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

Устройство и конструкция газовой колонки

Обычная газовая колонка представляет собой металлический короб, который чем-то похож на кухонный шкафчик. К данному коробу подводятся две трубы, соответственно, для водопровода и подачи газа.

Конструкция колонки включает в себя:

• теплообменник;
• основную горелку;
• запальную горелку.

В зависимости от способов розжига горелки, после открытия водопроводного крана срабатывает клапан газовых колонок, который пропускает поток газа в запальную горелку, зажигающую основную. При горении газа выделяется достаточное для быстрого нагрева воды количество тепла, проходящего через теплообменник, сделанный в форме спирали.

После нагрева вода из газовой колонки подается через выходную трубу к открытому крану, к которому ее подключили в процессе монтажа. Продукты горения газа в этом случае удаляются из помещения при помощи дымохода, который выводят на улицу.

В зависимости от используемого запальника, газовые колонки могут быть с ручным, электронным и пьезорозжигом. Первый способ, который является устаревшим, предполагает использование для розжига запальника спичек. Здесь основная колонка будет загораться после того, как будет повернута специальная ручка. Современные же модели обладают более безопасными, практичными и удобными системами электронного розжига, которые способны работать полностью в автоматическом режиме, без вмешательства человека.

Современные газовые колонки работают на автоматических электронных розжигах

Все, что нужно сделать, – так это открыть кран. Давление в водопроводной трубе активизирует систему, которая при помощи элементов питания образует искру. Полученная искра зажигает газ, который подается через клапан, открытый также под воздействием изменения давления в магистрали трубопровода. Далее все происходит по уже знакомой схеме – искра зажигает запальник, который зажигает основную горелку, вода в теплообменнике нагревается и подается в кран. Когда кран закрывается – горелки тухнут.

Системы, в которых используется пьезорозжиг, основаны на том, что механическое движение преобразовывается в электрический разряд, и в случае с газовыми колонками, он представляет собой искру. Когда происходит первичное включение колонки, на ее передней панели нажимают кнопку, которая активизирует встроенный пьезоэлемент. Полученная искра воспламеняет запальник газовых колонок, а также основную горелку.

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).

Заключение

Какие выводы можно сделать из инструкции в данной публикации? Во-первых, схема газовой колонки «Астра» и мало чем отличается от «Невы», или «Оазиса»: каждый из этих производителей предоставляет современные автоматизированные газовые колонки проточного типа, а значит достаточно знать минимальные знания из чего состоит колонка, чтобы принять верное решение о покупке.

Во-вторых, в моделях старого и нового образца есть определённые различия, на которые обязательно нужно обратить внимание. И в третьих, автоматизированный блок розжига колонки является самым важным элементом всего устройства, обеспечивающим ему автономную работу, а вам — удобную и комфортную эксплуатацию

Устройство и принцип работы коаксильного дымохода

Термин «коаксильный» подразумевает присутствие двух элементов, располагающихся один в другом. Это касается и коаксильного дымохода, который включает в своей конструкции две трубы разного диаметра. Внутренняя, меньшая по диаметру труба, выполняет функции отведения отработанных газов на улицу. Внешняя труба, в свою очередь, предназначена для закачки свежего воздуха из атмосферы.

Как правило, длина всего устройства не превышает двух метров. Наиболее распространенный тип установки – горизонтальный, сквозь стену. Также можно встретить вертикальный тип монтажа через потолочное перекрытие и кровлю.

Также благодаря тому, что воздух, приходящий из атмосферы, непосредственно соприкасается с отводящей трубой, он приобретает дополнительное тепло, еще до начала процесса подогрева.

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.

Установка и эксплуатация газовой колонки

Современные газовые водонагреватели довольно компактны, и для них не нужно много места. Срок службы газовой колонки зависит от выполнения всех необходимых требований по монтажу устройства.

Газовая колонка работает на достаточно опасном топливе, и поэтому при монтаже необходимо позаботиться о том, чтобы не было никаких утечек. Если такую проверку не сделать и не устранить все утечки, то эксплуатация данного оборудования будет опасной и впоследствии может привести к взрыву.

В связи с опасностью самостоятельной установки такого оборудования монтаж газовой колонки должны осуществлять специалисты, которые имеют допуски и лицензию на установку газового оборудования.

Для того чтобы , потребуются следующие инструменты и материалы:

• газовая колонка;
• магнитный и солевой фильтры;
• газовый и два водопроводных крана;
• гофра для дымохода;
• кран Маевского;
• газовая труба;
• трубы для горячей и холодной воды;
• дрель;
• дюбели.

Газовая колонка устанавливается на стене, которая должна быть выполнена из огнеупорных материалов в той части помещения, куда будет подаваться горячая вода (ванная комната либо кухня). Колонка должна располагаться от стены на расстоянии не менее 2 см (чем больше, тем лучше). Между стеной и корпусом колонки прокладывается листовой асбест, толщина которого должна быть не менее 3 мм.

