Принцип работы газовой колонки: как устроен и как работает газовый водонагреватель

О системах розжига и безопасности

В нынешнее время проточные нагреватели снабжаются системами ручного и автоматического розжига. В первом случае искру на запальнике создает пъезоэлемент, включаемый кнопкой на передней панели. Затем фитиль горит постоянно, вне зависимости от того, как газовая колонка работает. Потушить запальник можно, лишь перекрыв подачу горючего.

Электронный розжиг происходит автоматически, при открывании крана ГВС. Искра создается на запальнике от энергии двух круглых батареек, их заряда хватает ориентировочно на год. Фитиль не горит постоянно, он затухает сразу после пуска главной горелки. Таким же способом, но без батареек запальник включается от искры, создаваемой гидрогенератором. Его турбина приводится в движение давлением воды и вырабатывает электроэнергию.

Во всех колонках в соответствии с нормами задействованы следующие средства безопасности:

при отсутствии тяги в дымоходе клапан закроет подачу топлива по сигналу датчика;
при падении давления в газовой магистрали или его отключении сработает газовый клапан;
при затухании пламени сработает соответствующий датчик и топливная магистраль будет закрыта.

С целью сберечь теплообменник газовой колонки многие модели аппаратов дополнительно снабжаются датчиком температуры и предохранительным клапаном.

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»;

Антинакипин – средство для удаления накипи

Разгерметизированный змеевик можно запаять

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.

Чтобы увеличить срок эксплуатации колонки, установите на входе качественный фильтр

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 2021 года.

Устройство агрегата

Газовые водогрейки, независимо от фирмы производителя, имеют похожие составляющие, наличие которых у разных моделей может отличаться незначительно. Для примера, можно рассмотреть устройство газовой колонки Нева.

Устройство аппарата снаружи

Схема газовой колонки приведена на рисунке ниже.

Схема газовой колонки

Передняя часть и боковины водонагревателя закрываются кожухом из металла (1). На фасаде аппарата имеется смотровое окно (2) для визуального контроля за работой агрегата. Под окошком располагаются регуляторы: ручка, регулирующая расход газа (3) и регулятор расхода воды (4). Между ручками располагается ЖК дисплей (5), который отображает значение температуры воды, подающейся к потребителю.

В самом низу аппарата располагаются патрубки для подачи воды и ее вывода, а также для подачи газа. На правой стороне водонагревателя имеется патрубок (6), к которому подключается холодная вода из водопровода, а слева – подсоединяется труба (7) для отвода нагретой жидкости. Рядом с ней, но немного ближе к центру, имеется патрубок (8). К нему подключается шланг, соединяющий колонку с газовой магистралью, а в некоторых ситуациях — к баллону с газом. На самом верху водогрейки, находится фланец (9) для подсоединения газоотводной трубы (дымохода).

Все элементы агрегата закрепляются на металлической основе (10), выполняющей функцию задней стенки аппарата. На ней проделано 2 отверстия для подвешивания агрегата на стену с помощью кронштейнов.

Внутреннее устройство агрегата

Теперь рассмотрим, как устроена газовая колонка изнутри, при снятом внешнем кожухе. Как уже было сказано выше, патрубки под номерами 6, 7 и 8 предназначены для подсоединения холодной воды, отвода нагретой и подключения газа.

Водяной блок агрегата (12) соединяется с патрубком подачи воды (6). Из водяного блока выходит шток (13), на котором крепится ручка для регулировки напора воды. Ниже располагается цилиндрическая деталь (14), имеющая на стенках насечку. Она выполняет функцию пробки, извлекаемую для слива жидкости с аппарата, если потребуется его ремонт. Также пробка имеет предохранительный клапан, открывающийся при избыточном давлении в водопроводе.

В центре агрегата находится блок электронного управления (16). От него в разные стороны выводятся провода, идущие к различным элементам агрегата и датчикам.

Устройство колонки изнутри

Слева, симметрично блоку воды — размещен газовый (17). Оба модуля и собраны так, что представляют собой единую конструкцию. Из него, как и из водяного, выходит шток (18) для настройки подачи газа. Посередине между газовым патрубком и регулирующим краном расположен клапан (19) (электромагнитный).

Также на газовом блоке имеется микровыключатель (15), который прижимается специальным толкателем, когда он выключен. Выше можно увидеть коллектор (20), соединенный с газовым блоком с помощью патрубка, одетого на фланцы. Коллектор крепится к корпусу с помощью 2 винтов (21). В задней части коллектора располагаются сопла. Через них подается газ на горелку (22), имеющую 10 рядов. На передней части коллектора закреплена пара элементов, схожих по внешнему виду, но выполняющих разные роли. Справа – искрообразующая свеча (23), разжигающая горелки, а слева – датчик пламени (24).

