Как работает газовый водонагреватель и как его самостоятельно выбрать для дома или квартиры?

Устройство колонки и принцип работы

Любой водонагреватель проточный газовый имеет примерно одинаковое устройство. Принцип работы в том, что вода проходит по трубам теплообменника, где нагревается. После этого поступает в кран. Такие приборы монтируются сразу в систему водоснабжения. К ним можно подключать одну или две точки водозабора.

Устройство газовой колонки «Вектор» такое же простое. Но все ее детали выполняют важные функции.

1 — облицовка; 2 — каркас; 3 — узел водогазовый; 4 — ручка регулятора водяного; 5- ручка регулятора газового; 6- электромагнитный клапан; 7- горелка с коллектором; 8- теплообменник; 9- датчик перегрева воды; 10- датчик по тяге; 11- газоотводящее устройство (ГОУ); 12- электрод электронного розжига горелки; 13- электрод контроля пламени ионизационный; 14- отсек батарейный; 15- блок управления электронный; 16- индикатор цифровой температуры горячей воды; 17- окно смотровое; 18- микровыключатель; 19- входной патрубок водяного блока (подвод воды) с фильтром; 20- входной патрубок газового блока (подвод газа) с фильтром; 21- отвод воды; 22- клапан предохранительный, 23- датчик температуры горячей воды

Теплообменник для газовой колонки – это самая важная деталь. Он состоит из полых трубок, по которым циркулирует вода. За счет паров от горящего газа она нагревается.

Теплообменник для газовой колонки «Вектор» делается из меди, поэтому жидкость нагревается быстро.

Любой газовый водонагреватель «Вектор» имеет функцию электроподжига. Это удобно и безопасно, так как отсутствует постоянный запальник. После открывания крана с водой включается водогазовый узел. При достаточном напоре воды водяной узел газовой колонки открывает клапан и обеспечивает подачу газа.

В газовой горелке происходит сгорание топлива.

После этого продукты сгорания поступают в газоотвод. Если газовая колонка бездымоходная, нет необходимости подключать ее к общему дымоходу. Но при отсутствии тяги датчик сразу отключает прибор.

Важной деталью является датчик перегрева. Он не дает колонке перегреться. Установлен датчик температуры на теплообменнике, при нагреве воды до 800 он отключает прибор.

Для обеспечения безопасной работы нужна мембрана. Она отключает прибор, когда кран с водой закрывается.

Некоторые модели имеют дополнительные датчики, клапан для сброса давления.

Справка! Этот водонагреватель работает даже при низком напоре воды и газа.

Системы безопасности

Современные газовые колонки состоят из множества систем безопасности. К ним относятся:

• Системы контроля тяги – состоит из датчика, находящегося вблизи дымохода. Если тяги нет, датчик запретит запуск колонки;
• Системы контроля газа – здесь используются термоэлемент или ионизационный контроль пламени. Суть этих систем заключается в том, чтобы отключить подачу газа при потухании колонки. Для систем ионизационного контроля необходимо дополнительное питание, а термоэлемент производит механическое отключение колонки;
• Защита от перегрева – если по каким-то причинам температура нагрева превысит критическое значение, сработает предохранительный клана.

Системами контроля газа оснащаются даже самые дешевые аппараты, а для более дорогих моделей характерно наличие многоступенчатых систем безопасности.

Как проверить тягу

Здесь имеются в виду газовые колонки открытого типа. Усовершенствованные модели включают в себя автоматическую систему безопасности. Если тяга исчезла во время применения аппарата или полностью отсутствует, то он не будет работать.

Тем не менее, безоговорочно полагаться на автоматические системы не стоит. Нужно уметь проверять наличие тяги. У специалистов газовой службы для этого имеются специальные измерительные приборы, которые проверяют силу движения воздуха.

Для самостоятельной проверки используются следующие способы:

• Снять часть прибора, которая находится слева. Поднести к дымоходу маленькую полоску бумаги. При наличии движения воздуха, бумагу будет слегка засасывать внутрь.
• Поджечь спичку и расположить руку с ней рядом со смотровым окном. Оно находится на передней панели. Если пламя засасывается, то тяга имеется.

https://youtube.com/watch?v=jLIsu1luook%3Ffeature%3Doembed

Важно! Имеются случаи, когда с дымоходом все в порядке, но тяги нет. Это связано с отсутствием поступления воздуха на кухню. Для проверки исправности, двери и окна в комнате закрываются.

В какое время необходимо включать колонку

Здесь все зависит от типа включения колонки.

