь также устанавливают уплотняющую прокладку. Над суженной частью штуцера Вентури в теле основания сделано перепускное отверстие, через которое вода из нижней полости регулятора через штуцер попадает в отделённую мембраной верхнюю полость – под крышку.

Особенности замены мембраны в новых моделях

Водяные узлы современных колонок работают по тому же принципу. Основные отличия новых конструкций проточных водонагревателей заключаются в насыщенности блоками управления, контроля, сенсорных экранов, проводами.

Изменились некоторые крепёжные элементы. Например, теперь винты закручиваются и откручиваются специальными отвёртками со звёздочкой. Новшества коснулись и формы лягушек, и их соединения с газовым блоком.

На аппаратах Amina, Selena, Milla, Росс (по-народному – китайские) замену прокладки лягушки лучше поручить специалистам, так как демонтировать нужно газовую часть вместе с водяной

На брендовых колонках Бош и Юнкерс водяной узел располагается справа внизу. Чтобы его снять, необходимо разъединить клемму находящегося перед ВУ датчика тяги.

Перекрыв подачу воды на колонку и открыв кран ГВ, отвёрткой вынимают скобу, которой прижата труба, идущая от ВУ к теплообменнику. Немного оттянув трубу вправо от водяного узла, дожидаются, когда вода из системы выльется через кран, после чего трубу отводят полностью. После этого ключом отворачивают гайку, крепящую водяной блок к водопроводу.

Скобки – новый вид крепежа элементов конструкции водяного блока колонок Bosch и Юркерс, поддеваются и высвобождаются при помощи отвёртки

Отвинчивают крестовой отвёрткой винты крепления ВУ. Они расположены снизу конструкции. Откручивать их полностью нет нужды. После этого водяной блок оказывается в распоряжении владельца. Его можно осмотреть, почистить, заменить расходные детали (сеточку грубого фильтра можно очистить без снятия ВУ).

Расходных деталей в такой лягушке гораздо больше, чем в редукторе ГК «Нева». Во-первых, сам водяной блок выполнен из пластика, крепёжные винты ввинчиваются прямо в пластик (без латунных вставок). Соединение не рассчитано на множество циклов сборок-разборок. Если идёт протечка по штоку ВУ, менять понадобится крышку полностью (максимальный срок работы 2-3 года).

Во-вторых, кроме описанных выше функций он дополнительно регулирует количество воды, протекающей через колонку, поэтому на выходе из крана ГВ поддерживается стабильная температура жидкости.

В водонагревательном аппарате Bosch силиконовая мембрана – выпуклый колпачок сложной конструкции, который из плоской резины не вырезать. Только покупать, причём, родную

Как определить мощность

В первую очередь надо определиться с мощностью или производительностью газовой колонки. Это две взаимосвязанные характеристики, просто отражающие разные характеристики агрегата. Производительность — это сколько литров воды за минуту может нагреть колонка, а мощность — какое количество тепла она может выделить. Одни производители указывают мощность, другие — производительность, так что надо точно понимать что вам необходимо.

Давайте для начала разберемся, какой производительности требуется вам газовая колонка. Это зависит от количества потребителей, которые необходимо обеспечить теплой водой. Есть нормы расхода для оборудования разных видов:

  • кухонная мойка, умывальник — 4 л/мин;
  • душе — 7-10 л/мин.

Если у вас подключены к горячей воде кухонная мойка, душ и умывальник, чтобы все три точки работали одновременно и температура воды при этом не падала, необходима производительность 4 + 4 + 10 = 18 л/мин. Это очень много, ценник будет солидным. Если вы подумаете, то поймете, что одновременно все три устройства практически никогда не включаются. Бывают ситуации когда работают вместе душ и один из кранов. Для обеспечения их горячей водой производительность должна быть 14 л/мин. Это уже чуть скромнее, но вполне достаточно для комфортного проживания. Найденное значение ищите в технических характеристиках, оно не должно быть меньше.

Теперь разберемся с мощностью. Газовые колонки могут выделить на обогрев воды от 6 кВт до 40 кВт тепла. Тут деление такое:

  • на подогрев воды для одной точки водоразбора подойдет газовая колонка мощностью до 19 кВт;
  • на две точки мощность должна быть от 20 кВт до 28 кВт;
  • на три требуется более 29 кВт.