Выше коллектора находится теплообменник из меди (25). Он как раз и отдает тепло, полученное от сгорания газа, проходящей через него воде. Справа к теплообменнику подсоединяется водяной узел (26), а с левой стороны — патрубок для отвода нагретой воды (27). Крепится модуль теплообмена к корпусу агрегата с помощью 2 винтов (28). На патрубке для отвода нагретой воды установлено 2 датчика. Верхний (29) защищает водогрейку от перегрева, а тот, что ниже (30) — служит в качестве термометра. От него идут провода к ЖК дисплею, закрепленному на кожухе агрегата.

Наверху аппарата установлено устройство для отвода отработанных продуктов горения (31). Благодаря системе различных по форме перемычек, поток горячих отработанных газов направляется в сторону канала дымохода. Слева установлен датчик тяги (32), имеющий связь с датчиком перегрева (29) посредством электрической цепи. Внизу корпуса водонагревателя находится блок (34) для 2-х элементов питания (батареек). Для крепления внешнего кожуха аппарата с двух сторон корпуса имеются места для вкручивания винтов (33).

Вам может быть интересно: как отремонтировать газовую колонку.

Разновидности проточных приборов

Проточные водонагреватели по принципу работы принято делить на две разновидности:

Напорные модели
. Различают варианты с верхним и с нижним подключением. Все они начинают работать автоматически, как только появляется напор воды (отсюда и название), и могут обслуживать несколько кранов. Напорная модель устанавливается путем врезки в трубу, поэтому монтаж должен проводить специалист. Напорный водонагреватель востребован в тех домах, где отсутствует централизованное водоснабжение. Для того, чтобы с комфортом принять душ, потребуется аппарат с мощностью от 8-12 кВт.
Безнапорные проточные модификации
. Такие агрегаты устанавливается на каждый кран, их мощность не превышает 8 кВт, поэтому использовать их интенсивно и регулярно нецелесообразно. Безнапорные водонагреватели оснащаются кухонной или душевой насадкой; наиболее выгодно они себя проявляют в загородных жилищах сезонной эксплуатации.

Наиболее распространенные поломки

Антинакипин – средство для удаления накипи

Разгерметизированный змеевик можно запаять

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.

Чтобы увеличить срок эксплуатации колонки, установите на входе качественный фильтр

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

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.

Газовая колонка

Плюсы

Работающая колонка способна обеспечивать дом горячей водой неограниченный период времени. Как только пользователь открывает кран, он сразу же получает теплую воду до того момента, пока не перекроет вентиль.
В современных колонках имеется электронное управление, позволяющее контролировать интенсивность горения, в результате чего изменения давления воды в трубах не влияет на конечную температуру воды, поступающей из крана.
Колонки отличаются небольшими габаритами, поэтому они часто покупаются для ванной или кухни маленькой площади.
Современные колонки является высоконадежными аппаратами. Для обеспечения безопасности их работы в колонках предусмотрено множество датчиков.

Минусы

Газовые колонки значительно проигрывают бойлерам по показателям КПД.
Мощности устройства может не хватать для обеспечения равномерной подачи воды на две точки. К примеру, если колонка маломощная, горячая вода будет поступать лишь на один кран. Среднемощные аппараты позволяют выполнить подачу воды на два крана, однако напор будет неравномерным.
Для своей работы колонка требует наличие дымохода и хорошей вентиляции помещения.
Многие колонки плохо функционируют при изменении давления газа или воды.
При открытой камере сгорания уменьшается содержание кислорода в помещении.
Если зимой вода в трубах слишком холодная, колонка часто не справляется с ее нагревом.
Из-за плохого качества воды газовые колонки приходится регулярно очищать от накипи.
Монтаж оборудования, работающего на газе, является довольно хлопотным и дорогостоящим делом. Для него требуется наличие проекта и его согласования, после чего установкой и подключением должна заняться организация, у которой есть лицензия на такие действия.

Основные неполадки и способы их исправить

Говоря о строении и принципах действия бытовой газовой колонки, а также о датчиках, встроенных в неё, стоит вкратце упомянуть о возможных сбоях и неполадках. Здесь мы не будем останавливаться на полном ремонте или замене колонки, а быстро пройдёмся по всем элементам, перечисленным в описании горелки, и опишем их неполадки, а также способы справится с ними своими руками.

Как уже упоминалось, основной элемент колонки — газовая горелка. Зачастую горелка гаснет из-за срабатывания датчиков безопасности, о которых мы уже говорили. Частые проблемы, которые приводят к такому сценарию — это загрязнение теплообменника сажей и накипью.