В инструкции к устройству указывается:

• Колонки с отсутствием фитиля. Работают на автомате. Инструкция по эксплуатации газовой колонки говорит о том, что она разжигается сама после открытия крана горячего водоснабжения. При отсутствии напора, классические марки не осуществляют работу. Усовершенствованные модели включаются при небольшом давлении воды.
• С фитилем, который горит на постоянной основе. Инструкция по эксплуатации газовой колонки говорит о том, что включать ее необходимо в утреннее время. Пользователи разжигают фитиль в первой половине дня и оставляют в таком состоянии до вечера.

https://youtube.com/watch?v=i07OVkIGerM%3Ffeature%3Doembed

Правила использования

Если колонка открытого типа, то стоит придерживаться следующих рекомендаций:

• Во время установки колонки, стоит позаботиться о вентиляции;
• Категорически запрещается включать устройство, если в дымоходе отсутствует тяга;
• Не нужно оставлять прибор включенным, если дома никого нет;
• Нельзя самостоятельно менять конструкцию;
• Не нужно оставлять вентиль в открытом состоянии, если горелка не запалена.

Важно! Заниматься переустановкой газовой колонки может только профессионал.

Как колонка функционирует?

Принцип работы проточного газового водонагревателя вкратце:

• газ сгорает и продуцирует тепло;
• тепловая энергия подогревает теплообменник, который, в свою очередь, передает тепло воде;
• подогретый водный поток подается в трубопровод;
• продукты горения выводятся при помощи дымохода.

Это, конечно, упрощенная схема, для общего понимания, как работает любой проточный газовый водонагреватель (например, FAST EVO ONT B 11L).

Также не лишним будет узнать, что происходит при пуске и выключении воды:

Эти 2 столбца уже более подробно отражают принцип действия газовой колонки, когда вода включена и после ее выключения. А как же в аппарате возникает огонь, который греет воду? Об этом – ниже в разделе.

Устройство современных газовых колонок

На данный момент в торговой сети можно приобрести бытовые водонагреватели двух типов:

• 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.
• С закрытой камерой сгорания (иначе – турбированные или наддувные). Здесь воздух в зону горения нагнетается принудительно посредством вентилятора.

Водонагреватель на кухне в квартире (фото слева) и в котельной частного дома

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:

Сейчас вместо горящего фитиля все чаще используются запальные электроды, поджигающие газ электрическим разрядом

Теперь о том, как устроена турбированная версия водогрейной колонки с закрытой камерой сгорания. По конструкции она схожа с атмосферной, но имеет следующие отличия:

• Вместо обычной горелки с ручным управлением устанавливается ступенчатая либо модуляционная, меняющая интенсивность пламени в автоматическом режиме.
• Воздух для горения подает вентилятор, чья производительность регулируется контроллером (электронным блоком).
• Система розжига – полностью автоматическая, действующая от электросети или гидрогенератора.
• 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:

В таких аппаратах все функции полностью автоматизированы, а желаемая температура воды выставляется на ЖК-дисплее

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.

• 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).
• 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.
• Движение штока также заставляет отжаться пружину механического клапана, вследствие чего тарелка отходит от седла, и канал подачи газа к коллектору становится открытым.
• Электромагнитный клапан, получив питание от батареек, открывается и не препятствует прохождению газа через пружинный клапан по направлению к коллектору.
• 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.

По аналогии срабатывает и реле, которое размещено на патрубке для отвода нагретой воды из теплообменника. Когда вода нагреется до 90°С, а это считается критическим уровнем, то цепь питания электронного блока будет разорвана.

Работа при выключении воды

Когда подача воды отключается, происходит следующее.

• Происходит уравновешивание давления в камерах «лягушки». Возвращение мембраны из резины на место вызывает движение тарелки, подсоединенной к толкателю в соответствующем направлении до начального положения.
• При возвращении штока освобождается тарельчатый клапан, надежно перекрывающий подачу горючего.
• В это же время толкатель начинает прижим пластины выключателя, вследствие чего происходит разрыв цепи, питающей модуль управления.
• Поскольку электромагнитный клапан после отключения управляющего блока не получает электричества, то он также закрывается.

Таким образом, отключение воды вызывает запуск цепочки процессов, которые в автоматическом режиме выключают водонагревательный аппарат. Для наглядности на фото ниже показаны основные узлы агрегата (вид снизу), влияющие на его работу (нумерация сохранена и добавлена новая позиция, под номером 40 – толкатель микровыключателя).