В обязательном порядке нужно, чтобы в доме имелся дымоход для отвода продуктов сгорания. Дымоход должен обязательно на горизонтальных участках иметь уклон из расчета 2 см на каждый м.

Для того чтобы предотвратить прорыв трубопровода, установка водонагревателя в неотапливаемом помещении производится при слитой воде из всей системы.

Чтобы ваша газовая колонка прослужила долго, нужно соблюдать все правила эксплуатации. Если этого не придерживаться, то даже самый дорогой водонагреватель быстро выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагревать воду надо не больше 60 градусов, потому как очень высокая температура ускоряет отложение солей на поверхности теплообменника. В результате теплообменник придется менять либо чистить.

Нанести вред теплообменнику и водяному блоку может слишком жесткая вода. Чтобы этого не произошло, необходимо использовать специальный фильтр или смягчать воду с помощью специальных средств.

Не рекомендуется самостоятельно разбирать и , этим должны заниматься специалисты. Опасно чинить такие устройства своими силами.

Мощность колонки

Мощность газовой колонки – это первый показатель, на который нужно ориентироваться при ее выборе и покупке. Именно мощность определяет количество воды, которое колонка способна нагреть. Так как выбрать газовую колонку и не ошибиться? Условно все проточные нагреватели можно разделить на три группы:

1. колонки с низкой мощностью, способные выдать 16-19 кВт;
2. колонки со средней мощностью, дающие от 22 до 26 кВт;
3. колонки с высокой мощностью, составляющей 28-32 кВт.

Устройство с низкой мощностью сможет нагревать всего лишь до 10 литров воды ежеминутно, а этого хватит, к примеру, только для мытья посуды на кухне. В принципе, для однокомнатной квартиры такой небольшой колонки будет вполне достаточно ввиду небольшого количества жильцов и расхода воды. Средняя мощность работы позволяет получить на выходе до 15 литров ежеминутно – более подходящий показатель для жителей квартир с тремя спальнями.

А уж оборудование с высокой мощностью может нагреть уже 18-20 литров, чего хватит для всех бытовых и даже промышленных нужд. Однако выбирать наиболее мощный нагреватель не стоит: его цена будет гораздо выше, чем у более слабых моделей, и в процессе использования затраты на газ и воду существенно вырастут.

Чтобы определить необходимую мощность, можно провести простые и даже забавные расчеты. В обычной квартире зачастую находится не больше пары-тройки кранов – один на кухне, два других – в ванной. Если из душа в минуту выходит около шести литров воды, то из обыкновенного кухонного крана – около четырех. Если кран и душ открыты одновременно, значит, что суммарный расход воды составит 10 литров ежеминутно. Также, на количество затрачиваемой воды влияет и напор: кто-то слегка открывает кран, кто-то же откручивает его до крайнего положения. Чтобы подсчитать затраты, понадобится всего лишь банка объемом 1 литр и секундомер.

В паспорте каждого проточного нагревателя указаны данные о том, сколько литров в минуту может выдать нагреватель, а также температура выдаваемой воды.

Простой пример: некий проточный нагреватель в минуту способен выдать от 4-14 литров ежеминутно, если разница температур составит 25 градусов, и 2-7 литров при разнице температур в 50 градусов. Под разницей температур понимается разница температуры воды на поступлении в нагреватель и на выходе из него. В среднем, температура холодной воды в кране составляет около 10 градусов. Простой подсчет (10+25) показывает, что на выходе температура воды из колонки составит 35 градусов.

Читайте так же, нашу статью о том как правильно расчитать мощность газового котла

Как правильно установить газовую колонку?

Существует ряд правил, регламентирующих установку газовой колонки. Проще всего это будет сделать, если производится замена аппаратов. В этом случае понадобится обратиться в газовую службу с заявлением о замене устройства с сохранением места его монтажа.

Если это не так, сначала потребуется получить разрешение на установку. Для этого собирается пакет документов, с которым владелец квартиры обращается в газовую службу.

Здесь он получит или не получит разрешение и проект, на основании которого будет осуществляться монтаж аппарата. Место для установки выбирается с учетом целого ряда требований.

Прежде всего, оборудование может быть установлено только в нежилом помещении высотой не меньше 2 м и площадью как минимум 7,5 кв. м. оно должно быть оборудовано окном и иметь достаточную вентиляцию.

Именно поэтому не стоит рассчитывать получить разрешение на монтаж колонки в ванной, хотя старыми правилами это разрешалось. Водогрейная колонка крепится на стену, выполненную из негорючих материалов. Под ними понимаются кирпич или бетон. Если стена из трудно сгораемого материала, под прибор укладывается лист изоляции. Установка колонки на деревянные стены запрещена.

