Отсутствие горячей воды в доме или постоянные отключения делают жизнь некомфортной. Но это не значит, что нужно отказываться от теплого душа в прохладный осенний вечер, верно? Установив газовую колонку, как это делает много людей, вы сможете устранить эту проблему. Однако как именно функционирует этот компактный водонагреватель? Справится ли он с поставленной задачей?
В данной статье мы подробно обсудим принцип работы газовой колонки и её конструкцию. Также мы уделим внимание основным возможным неисправностям устройства и методам их устранения. Материал будет сопровождаться наглядными изображениями, схемами и видеоматериалами.
Краткое содержание статьи
Общее строение бытовой колонки
Газовая колонка представляет собой проточный водонагреватель. Это значит, что вода проходит через её систему, нагреваясь в процессе. Но перед тем как углубиться в конструкцию бытового газового водонагревателя, напомним, что его установка и замена связаны с централизованным газоснабжением.
Поэтому обязательно стоит подать заявку в газовую службу вашего региона, приложив к ней необходимые документы. Подробности о нормах и нужных документах вы сможете найти в других наших статьях, а сейчас давайте обратим внимание на устройство.
Хотя модели газовых колонок могут различаться, общая конструкция домашних агрегатов выглядит следующим образом:
- Газовая горелка.
- Запальник или система розжига.
- Вытяжка и соединение с дымоходом.
- Патрубок для дымохода.
- Камера сгорания.
- Вентилятор (во многих моделях).
- Теплообменник.
- Трубопровод для подачи газа.
- Водяной узел.
- Трубки для подачи воды.
- Трубка для отбора горячей воды.
- Передняя панель с контроллером.
Ключевым элементом в колонке является газовая горелка, где поддерживается процесс сгорания газа, способствующий нагреву воды. Она расположена в корпусе, который собирает продукты сгорания, предназначенные для нагрева воды.
Корпус выполнен из металла и закрывает переднюю и боковые стороны колонки. Важно, чтобы материал хорошо проводил тепло, так как эффективность нагрева во многом зависит от его теплопроводности.
Внутри корпуса находятся конструктивные элементы газовой колонки. Приведённое изображение демонстрирует газовое оборудование закрытого типа.
На верхней части устройства располагаются вытяжка и дымоход, которые позволяют продуктам сгорания покидать колонку и помещение. Их конструкция зависит от типа колонки — открытого или закрытого, о чем будет рассказано ниже.
Трубки в виде змеевика расположены внутри корпуса, проходя через которые, вода нагревается под воздействием горячих газов. Эта система труб называется теплообменником. Внизу находятся два трубопровода: справа — для подключения холодной воды из сети, слева — для ведения горячей воды.
Часто между водопроводной сетью и газовой колонкой устанавливают фильтр, который контролирует жесткость воды. Без такого фильтра накипь может накапливаться в колонке при высоких температурах. Перед тем как войти в колонку, вода проходит через водяной узел, который выполняет роль связующего элемента между потоком воды и газом. О его функции мы расскажем поподробнее чуть позже.
Горящая газовая горелка, оснащенная электрическим зажиганием и датчиком пламени, играет важную роль в работе устройства. Об их функциях мы также обсудим позже.
С помощью еще одной трубки, расположенной внизу, колонка подключается к газовой магистрали.
Передняя панель с управлением содержит регуляторы, позволяющие контролировать расход газа и воды. В зависимости от модели это могут быть как простые ручки, так и ЖК-дисплеи, отображающие различные параметры колонки, включая информацию о возможных неисправностях.
Как действует газовая колонка?
Теперь давайте рассмотрим принцип работы газовой колонки в форме простого алгоритма:
- Когда вода проходит через водяной узел, мембрана напрягается и поднимает шток, который соединен с газовым клапаном;
- Затем клапан открывает подачу газа к основной горелке;
- Газ зажигается с помощью электрода или запальника, сгорает и нагревает воду, которая пропускается через трубы теплообменника;
- Нагретая вода подается к крану через левую трубку;
- Продукты сгорания выводятся через дымоход или вытяжку — здесь наблюдается принципиальная разница между колонками открытого и закрытого типов, о чем мы расскажем ниже.