Теперь, вы точно сможете сказать какая газовая колонка лучше по мощности применительно к вашим потребностям.

Принцип работы газовой колонки с розжигом от гидротурбины

Газовый водонагреватель с гидротурбиной отличается от привычной электрической колонки герметичной камерой сгорания, воздух в которой нагнетается специальным вентилятором. Управляет газовым оборудованием электронный блок. Зачастую, в колонках такого типа устанавливается горелки с модуляцией пламени. Такие горелки делают использование нескольких точек водоразбора более комфортным, поддерживая постоянную температуру воды. Запальник зажигается искра, генерируемая гидротурбиной.

Газовая колонка с розжигом от гидротурбины не сжигает кислород

Для размещений коаксиальной (двухконтурной) трубы будет достаточно сделать небольшое отверстие в стене. Это позволяет сократить затраты на оборудования дымоходов в частных домах. Примером водонагревателя с коаксиальной камерой может быть газовые водонагреватели Heis JSG20-10E1 и Bosch Therm 4000 S (WT 13AM1E).

Разновидности камер сгорания

Камеры сгорания бывают двух типов:

  • Открытую или атмосферную камеру производители чаще всего устанавливают на водогрейных колонках из-за простоты и дешевизны конструкции. Циркуляция воздуха, требуемого для поддержания горения, поступает внутрь камеры естественным путем.
  • В закрытую камеру воздух нагнетают вентилятором. Такие газовые колонки называются турбинированными.

Создание принудительной тяги позволяет работать водонагревателю при любых условиях. Агрегат с открытой камерой не разожжется, если отсутствует тяга. Подобная неприятность наблюдается при плохих погодных условиях, когда ветер задувает в дымоход.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы газовой колонки, нужно вначале рассмотреть, какой системой безопасности она оснащена. Когда агрегат пребывает в выключенном состоянии, электричества управляющий блок (16) не получает, так как цепь разорвана в микровыключателе (15). Пластина выключателя прижимается толкателем, и, пока это происходит, он находится в отключенном состоянии.

Электромагнитный клапан (19) также закрыт и перекрывает подачу газа от входного патрубка, поскольку на него не поступает питание. Но это не единственное место, перекрывающее газ — он еще перекрывается с помощью пружинного клапана, который располагается в газовом модуле (35). Нерабочее состояние клапана характеризуется прижатием прокладки тарелки к седлу, что обеспечивает полное перекрытие подачи горючей смеси к коллектору.

Водяная секция состоит из двухкамерного модуля (36), в просторечии называемого “лягушкой”, с эластичной мембраной из резины. С помощью специального канала камеры “лягушки” могут сообщаться. Когда подача воды отключена, давление в камерах выравнено, и мембрана находится в положении равновесия.

Принцип работы колонки газовой

Вода к теплообменнику подается через нижнюю часть камеры. Наверху установлен шток с тарелкой, изготовленной из пластика, которая прилегает к мембране. Шток выходит наружу через отверстие в середине, по направлению к блоку газа. Напротив данного штока, в газовом модуле, находится такой же, но соединенный с пружинным клапаном, к которому прикреплен толкатель, идущий от выключателя.

Что происходит при пуске воды

Как работает газовая колонка, если отрыть воду? При открывании на точке потребления (водозабора) крана с водой, происходит следующее.

  1. При прохождении потока жидкости через “лягушку”, в ее камере создается разрежение. Резиновая мембрана под действием повышенного давления выгибается и выталкивает тарелку. Последняя передает толкающее движение на шток. Шток водяного модуля толкает расположенный напротив шток газового модуля (37).
  2. Далее толкатель, имеющий связь со штоком, больше не держит пластину выключателя, и она отпускается. При этом выключатель замыкает цепь, и электропитание начинает поступать в электронный управляющий модуль из секции с батарейками.
  3. Движение штока также заставляет отжаться пружину механического клапана, вследствие чего тарелка отходит от седла, и канал подачи газа к коллектору становится открытым.
  4. Электромагнитный клапан, получив питание от батареек, открывается и не препятствует прохождению газа через пружинный клапан по направлению к коллектору.
  5. Тем временем блок управления вырабатывает и направляет в свечу (23) электрический импульс для создания искрового разряда, способного разжечь пламя. При штатном срабатывании всех узлов — горелка загорается.