Причина слабого напора — образование накипи в трубах теплообменника. В таком случае, нужно снять теплообменник, и промыть трубы специальными жидкостями для удаления накипи.

На этом фото изображен загрязненный теплообменник. В данном случае нужно его снять и вычистить сажу. Если колонка размещена недалеко от кухонной плиты, возможно также загрязнение теплообменника пищевыми жирами

Если сгорание газа происходит не полностью, или же колонка долго эксплуатируется, в камере накапливается сажа с внешней стороны, что значительно понижает теплопроводность и качество нагрева воды.

Чтобы больше узнать о причинах слабого напора и тонкостях выполнения чистки, переходите, пожалуйста, по этой ссылке.

Если газовый клапан не открывается из-за слабого напора подаваемой воды, нужно извлечь фильтр, проверить насколько он забит и в случае необходимости – промыть. Если же недостаточный напор воды или газа, придется обращаться в соответствующую государственную службу.

Если протекает вода непосредственно из колонки, это значит, что нарушена герметичность в трубах. Необходимо разобрать их и заменить уплотнительные элементы. В случае необходимости, придется заменить сами трубы.

Отдельно стоит напомнить о неисправности водяной мембраны. Если колонка находится в эксплуатации долгое время, мембрана водяного узла изнашивается и её чувствительность значительно падает. Она перестаёт реагировать на низкое давление воды, и, соответственно, не даёт сигнала о том, что нужно зажечь горелку. В лучшем случае, ее следует менять раз в 5-6 лет.

Когда мембрана износилась, можно приобрести ремонтный комплект и выполнить замену своими силами. Водяной узел состоит из таких основных элементов, как резиновая мембрана, крышка, корпус и пластиковая тарелка с пружиной

Иногда проблема также в штоке, который двигается мембраной, его тоже можно заменить при необходимости, ведь существуют специальные ремонтные комплекты для этого.

Чтобы лучше разобраться с устройством своей модели газовой колонки, нужно внимательно изучить инструкцию к использованию и паспорт объекта. Это не только сэкономит ваше время и нервы, но и само по себе улучшит понимание того, как работает данный прибор.

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.

Если в силу разных причин произойдет отрыв пламени горелки и она потухнет, то сработает термопара и клапан прекратит подачу газа. То же случится при исчезновении тяги в дымоходе по сигналу соответствующего датчика. Подробнее о действии агрегата рассказано на видео:

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.

Колонка не разжигается изначально

Прежде чем лезть внутрь водонагревателя, стоит выполнить ряд элементарных действий:

Замените батарейки и почистите контакты в отсеке питания.
Убедитесь в наличии естественной тяги дымохода и нормального напора в системе холодного водоснабжения.
В колонке с турбонаддувом, питающейся от сети, проверьте предохранитель. Импортный агрегат попробуйте переключить, перевернув вилку в розетке – некоторые модели чувствительны к расположению фазы.
Прочистите фильтр–грязевик, установленный на трубе подачи холодной воды. Иногда сеточка на входе предусмотрена самой конструкцией водонагревателя.
После открытия смесителя ГВС понаблюдайте за запальными электродами – на них должна проскакивать искра. В турбированном аппарате с закрытой камерой явственно прослушивается щелканье разрядов.

Ремонт нагревателя начинается с прочистки электродов и установки рабочих батареек

Перечисленные мероприятия не дали результата? Тогда снимайте кожух колонки и переходите к поиску неисправности, следуя пошаговой инструкции:

Откройте горячую воду (попросите помощника) и следите за перемещением штока, который должен отодвинуть нажимную пластину от кнопки микропереключателя. Если толкатель не движется, причина 100% кроется внутри водяного блока. Придется его разобрать, почистить и поменять мембрану.
Шток давит на пластину, но кнопка остается нажатой. Вероятно, ход толкателя уменьшился из-за накипи внутри «лягушки», которую нужно вскрыть и вычистить.
Толкатель движется, кнопка отключается, но искрообразование отсутствует. Наверняка виноват микропереключатель, диагностируемый следующим образом: отключите его разъем и замкните 2 клеммы отверткой. Если переключатель вышел из строя, то после прямого замыкания на электродах появится искра.
Разряд проскакивает на одной игле, вторая безмолвствует. Вытащите из корпуса электрода кабель высокого напряжения, слегка подрежьте и вставьте обратно.
«Лягушка» функционирует, микровыключатель срабатывает, электроды искрят, но розжига не происходит. Значит, не подается газ – электромагнитный клапан закрыт. Виновники разрыва цепи – датчики тяги и перегрева, для проверки их нужно поочередно замкнуть с помощью провода. Еще вариант – обрыв либо перелом подводящих жил, диагностируется путем прозвонки мультиметром.