При этом мощность пламени и поток воды, проходящий через колонку, можно регулировать с помощью управляющих элементов на передней панели.
Теперь давайте подробнее остановимся на процессе зажигания горелки и связи с уже упомянутым водяным узлом.
Структурные элементы и принцип работы водяного узла. В простонародье его называют «лягушка». На схеме стрелками обозначено направление движения газа и воды.
Методы зажигания газа
Газовые колонки могут работать по одному из трёх методов зажигания газа. Как видно на схеме, во всех трёх случаях сигналом для активации основной горелки служит реакция водяного узла (лягушки).
Вот три метода зажигания:
- при помощи пьезоэлемента;
- от батареек;
- с помощью вращения гидротурбины.
Зажигание с помощью пьезоэлемента — это ручной процесс, который требует нажатия кнопки на передней панели. При нажатии происходит замыкание пьезоэлемента, который вызывает пламя запальника. Впоследствии запальник поджигает основную горелку после получения сигнала от штока, который двигается в результате потока воды.
Запальник продолжает работать, пока его не выключат вручную. Это может приводить к повышенному расходу газа и образованию накипи в трубах. Одним из вариантов газового проточного водонагревателя с ручным розжигом является Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.
На схеме газовой колонки с пьезорозжигом обозначены основные конструктивные элементы, находящиеся внутри корпуса, а также кнопки и ручки снаружи.
Некоторые модели газовых колонок работают на батарейках. В этом случае поджиг происходит от электрической искры после сигнала от штока. Вместо запальника в таких колонках используются электроды, которые непосредственно инициируют горение основной газовой горелки.
Однако батарейки необходимо менять примерно раз в 10 месяцев, а при интенсивном использовании — раз в 2 месяца, чтобы избежать неожиданных проблем. Одним из примеров таких колонок на батарейках является Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.
В некоторых случаях зажигание происходит за счет вращения гидротурбины (благодаря потокам воды). Процесс также начинается от электрической искры, но в этом варианте нет необходимости менять батарейки, так как турбина сама вырабатывает электричество во время протекания воды.
Тем не менее, для активации гидротурбины необходимо давление в трубах не менее 0,3 бар. Такого давления нет во всех домах. В России и ряде других стран СНГ нежелательно покупать такие колонки из-за нестабильного давления воды. Одной из моделей, которые используют этот метод, является газовая колонка Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, которая стоит значительно дороже двух вышеуказанных.
Конструкция водяного узла колонки
Структура водяного узла представляет собой особый интерес. Вы можете увидеть её на схеме ниже, подписи к деталям находятся под изображением. Остальные обозначенные элементы служат для крепления.
Примерные элементы ремкомплекта водяного узла газовой колонки марки «Нева»: 1) силиконовая мембрана диаметром 54 мм; 2) сальник для подвода холодной воды 19х14х2,5 мм; 3) сальник сливного клапана 10х6х2 мм; 4) сальник для регулятора расхода воды 14,5х9,5х2,5 мм — 2 детали; 5) сальник для уплотнения штока резьба М 12 х 1 5,34х1,78х1,78 мм — 2 детали; 6) сальник для уплотнения втулки штока М 12 х 1 14х11х1,5 мм; 7) сальник для регулировки подмембранного давления 6,4х2,6х1,9 мм; 8) сальник для регулировки потока воды 7хх3,2х1,9 мм; 9) сальник соединения водяного и газового узлов 27,5х23,5х2 мм; 10) сальник соединения водогазового узла с горелкой 18х13х2,5 мм; 11) сальник датчика температуры воды 10х6х2 мм.
Ключевыми рабочими компонентами являются шток и диафрагма, которая заставляет его двигаться, когда в нижней части начинает течь вода. Шток открывает клапан и пропускает газ в горелку, который затем поджигается.
Также имеется шарик из ПВХ, который выполняет функции предохранителя. Он блокирует подачу газа при резких скачках давления в водопроводе — таких как гидравлические удары, о которых мы тоже ещё поговорим.