Газовая колонка может быть установлена только в нежилом помещении с достаточной вентиляцией. Наличие окна обязательно

Газовый прибор должен быть размещен так, чтобы к нему был обеспечен свободный доступ. Это необходимо для проведения планового обслуживания и ремонта. Боковая панель корпуса не должна соприкасаться со стеной. Между ними должно быть как минимум 15 см.

Нельзя так же монтировать колонку вплотную к газовой плите. Между ними должно быть хотя бы 10 см. Газ и вода должны подаваться по металлическим трубам или по гибким шлангам.

Перед колонкой обязательно устанавливается запорный кран, перекрывающий поступление газа в устройство. Алюминиевые гофрированные дымоходы для отвода продуктов сгорания использовать не разрешается.

Холодная вода к устройству должна быть подведена отдельной трубой, поскольку колонка характеризуется некоторой инерционностью. Частенько владельцам хочется спрятать газовое оборудование, но они сомневаются, разрешено ли это.

Установка внутри шкафа разрешена, но при условии, что нижняя стенка у мебели будет отсутствовать. Кроме того, задней стенки тоже быть не должно, а боковые должны иметь защиту от возгорания. Нужно хорошо продумать организацию вентиляции и дымоотведения. Диаметр использующихся труб должен точно соответствовать мощности колонки.

Для частных домов могут использоваться дымоотводы из многослойного алюминия, со стальной проволокой, проложенной между слоями. Они хорошо держат форму и имеют достаточную прочность.

В многоквартирных домах устанавливают стальные трубы, оцинкованные или окрашенные устойчивой к высоким температурам эмалью. При наличии турбованной газовой колонки возможно обустройство дымохода коаксиального типа.

Если колонка устанавливается в шкафу, мебель не должна иметь задней стенки и дна. Боковые стенки нужно защитить от возгорания

Собственно установка устройства достаточно проста, но она должна проводиться только специалистами, имеющими разрешение на проведение таких работ. Монтаж проводится в следующей последовательности:

• Выполняется разметка стены, и устанавливаются крепежи для установки колонки.
• Аппарат устанавливается на стену и закрепляется.
• Проверяется тяга.
• К колонке подводится и подключается газ.
• Подводится водопроводная труба.
• Монтируется линия с горячей водой, выходящая из колонки.
• Устанавливается дымоход.

После этого устройство можно тестировать, при обнаружении неисправностей, их нужно сразу же устранить.

По окончании всех работ колонку необходимо зарегистрировать в газовой службе, которая выдаст всю необходимую документацию. Владельцы незаконно установленных устройств будут оштрафованы на крупную сумму, а оборудование будет отключено.

Устройство газового водонагревателя

Проточный водонагреватель отличается по типу камеры сгорания газа:

1. Открытая камера сгорания газа. Кислород, необходимый для процесса горения, берётся из воздуха естественным путём без применения дополнительных механизмов. Другое название приборов такого типа – атмосферные;
2. Закрытая камера сгорания газа. Кислород также берётся из воздуха, но принудительно подаётся в зону горения с помощью дополнительных механизмов. Другое название — турбированные, наддувные.

Атмосферные колонки наиболее распространённый тип приборов, поскольку не требуют дополнительных устройств в своей конструкции. Это значительно облегчает цену для конечного потребителя и делает приобретение устройства менее обременительным.

Как устроена газовая колонка с камерой сгорания открытого типа показано на рисунке «Схема газовой колонки». Бытовой прибор состоит из основных узлов:

• Корпус, выполненный из листового металла.
• Горелка с запальным механизмом с датчиком горения.
• Теплообменник, состоящий из змеевика, защищённый кожухом.
• Клапан с механизмом регулировки скорости сжигания газа.
• Водяной узел с защитной системой.
• Механизм розжига (пьезоэлектрические, электрические, работающие от батареек механизмы розжига или с постоянно горящим фитилём).
• Система подключения дымохода с датчиком тяги.
• Трубки для подвода холодной и вывода нагретой воды.
• Трубки для подвода природного газа.

В наддувном водонагревателе устанавливаются дополнительные элементы:

• система нагнетания воздуха (вентилятор):
• грелка с автоматической настройкой силы горения;
• автоматический механизм розжига, работающий от гидрогенератора или электросети;
• управляющий контроллер.

Как видно из узлов, входящих в наддувную колонку – это более сложный бытовой прибор — автоматический, снабжённый модулем управления, по сути, компьютером. Работа происходит под контролем управляющего модуля, что более комфортно и безопасно для потребителя.