Процесс розжига контролируется датчиком ионизации (24). В случае, когда горелка не загорается в течение 6-7 секунд, то, чтобы избежать накопления высокой концентрации взрывоопасной смеси, электронный модуль, не получив импульса от датчика, перекроет подачу газа. При наличии горения, датчик сформирует импульс на отключение свечи зажигания. Если после начала работы водонагревателя пламя погаснет, то и импульс от датчика перестанет приходить в модуль управления, после чего он незамедлительно отреагирует на это перекрытием газа с помощью электромагнитного клапана.

Выполнение всех этих функций в газовой колонке Нева возможно только при соблюдении одного условия: цепь между двумя датчиками не должна быть разорвана, а именно — между температурным датчиком контроля воды на выходе (29) и датчиком тяги (32). Эти реле соединены последовательно, и их контакты находятся в замкнутом состоянии, когда датчики находятся в рабочем состоянии. Поэтому, чтобы на управляющий модуль поступало питание, оба датчика должны замыкать цепь.

Если в дымоотводном блоке образуется слабая тяга, то продукты сгорания, благодаря особой конструкции газоотводящего блока, не могут пройти по направлению к центральному каналу, и направляются в боковые полости. Поскольку слева располагается температурный датчик, он «обнаружит» внезапный подъем температуры, разорвав цепь подачи питания на управляющий модуль. Это приведет к остановке подачи горючей смеси и отключению горелок.

Назначение и строение водяного узла

Мембрана — важная деталь в регуляции подачи газа. Чтобы разобраться с ее назначением и принципом работы, следует детально изучить устройство водяного блока колонки, элементом конструкции которого она является. Эти знания помогут при замене мембраны, ведь чтобы до нее добраться, предстоит демонтировать весь узел и разобрать его.

Рекомендуем также познакомиться с общим устройством газовой колонки, чтобы проще было отыскать в ее конструкции водяной блок. Но обо все по порядку.

Устройство водяного редуктора

Одним из узлов практически любого газового теплообменника является водяной редуктор (водяной узел – ВУ, водяной регулятор). Он предназначен для регуляции равномерной подачи воды и газа. Практично разработанная форма регулятора (в просторечии – «лягушки») способствует компактному размещению блока в корпусе колонки. Технически простое устройство работает автоматически.

Функции редуктора следующие:

  • запуск и прекращение работы газовой колонки при открывании/ закрывании крана;
  • регуляция подачи воды и газа;
  • защита колонки от перегрева при недостаточном напоре воды.

Конструкция редуктора хорошо продумана и визуально не сложна.  Корпус, выполнен из латуни, полиамида (содержащего стекловолокно), силумина или из пластика.

Детали водного узла:  крышка (1) и основание (2), соединяемые винтами; тарелка (4); шток, открывающий/закрывающий газовый клапан (5); мембрана (6); штуцер Вентури (7); гайка сальника (8); отводы для воды (9); регулировочный винт (10); крепёжные винты (3); сетчатый фильтр (11); шарик-замедлитель (12)

Принцип работы и значение регулятора

Разделённая надвое мембраной пустотелая полость редуктора заполнена водой. В полость из водопровода поступает вода. Из нижней части, проходя через штуцер Вентури, она поступает в верхний отсек через перепускное отверстие. Однако вода, поступающая из водопровода в нижнюю часть, всегда давит на мембрану с силой напора воды в трубопроводе, а в верхней части сила давления изменяется, в зависимости от того, идёт ли поток воды через теплообменник.

Дело в том, что в трубопроводах, имеющих суженные участки, давление текущей жидкости в узком месте понижается. При открытии крана и прохождении воды через штуцер Вентури, давление перед местным сужением (соплом) штуцера повышается.

За счёт возрастания скорости потока в узком месте, давление понижается как в штуцере, так и в верхней полости лягушки. Это подобно сплющиванию конца поливочного шланга. При разнице в диаметрах сопла штуцера (0.3 см) и основной камеры (2 см) перепад давления достигает 1 атмосферы. Этого достаточно, чтобы мембрана выгнулась вверх и надавила на пластиковую тарелочку, жёстко закреплённую на оси штока. Шток с силой давит на клапан газа, отчего клапан открывается и газ поступает к газовой горелке.