Основные узлы колонки газовой

Информационный дисплей (38) также подключен к электронной схеме управления водонагревателем и температурным датчиком (39) на выходном патрубке с помощью нескольких проводов. Дисплей играет только информационную роль и не участвует в работе и настройке газового водонагревателя.

Агрегат способен работать и при отключенном ЖК дисплее, например, после снятия внешнего кожуха, на котором он закреплен.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что газовая колонка является достаточно сложным и надежным при эксплуатации аппаратом. За многие годы существования данных агрегатов, их конструкция изменилась ненамного, разве что для более удобного управления в аппаратах стали использоваться электронные узлы управления и контроля.

https://youtube.com/watch?v=—nsb1QhsZE

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:

• На первом этапе пользователь поджигает запальник, находящийся в смотровом окне и направленный в сторону основной горелки.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

https://youtube.com/watch?v=QRT7BSSCRiU%3Ffeature%3Doembed

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.

Схема работы водогрейного аппарата, не оборудованного фитилем

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.

Включение прибора

Первым этапом является установление элементов питания. Для этого откройте отсек для батареек и установите их, соблюдая полярность. Затем нужно открыть вентиль холодной воды и газовый. Откройте на ближайшем из смесителей кран с горячей жидкостью.

В момент, когда жидкость протекает через водяной узел, происходит искровое возгорание и, благодаря этому, зажигается горелка. Если включение происходит впервые или после длительного простоя, в газовой магистрали  возможно скопление воздуха, для того, чтобы его удалить, понадобится несколько раз открывать смеситель с удержанием на минуту, а затем закрывать.

Если  загорание горелки происходит, нужно повернуть рычаг регулировки водяного напора (расположена справа) вправо, это даст возможность включить устройство Vektor JSD 20, когда понизилось давление жидкости в системе.

Совместимость деталей

Покупая запчасти для газовых колонок Нева, вы можете рассчитывать на их совместимость. Во всяком случае, теплообменники здесь практически идентичные. Что касается других производителей, то они используют свои детали, поэтому на совместимость можно особо не рассчитывать. Лучше всего покупать запчасти, которые на 100% подходят к той или иной газовой колонке.

Зная устройство такой простой газовой колонки, как Нева, вы сможете разобраться и с другими колонками, в том числе и импортными. Все они построены по единому принципу, отличаясь только некоторыми деталями. Справившись с ремонтом самого простого аппарата, вы справитесь с ремонтом более сложной и дорогой газовой колонки.

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.

https://youtube.com/watch?v=RSV63eEiGpQ%3Ffeature%3Doembed

Указания по монтажу и обвязке

Перед креплением и подсоединением колонки своими руками купите 3 шаровых крана – один газовый, 2 водопроводных плюс соединители с накидной шайбой – американки. Диаметр арматуры – ½” (Ду15). Элементы крепежа поставляются в комплекте водонагревателя.

Обвязка водонагревателя с коммуникациями частного дома

Рекомендация. Если на вводе холодного водоснабжения отсутствует фильтр, приобретите грязевик и поставьте перед входным патрубком аппарата.

Как самостоятельно установить колонку:

• Приставьте нагреватель к стене в выбранном месте, разметьте очертания корпуса. Измерив расстояние до точек крепления, просверлите отверстия. Смонтируйте кронштейн либо поставьте крюки (способ подвеса зависит от модели агрегата).
• Прикрепите водонагреватель, установите дымовую трубу согласно правилам. Вход круглого канала в кирпичную шахту выполняйте с помощью переходника, стык уплотните асбестовым шнуром.
• К штуцерам прибора прикрутите американки, затем краны. Будьте внимательны, не перепутайте газовый патрубок с водяным.Некоторые производители указывают на корпусе назначение штуцеров, в общем случае ориентируйтесь по заводской инструкции
• Подсоедините холодный и горячий водопровод, откройте общий вентиль и таким образом проверьте герметичность стыков. Если протечки отсутствуют, подключайте газовую трубу, предварительно смазав уплотнительную прокладку солидолом.
• Испытайте газопровод на проницаемость – откройте отсекающий кран и обмыльте соединения губкой. В месте утечки появятся пузыри.

Запуск и проверка нагрева воды на ГВС делается согласно инструкции производителя, но только после принятия прибора в эксплуатацию представителем организации – поставщика. Когда требуется заменить аппарат, процедура начинается с демонтажа, дальше работы ведутся в аналогичном порядке.