Тип камеры сгорания
Карманы сгорания в газовых колонках делятся на два типа: с открытой и закрытой камерой.
Колонки с открытой камерой сгорания имеют воздухообмен с горелкой, а продукты сгорания отводятся в вытяжной канал.
Эти модели проще в исполнении, чем турбированные, о которых пойдет речь ниже, и, как правило, работают практически бесшумно, без потребности в электричестве. Однако из-за открытого компонента связи между камерой и помещением существует риск загрязнения воздуха в помещении при неэффективной работе вытяжки.
Колонки с закрытой камерой сгорания относятся к турбированным. Они имеют герметичную камеру сгорания, а также каналы для заборного и сбросного воздуха. Воздух подается туда вентилятором через коаксиальные трубы и уходит на улицу через дымоход совместно с продуктами сгорания.
Газовые колонки нового поколения, как правило, работают в полностью автоматическом режиме. В таких устройствах практически отсутствуют ручные элементы управления, а датчики, отвечающие за тягу и температуру, отличаются повышенной чувствительностью. Эти конструкции считаются «современными» и предлагают более высокий уровень безопасности.
На предыдущих изображениях была показана газовая колонка с закрытой камерой сгорания. В следующем визуальном примере вы можете увидеть рядом две колонки различных типов. Хотя у них множество общих компонентов, методы отведения продуктов сгорания заметно различаются.
Сравнение камер сгорания в колонках. Слева расположена камера открытого типа. Справа — газовая колонка с закрытой камерой, в которой воздух поступает внутрь при помощи вентилятора.
Основные характеристики колонок
Теперь давайте рассмотрим практическое применение газовых колонок. Ключевая характеристика — производительность, которая напрямую зависит от мощности, выражаемой в кВт и показывающей количество воды, которую устройство может нагреть за минуту на 25 °C.
Эти данные обычно содержатся в паспорте прибора. Обычная газовая колонка способна нагревать от 10 до 20 литров воды за минуту на 25 °C, хотя это значение может варьироваться.
Следующая важная характеристика современных колонок — модуляция мощности. Она демонстрирует, как мощность устройства может изменяться в зависимости от потока воды и измеряется в процентах от номинальной мощности.
Для реализации модуляции колонка оснащается специальными мембранными арматурами, которые регулируют подачу газа к горелке в зависимости от расхода воды. Нормальным считается диапазон модуляции от 40 до 100% от максимальной мощности устройства.
На представленной схеме изображена модулирующая арматура и принцип её функционирования, схожий с работой водяного модуля и его мембраны.
Датчики безопасности и их значение
Газовая колонка может представлять опасность, так как связана как с газовой, так и с водопроводной системами, каждая из которых может быть потенциально небезопасной.
При возникновении проблем с подачей газа или воды, датчики безопасности автоматически отключают колонку, а специальные клапаны блокируют подачу воды или газа.
Газовые колонки обычно выдерживают давление до 10-12 бар, что в 20-50 раз превышает стандартное давление в трубопроводах. Такие резкие колебания могут произойти, например, из-за гидравлических ударов.
Тем не менее, если давление опустится ниже 0.1-0.2 бар, колонка перестанет функционировать. Перед покупкой важно внимательно изучить руководство и характеристики, чтобы подтвердить, что колонка предназначена для работы с пониженным давлением воды в системах стран СНГ и будет надежной в наших условиях. Также важно проверить, устойчива ли она к резким колебаниям давления, что тоже довольно часто встречается.
На схеме показано зажигание горелки с использованием электрической искры и расположение основных датчиков безопасности газовой колонки.
Современные газовые колонки имеют множество датчиков безопасности, которые могут быть заменены в случае неисправности.