Принцип работы

В основе принципа работы лежит розжиг горелки при начале потребления воды. Потребитель открывает кран, механизм колонки определяет начало потребления воды и зажигает горелку для её нагрева. Поэтапно работа колонки состоит из шести этапов:

1. Потребитель активирует запальный механизм.
2. Открывая кран, создаётся проток воды, который своим усилием, давлением, активирует механизм лягушки, расположенный в водяном узле. Под давлением воды, с помощью механических узлов, открывается газовый клапан.
3. Газ, поступающий на горелку, загорается от запальника.
4. Вода поступает в теплообменник, где через систему змеевиков нагревается.
5. Нагретая вода выводится через трубки в водопроводную систему и поступает на точки раздачи воды.
6. При закрытии крана потребителем, проток воды прекращается, давление на мембрану лягушки исчезает, клапан перекрывается – горелка гаснет.

К принципу работы газовых колонок, неизменному с прошлого века, необходимо добавить следующее:

• Постоянно горящий фитиль практически не применяется в современных устройствах. Ему на смену пришли системы розжига моментального типа, работающие от бытовой электросети, батареек или на пьезоэлектрическом элементе.
• Для безопасности потребителя в современные газовые колонки встроены датчики контроля тяги дымохода и температуры горения, которые перекрывают подачу газа в случае срабатывания.
• Наддувные газовые колонки автоматически регулируют интенсивность горения, измеряя температуры воды и нагревая её до уровня заданным потребителем.

Что выгоднее: газовая колонка или бойлер

Когда счета за коммунальные услуги постоянно растут, многие задумываются о том, как сэкономить, поэтому стараются выбирать наиболее выгодную технику. Многие владельцы квартир и загородных домов решаются на установку бойлеров или газовых колонок. И тут зачастую возникает вопрос, какой именно вариант более выгоден.

Плюсы и минусы газовой колонки

Учитывая то, что РФ является крупнейшим поставщиком голубого топлива, этот энергоноситель для россиян будет самым недорогим.

Соответственно, может показаться, что использование именно колонки является наиболее выгодным. Но на самом деле тут очень много нюансов.

Всё дело в том, что за установку оборудования придётся заплатить немалые деньги. Да и обслуживание газовой колонки обходится не дешёво.

Одной из главных проблем, связанной с нагревающим оборудованием такого типа, является то, что для него необходимо получить разрешение от соответствующих органов. Это будет стоить не только денег, но и нервов. Если в квартире уже имеется газ, то простое подключение оборудования обойдётся в 2 тыс. рублей.

Заведение голубого топлива в помещение от трубы, проходящей около дома, в среднем обходится в 50 тыс. рублей. Более того, чтобы получить разрешение на газовую колонку, необходимо иметь правильную и качественную систему вентиляции и дымоход. Это также станет дополнительной статьёй расходов.

Что касается цены самого оборудования, то неплохую газовую колонку можно купить за 6–7 тысяч рублей. При этом специалисты рекомендуют выбирать только высококачественную и мощную продукцию.

Всё дело в том, что газовая колонка с низкой производительностью зимой не сможет обеспечивать людей горячей водой.

При нагреве ледяной жидкости требуется большая мощность, а также дополнительный расход топлива.

Достоинства и недостатки бойлера

Работа этого оборудования во многом отличается от газовой колонки. Тут имеется специальный резервуар, в котором греется вода. Это своего рода термос с ТЭНами. В зависимости от размера бойлера отличается время нагрева жидкости. Примерно за два часа температура воды доходит до шестидесяти градусов. После этого будет осуществляться автоматический подогрев, что очень удобно и экономно.

Устройство отличается максимально простым монтажом, не требуется дополнительного оборудования и различных разрешений от всевозможных инстанций. Прибор также будет всегда обеспечивать дом горячей водой, вне зависимости от её входящей температуры и напора.

Сам бойлер обходится дешевле хорошей газовой колонки. При правильном и аккуратном использовании его срок службы достигает не менее 10 лет. Главным минусом подобного устройства является расход электроэнергии. Но, если приобрести экономичную модель, переплата будет незначительной.

Одним из таких аппаратов является бойлер «Тимберк». Он оснащён сразу двумя резервуарами, в которых поочерёдно подогревается вода. Поэтому при небольшом расходе горячей жидкости электричества уходит на 50% меньше.

Что и в каком случае будет выгоднее

Если в доме есть газ, то установка колонки обойдётся в 10 тыс. рублей вместе с оборудованием. Если голубое топливо не подведено, эта процедура будет стоить значительно дороже. Поэтому в такой ситуации проще и выгоднее установить бойлер, что обойдётся в 8–10 тысяч.

Устройство современных газовых колонок

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

1. 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.
2. 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.

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:

1. Вместо обычной горелки с ручным управлением устанавливается ступенчатая либо модуляционная, меняющая интенсивность пламени в автоматическом режиме.
2. Воздух для горения подает вентилятор, чья производительность регулируется контроллером (электронным блоком).
3. Система розжига – полностью автоматическая, действующая от электросети или гидрогенератора.
4. 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