Замечание. Разрешается подводить воду и газ к аппарату гибкими шлангами длиной не более 2. 5 м. Но при такой схеме подключения возрастает число стыков, лучше присоединять трубы к нагревателю напрямую, через краны и американки.

Монтаж бездымоходной (турбированной) версии колонки с автоматическим розжигом отличается способом прокладки газохода – горизонтально сквозь стену наружу. Двустенная коаксиальная труба ставится с небольшим уклоном в сторону улицы, чтобы стекал образующийся конденсат. Аппарат нужно подключить к электросети и заземлить – смонтируйте рядом розетку, запитанную через автомат номиналом 8 А, как показано на схеме.

Достоинства и недостатки

Для полного представления о приборе стоит рассмотреть преимущества турбированных газовых колонок перед классическими приборами:

• Нагнетание воздуха вентилятором позволяет водонагревателю работать внутри помещения без вентиляции. Попадающие в камеру сгорания воздушные массы предварительно прогреваются о стенки коаксиального дымохода, за счет чего увеличивается КПД.
• Закрытая камера не отдает тепло внутрь комнаты, что актуально летом в жаркие дни.
• Кислород в помещении не выжигается за счет нагнетания воздуха с улицы.
• Из закрытой камеры внутрь помещения не попадают продукты горения. Исключена возможность загазирования.

Человек, приобретающий колонку, должен знать недостатки турбированного прибора:

• Газовый водонагреватель с турбонаддувом энергозависим. Без напряжения не работает вентилятор и электрический розжиг. Для пользования прибором во время отключения электроэнергии придется дополнительно установить источник бесперебойного электропитания.
• Лопасти и электромотор работающего вентилятора создают специфический шум в помещении.
• Стоимость прибора высока. Самая дешевая модель обойдется минимум в 15 тыс. рублей.
• Перед монтажом колонки потребуется получить разрешение от газовой службы.

Существует еще один нюанс использования газового прибора, связанный с соседями, живущими этажом выше. Вентилятор создает отводящий поток продуктов горения, которые проникают через открытые окна в соседнюю квартиру. Перед монтажом колонки этот вопрос требует согласования.

Преимущества колонок «Вектор»

Газовый водонагреватель «Вектор» был создан с учетом давления газа и воды в России. Эти колонки имеют привлекательный дизайн и такие размеры, которые вписываются даже в маленькую кухню или ванную комнату. Газовое оборудование фирмы соответствует всем стандартам и имеет несколько систем защиты. Именно поэтому колонки «Вектор» так популярны.

Можно отметить такие преимущества их перед другими подобными приборами:

• Невысокая цена, позволяющая установить газовый проточный водонагреватель в любом доме или на даче;
• Стильный дизайн впишется в любой интерьер;
• Пользоваться газовой колонкой очень просто – есть всего два регулятора;
• Переключатель «зима-лето» на некоторых моделях позволяет экономить топливо в теплое время года;
• Наличие электроподжига освобождает от необходимости пользоваться спичками или зажигалками, эта функция также снижает расход газа;
• Работает газовая колонка «Вектор» без дымохода, что дает возможность устанавливать ее в любых нежилых помещениях;
• Работает водонагреватель бесшумно;
• Благодаря наличию любых деталей в продаже вопросов по ремонту не возникает.

Стоит ли гасить фитиль на ночь

Здесь выбор зависит от типа водонагревателя. В колонках с фитилем, который регулярно во включенном режиме, это необходимо. Благодаря выключению существенно экономятся траты на газ.

Беспокоится о том, что в ночное время может возникнуть авария не стоит. Прибор работает безопасно. В руководстве по использованию газового автоматического нагревателя ничего не говорится о выключении горелки на ночь. У устройства имеются степени защиты от возгорания горелки.

Отключать фитиль в газовой колонке стоит только при видимых признаках неисправности, а именно: сбоев в работе, наличии хлопков, а также если горелка потухла самостоятельно во время работы. При наличии таких проблем, стоит выключить газ и позвонить в аварийную газовую службу.

Дымоход

Так выглядит дымоход, выполненных из гофры. Кольцо имеет сугубо эстетическое значение.

Правильнее назвать эту запчасть для газовых колонок Нева отводом под дымоход. Он обеспечивает сбор продуктов сгорания, направляя их в дымоходную трубу через воздуховод – далее они отправляются на улицу посредством естественной тяги. В некоторых колонках здесь стоит вентилятор, используемый для принудительной подачи воздуха и удаления продуктов сгорания – так устроены колонки с закрытой камерой сгорания.