Более подробно о назначении и расположении датчиков читайте в таблице ниже.
| Название датчика | Место расположения и назначение |
| Датчик тяги | Находится в верхней части колонки, соединяющей её с дымоходом. Отключает колонку при отсутствии тяги. |
| Газовый клапан | Находится в трубопроводе для газа. Отключает колонку при низком давлении газа. |
| Датчик ионизации | Находится в камере сгорания. Отключает колонку, если пламя гаснет, когда газ открыт. |
| Датчик пламени | В камере устройства. При отсутствии пламени после зажигания прекращает подачу газа. |
| Клапан сброса | Находится в патрубке подачи воды. Отключает подачу воды при повышении давления в системе. |
| Датчик потока | Прекратит работу колонки если отсутствует поток воды или отключено водоснабжение. |
| Датчик температуры | Находится на трубах теплообменника. Блокирует работу горелки при перегреве воды (обычно срабатывает при температуре выше +85°C). |
| Датчик низкого давления | Не позволит включить колонку при недостаточном давлении воды. |
Основные неполадки и способы их исправить
Обсуждая конструкцию и принцип действия бытовой газовой колонки, а также встроенные в неё датчики, необходимо упомянуть возможные сбои и неисправности. Мы не собираемся подробно рассматривать процесс ремонта или замены прибора, а кратко пройдемся по всем элементам, упомянутым в описании горелки, отметив их недостатки, а также способы их устранения самостоятельно.
Как уже упоминалось, основным компонентом колонки является газовая горелка. Чаще всего проблемы с её работой возникают из-за срабатывания упомянутых ранее датчиков безопасности. Одной из распространенных причин таких проблем является загрязнение теплообменника копотью или накипью.
Плохой напор воды в системе может быть следствием образования накипи в трубах теплообменника. В такой ситуации необходимо снять теплообменник и очистить трубы с помощью специализированных средств для удаления накипи.
На изображении представлен загрязненный теплообменник. В этом случае нужно будет его снять и очистить от сажи. Если колонка установлена вблизи плиты, существует вероятность загрязнения теплообменника жирами.
Если газ не сгорает полностью или колонка работает долго, на внешней стороне камеры может накапливаться сажа, что существенно ухудшает теплопроводность и качество нагрева воды.
Чтобы подробнее понять причины слабого напора и методы очистки, переходите по этой ссылке.
Если газовый клапан не открывается из-за недостаточного напора воды, необходимо вынуть фильтр, проверить его на забитость и при необходимости очистить. В случае недостаточного давления газа или воды стоит обратиться в соответствующие службы.
Если наблюдается течь воды непосредственно из колонки, это свидетельствует о повреждении герметичности в трубопроводах. В таком случае следует разобрать их и заменить уплотнительные элементы, а при необходимости — сами трубы.
Не следует забывать и про неисправность водяной мембраны. Долговременная эксплуатация колонки может привести к износу мембраны, что снижает её чувствительность. Она может перестать реагировать на низкое давление в системе, в результате чего не будет поступать сигнал для работы горелки. Рекомендуется менять её каждые 5-6 лет.
При износе мембраны можно приобрести комплект для ремонта и выполнить замену самостоятельно. Водяной узел включает в себя основные компоненты: резиновую мембрану, крышку, корпус и пластиковую пластину с пружиной.
Иногда проблема также кроется в штоке, который управляет мембраной; его также можно заменить, так как существует специальный комплект для этой цели.
Чтобы лучше понять устройство своей газовой колонки, внимательно изучите инструкцию по эксплуатации и технический паспорт. Это не только поможет вам сохранить время и нервы, но также улучшит ваше понимание работы устройства.
Выводы и полезное видео по теме
Чтобы закрепить понимание конструкции газовой колонки, вы можете посмотреть видеообзор, в котором подробно рассматривается расположение всех её компонентов на реальном примере:
В этом материале мы проанализировали устройство бытовой газовой колонки и принцип её работы. Затем обсудили работу весомых элементов устройства. Зная основные узлы и элементы газового оборудования, а также датчики его системы безопасности, вы сможете самостоятельно диагностировать неисправности. Если проблема будет связана с загрязнением отдельных частей устройства, то вам также удастся выполнить техобслуживание газовой колонки без посторонней помощи.
Если у вас есть предложения по дополнению данного материала полезными рекомендациями или вопросы, которые здесь не были рассмотрены, не стесняйтесь обратиться к нашим экспертам или другим участникам сообщества — форма обратной связи находится ниже.