Замыкать нужно разъем, подсоединенный к импульсному блоку, а не штекер микропереключателя

В некоторых моделях газовых проточных колонок, управляемых электроникой, запуском ведает специальный датчик протока. Действует по принципу концевого выключателя — вода пошла, цепь замкнулась. Диагностика проста: откройте вентиль ГВС и прозвоните контакты элемента омметром либо лампочкой – она должна загореться. Алгоритм полной проверки водонагревателя демонстрируется мастером на видео:

Как заменить мембрану

Процедура замены резиновой (или силиконовой) диафрагмы мало отличается на колонках разных производителей. Чтобы самостоятельно снять и разобрать водогазовый узел, понадобится стандартный инструмент – рожковые ключи, отвертки и пассатижи. Порядок работ следующий:

Перекройте краны газа и холодной воды на подводящих трубопроводах, снимите кожух аппарата.
Отсоедините патрубки водопровода и подачи топлива.
Открутите от «лягушки» трубку теплообменника (находится справа), уберите в сторону либо отключите мешающие провода.
Отвинтите крепление блока к корпусу и снимите узел в сборе.
Разберите мембранный блок, раскрутив 4—8 крепежных винтов. Вытащите негодную диафрагму и поставьте запасную, предварительно очистив внутренности камеры от накипи и грязи.

Механизм разбирайте внимательно, дабы не потерять уплотнительные прокладки либо резиновые кольца. Сборку производите в обратном порядке, после присоединения газовой трубы испытайте надежность стыков методом обмыливания.

На устаревших колонках с фитилем и термопарой мембрана меняется по той же технологии. Разница – в ориентации и расположении водного узла – здесь блок стоит вертикально, как показано на фото.

Распространенные неисправности

Как и любое газоиспользующее оборудование, водогрейная колонка должна обслуживаться и ремонтироваться специалистом в данной области. Но есть ряд простых неисправностей, которые хозяин частного дома или квартиры может устранить самостоятельно. Чаще всего у проточных водонагревателей встречаются такие неполадки:

Не поджигается запальник.
Фитиль горит, но после открывания крана основная горелка не включается или поджигается, но тут же затухает.
Наблюдается недостаточный нагрев воды.
Вода начинает капать из нижней части корпуса.

Причин возникновения перечисленных симптомов может быть много, но мы укажем наиболее очевидные, которые пользователь может устранить своими руками.

Тягу в дымоходе нужно проверять регулярно, как это показано слева. Справа — очистка теплообменника от накипи, когда колонка не греет воду.

Причиной затухания горелки может стать:

отсутствие тяги в дымоходном канале;
неисправность датчика тяги либо нарушение контакта в его проводке;
негерметичная мембрана водяного узла;
засор фильтра на входе (при наличии).

Низкая температура выходящей воды, что бывает спустя несколько лет эксплуатации, обычно связана с появлением накипи в теплообменнике и его придется промывать. А вот капли воды из-под корпуса говорят о негерметичности какого-либо соединения, предохранительного клапана или самого теплообменника. Причина – перегрев аппарата в момент отключения воды.

Неисправность с перегревом присуща атмосферным газовым колонкам. Механизм такой: когда резко перекрывается вода и горелка отключается, теплообменник остается горячим, в нем происходит вскипание и образуется пар. Если ситуация постоянно повторяется, то пар в конце концов прорывается наружу, нарушая наиболее слабое уплотнение. Отсюда рекомендация: в подобных аппаратах нужно сначала отключать газ, а потом перекрывать воду.

Внешние элементы колонки

Снаружи газовая колонка состоит из следующих узлов:

Стальной кожух – закрывает переднюю и боковые части колонки. Для визуального контроля горения на передней панели кожуха установлено смотровое окошко. Ниже окна расположены рукоятки регулировки газа и воды. Температуру выходящей жидкости отображает ЖК дисплей.
На передней панели обычно располагаются элементы управления.
Сверху находится патрубок дымохода.
Снизу из-под кожуха выступают патрубки. К одному из них подключают трубопровод ХВС для подачи холодной воды в колонку. Другой – патрубок для отвода нагретой воды. К нему подключают трубопровод ГВС. Третий патрубок служит для подвода газа. Сверху из-под кожуха выступает патрубок для подсоединения дымохода.

Задняя стенка служит основой прибора, так как на нее закреплены все рабочие узлы и кожух. Деталь изготовлена из оцинкованной стали. На задней стенке имеются крепежные отверстия для фиксации колонки к стенке кронштейнами.

Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

О системах розжига и безопасности

Наиболее распространенные поломки