При подъёме мембраны вода из верхнего отсека начинает выходить через перепропускной канал, где расположен шарик-замедлитель из стали. Шарик, перемещаясь вправо, частично перекрывает канал, поэтому включение и подача на горелку газа происходит плавно. Плавность регулируется с помощью регулировочного винта.

Сопло Вентури находится в выводном патрубке (с правой стороны лягушки). Это – местное сужение, обеспечивающее перепад давления при открытии крана. Засорившийся штуцер необходимо очистить

Когда кран горячей воды (ГВ) закрывают, поток воды прекращается и давление в сопле Вентури сравнивается с давлением в полости под мембраной. За счёт действия пружин шток вместе с тарелкой смещаются вниз, а мембрана возвращается в среднее положение.

Газовый клапан автоматически закрывается. Выключение газового клапана осуществляется быстро, так как обратным током воды в водопропускном канале шарик смещается к верхней полости (влево) и перестаёт препятствовать перетоку жидкости. Рекомендуем посмотреть информацию о том, что делать, если не срабатывает газовый клапан.

Если расход горячей воды менее 2-3 л/мин, нужного перепада давления не возникает, и пружины не дают штоку открыть клапан газа вообще или достаточно для полноценного нагрева воды. Также не возникает необходимой разницы давления при нарушении целостности мембраны.

Водяной регулятор, основанный на принципе действия сопла Вентури, является устройством безопасности, так как позволяет включить водонагреватель только в том случае, когда через теплообменник течёт достаточной силы водяной поток. Таким образом, редуктор автоматически защищает газовую колонку от перегрева.

Переточное отверстие соединяет сопло Вентури и верхнюю полость лягушки. Это отверстие при установке диафрагмы необходимо оставить открытым, чтобы редуктор правильно работал

Подготовка к ремонту водяного узла

Часто, разобрав лягушку для установки новой мембраны, можно обнаружить, что кроме неё необходимо заменить одну или несколько прокладок разного диаметра. Поэтому к ремонту нужно приступать, купив заранее полный ремкомплект водяного узла, соответствующий модели вашей газовой колонки.

Для проведения ремонта или профилактического обслуживания рациональнее всего запастись ремкомплектом, так как при разборке водяного редуктора может выясниться необходимость замены не только мембраны, но и нескольких других деталей

Кроме запчастей понадобится инструмент. Для агрегатов старого типа: разводной ключ, отвертки для винтов с прямыми и крестообразными шлицами. Для современных моделей «Невы» и китайских водонагревателей нужна будет отвёртка с битой Ph2, желательно намагниченная. Есть и аппараты с «хитрым» крепежом. Не будет лишним средство для решения проблемы закисших винтов, например, WD-40.

Также понадобятся два разводных газовых ключа. Они необходимы, чтобы при демонтаже и обратной установке во время накручивания фурнитуры (гибких шлангов или фитингов) не нанести повреждения штуцерам узла.

При приложении чрезмерных усилий в штуцерах возможно образование микротрещин, или скрытых трещин, которые снаружи не видны. Чтобы этого не произошло, на штуцерах сделаны шестигранные площадки, которые придерживаются от смещения одним из ключей. Вторым ключом прикручивают или откручивают фурнитуру.

Можно ли сделать мембрану самому и из чего

Перед началом ремонтных работ стоит убедиться, что плохое срабатывание горелочного устройства происходит по причине вышедшей из строя диафрагмы. Причиной неисправности водонагревателя могут стать севшие батарейки и неисправности в запальнике. Только после того как были исключены все другие поломки переходят к ремонту водяного регулятора.

Для временной прокладки подойдет резина толщиной 1,5-2 мм. Некоторые в качестве заготовки используют старую автомобильную камеру или толстые хозяйственные перчатки. Отверстия под болты и перепускной канал делают пробойником, который легко изготовить самостоятельно из металлической трубки.

Новую диафрагму вырезают, используя старую в качестве шаблона. В качестве временной меры можно заклеить мембрану, наложив заплатку. После выполнения ремонтных работ колонка сможет проработать некоторое время, достаточное для приобретения заводской диафрагмы.

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.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.