Principiul de funcționare a boilerului pe gaz: particularitățile construcției și funcționării încălzitorului de apă pe gaz

Dacă în casa dumneavoastră nu există sistem de alimentare cu apă caldă sau vi se oprește frecvent apa caldă, viața devine destul de inconfortabilă. Dar acesta nu este un motiv pentru a renunța la un duș cald într-o seară răcoroasă de toamnă, nu sunteți de acord? Puteți rezolva această problemă prin instalarea unei coloane de gaz, așa cum fac mulți utilizatori. Dar cum funcționează un astfel de încălzitor de apă miniatural și va putea face față sarcinii sale?

Despre toate acestea vom vorbi în detaliu în publicația noastră — aici este examinat principiul de funcționare a coloanei de gaz, schemele de funcționare a acesteia. De asemenea, se pune accent pe defecțiunile principale ale echipamentului și modalitățile de a le remedia. Materialul prezentat este completat cu ilustrații vizuale, scheme și videoclipuri.

Structura generală a coloanei de uz casnic

Coloana de gaz este un aparat de încălzire a apei de tip instantaneu. Aceasta înseamnă că apa trece prin ea și se încălzește pe parcurs. Dar, înainte de a trece la analiza modului în care este construită o coloană de gaz de uz casnic pentru încălzirea apei, reamintim că instalarea și înlocuirea acesteia sunt legate de sistemul centralizat de alimentare cu gaz.

Prin urmare, este necesar să depuneți documente la serviciul de gaze din regiunea dumneavoastră împreună cu cererea corespunzătoare. Despre norme și documente necesare puteți citi în alte articole ale noastre, iar acum trecem la dispozitiv.

Diferitele modele de coloane de gaz diferă între ele, dar structura generală a unei coloane de gaz de uz casnic este aproximativ următoarea:

• Arzătorul de gaz.
• Aprinzătorul/sistemul de aprindere.
• Aspirația și conexiunea la coșul de fum.
• Țeava de evacuare a fumului.
• Camera de ardere.
• Ventilatorul (în unele modele).
• Schimbătorul de căldură.
• Țeava de alimentare cu gaz.
• Modulul de apă.
• Țevile de admisie a apei.
• Țeava de evacuare a apei calde.
• Panoul frontal cu controller.

Elementul central al coloanei este arzătorul de gaz, în care se menține arderea gazului, ceea ce contribuie la încălzirea apei. Arzătorul este instalat în carcasă, în care se acumulează produsele de ardere încinse, al căror scop este de a încălzi apa.

Carcasa este fabricată din metal și acoperă complet partea frontală și lateralele coloanei. Este important ca materialul carcasei să conducă bine căldura, deoarece calitatea încălzirii depinde de transmiterea căldurii de către aceasta.

Componentele constructive ale coloanei de gaz care se află în interiorul carcasei. Aici este ilustrat echipamentul de gaz de tip închis.

Deasupra aparatului se află hota și coșul de fum, prin care produsele de ardere părăsesc coloana și încăperea. Construcția lor depinde de tipul coloanei, deschis sau închis, așa cum va fi arătat mai jos.

Țevile se încolăcesc în formă de serpentină în interiorul carcasei, apa trece prin ele sub presiune naturală și este încălzită de gazele fierbinți. Întregul sistem de țevi se numește schimbător de căldură. În partea de jos se află două racorduri: în dreapta – pentru intrarea apei reci din conductă, iar în stânga iese apa caldă.

Între rețeaua de apă și coloana de gaz este adesea instalat un filtru care reglează duritatea apei. Fără filtru, coloana poate fi acoperită cu calcar la temperaturi ridicate ale apei. La intrarea în coloană, apa trece prin ansamblul de apă, care servește ca o „legătură” între fluxul de apă și fluxul de gaz. Despre această legătură vom vorbi puțin mai departe.

Arzătorul de gaz aprins cu aprindere electrică și senzor de flacără. Senzorii joacă un rol important în funcționarea echipamentului. Despre funcțiile lor vom vorbi în continuare.

Cu ajutorul unui alt tub, care se află, de asemenea, în partea de jos, coloana este conectată la conducta de gaz.

În același loc se află panoul frontal cu unitatea de control. Este echipat cu regulatoare pentru controlul consumului de gaz și apă. În funcție de model, acestea pot fi atât mânere simple care trebuie rotite, cât și afișaje cu cristale lichide, unde se pot vedea multiple caracteristici ale coloanei sau chiar natura defecțiunii sale, în cazul în care coloana nu funcționează.

Cum funcționează coloana de gaz?

Să ne familiarizăm cu principiul de funcționare al coloanei de gaz sub forma unui algoritm simplu:

• când apa curge prin ansamblul de apă, membrana se întinde și deplasează în sus tija conectată la supapa de gaz;
• apoi supapa deschide alimentarea cu gaz către arzătorul principal;
• gazul este aprins de electrod sau de aprinzător, arde și încălzește apa care curge prin țevile schimbătorului de căldură;
• fluxul de apă încălzită este furnizat la robinet prin racordul stâng;
• prin coșul de fum sau hotă sunt evacuate produsele de ardere a gazului – aici există o diferență fundamentală între coloanele de tip deschis și închis, lucru care va fi detaliat mai jos.

În același timp, puterea flăcării și debitul apei prin coloană pot fi reglate cu ajutorul regulatoarelor de pe panoul frontal.

Acum să examinăm mai în detaliu cum are loc aprinderea arzătorului și cum este legat de aceasta ansamblul de apă menționat anterior.

Elementele constructive și principiul de funcționare al ansamblului de apă. În limbajul colocvial, acesta este numit „broscuță”. În figură, săgețile galbene indică direcția de deplasare a gazului, iar săgețile albastre – direcția de deplasare a apei.

Metoda de aprindere a gazului

În general, încălzitoarele de apă pe gaz se bazează pe trei metode de aprindere a gazului. După cum se vede în schemă, în toate cele trei cazuri, semnalul pentru aprinderea arzătorului principal este reacția unității de apă (broasca).

Iată cele trei metode de aprindere:

• cu ajutorul elementului piezoelectric;
• de la baterii;
• de la rotirea hidroturbinei.

Aprinderea cu ajutorul elementului piezoelectric – este o aprindere manuală și presupune existența unui buton pe panoul frontal. Apăsarea butonului provoacă închiderea circuitului elementului piezoelectric, care aprinde arzătorul pilot. Acesta, la rândul său, aprinde arzătorul principal după semnalul tijei, care se mișcă prin intermediul membranei de apă la un debit activ de apă.

Arzătorul pilot continuă să ardă cu o flacără mică până când este oprit manual. Acest lucru duce la un consum crescut de gaz și la o formare mai intensă a depunerilor de calcar în țevi. Unul dintre încălzitoarele de apă instantanee pe gaz cu aprindere manuală este Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schema încălzitorului de apă pe gaz cu aprindere piezoelectrică. În figură sunt indicate «interiorul» coloanei – principalele ansambluri structurale aflate în interiorul carcasei, precum și butoanele/mânerele situate în exterior.

Încălzitoarele de apă pe gaz ale unor modele funcționează pe baterii. În acest caz, aprinderea are loc printr-o scânteie electrică după semnalul tijei. Astfel, în loc de arzător pilot, aici sunt prezenți electrozi care aprind direct arzătorul principal de gaz.

Dar bateriile trebuie înlocuite în medie o dată la 10 luni, iar la utilizare constantă — o dată la 2 luni, pentru a evita situațiile neprevăzute. Un astfel de încălzitor pe baterii este Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Uneori, aprinderea are loc prin rotirea hidroturbinei (la fluxul de apă). Aprinderea are loc tot printr-o scânteie electrică, dar nu este necesară înlocuirea bateriilor, deoarece turbina generează singură electricitate în timpul curgerii apei.

Dar pentru funcționarea hidroturbinei este necesară o presiune ridicată în țevi, de minimum 0,3 bar. Nu în fiecare casă există o astfel de presiune. În Rusia și în alte țări din CSI, nu se recomandă achiziționarea unor astfel de încălzitoare din cauza presiunii instabile a apei. Ca exemplu al unui astfel de model – încălzitorul de apă pe gaz Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, care este considerabil mai scump decât cele două modele menționate mai sus.

Dispozitivul modulului de apă al coloanei

Structura unității de apă prezintă un interes deosebit. Structura acesteia poate fi văzută în schema de mai jos, iar legendele pentru componente – sub schemă. Celelalte elemente marcate servesc pentru fixări.

Elementele constructive ale kitului de reparații al ansamblului de apă al încălzitorului de apă pe gaz marca “Neva”: 1) membrană din silicon D 54 mm; 2) garnitură racord alimentare apă rece 19x14x2,5 mm; 3) garnitură supapă de scurgere 10x6x2 mm; 4) garnitură regulator debit apă 14,5x9,5x2,5 mm – 2 buc; 5) garnitură etanșare tijă filet M 12 x 1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 buc; 6) garnitură etanșare bucșă tijă M 12 x 1 14x11x1,5 mm; 7) garnitură șurub regulator presiune sub membrană 6,4x2,6x1,9 mm; 8) garnitură șurub regulator debit apă 7x3,2x1,9 mm; 9.) garnitură conexiune ansamblu apă și gaz 27,5x23,5x2 mm; 10) garnitură conexiune ansamblu apă-gaz cu arzătorul 18x13x2,5 mm; 11) garnitură senzor temperatură apă 10x6x2 mm

Principalele piese de lucru sunt tija și diafragma, sub acțiunea căreia se mișcă atunci când în partea inferioară începe debitul de apă. Tija deschide supapa și lasă gazul să intre în arzător, care apoi este aprins.

Un alt element de lucru este bila din PVC, care servește ca dispozitiv de siguranță. Aceasta întrerupe fluxul de gaz la variații bruște de presiune în conductele de apă — lovituri de berbec, despre care vom vorbi și noi mai târziu.

Tipul camerei de ardere

După construcția camerelor de ardere, încălzitoarele de apă pe gaz sunt de două tipuri: cu cameră deschisă și cu cameră închisă.

Încălzitoarele cu cameră de ardere deschisă au acces liber al aerului la arzător, iar produsele de ardere sunt evacuate în hotă.

Astfel de modele sunt mai simple decât cele turbate, despre care vom vorbi mai jos, funcționarea lor este practic silențioasă și, în majoritatea cazurilor, nu necesită electricitate. Cu toate acestea, datorită conexiunii deschise între camera de ardere și încăpere, este posibilă poluarea aerului din încăpere la o funcționare slabă a hotei.

Încălzitoarele cu cameră de ardere închisă sunt turbate. Camera de ardere este etanșă, cu excepția canalelor pentru admisia și evacuarea aerului. Aerul este forțat înăuntru de un ventilator prin țevi coaxiale și iese afară prin coș, împreună cu produsele de ardere.

Astfel de încălzitoare sunt de obicei complet automatizate, nu au elemente de comandă manuală, iar senzorii de tiraj și temperatură sunt mai sensibili. Aceste încălzitoare sunt “moderne” și mai sigure.

În ilustrațiile de mai sus a fost prezentată o coloană de gaz cu cameră de ardere închisă. Pentru comparație, în următoarea ilustrație puteți vedea construcția coloanelor de ambele tipuri una lângă alta. Veți găsi multe elemente similare, dar principiul de evacuare a produselor de ardere diferă semnificativ.

Comparație a camerelor de ardere în coloane. În stânga este prezentată camera de ardere a unei coloane de tip deschis. În dreapta – o coloană de gaz cu cameră de ardere închisă, unde aerul este forțat în interiorul camerei cu ajutorul unui ventilator.

Caracteristicile principale ale coloanelor

Acum să discutăm despre aspectele practice ale utilizării centralei termice. Una dintre caracteristicile principale este performanța. Aceasta se corelează direct cu puterea, care este indicată în kW și arată volumul de apă încălzit pe minut la 25 °C.

Caracteristicile sunt de obicei indicate în fișa tehnică a dispozitivului. O centrală termică obișnuită încălzește 10-20 de litri de apă pe minut la 25 °C, deși această valoare poate varia semnificativ.

O altă caracteristică a centralelor termice moderne — modulația puterii. Aceasta arată cum se poate modifica puterea centralei în funcție de debitul apei și se măsoară în procente din puterea inițială.

Pentru modulație, centralele termice sunt echipate cu o armătură specială cu o membrană care modifică alimentarea cu gaz a arzătorului în funcție de debit. Modulația în intervalul 40-100% din puterea aparatului este considerată normală.

În schemă este reprezentată armătura de modulație și principiul său de funcționare, care este similar cu funcționarea ansamblului de apă și a membranei sale.

Senzori de siguranță și importanța lor

O centrală termică pe gaz poate fi periculoasă, deoarece este conectată simultan la rețeaua de apă și la cea de gaze, fiecare dintre acestea putând reprezenta o amenințare chiar și separat.

În cazul unor probleme cu alimentarea cu gaz sau apă, senzorii de siguranță opresc funcționarea centralei, iar supapele speciale vor întrerupe alimentarea cu apă sau gaz.

De obicei, centralele termice pe gaz suportă o presiune de până la 10-12 bari, ceea ce este de 20-50 de ori mai mare decât presiunea normală din conducte. Astfel de creșteri bruște sunt posibile în cazul așa-numitelor șocuri hidraulice.

Dar dacă presiunea este mai mică de 0,1-0,2 bari, centrala nu va putea funcționa. Trebuie să studiați cu atenție manualul și specificațiile înainte de cumpărare pentru a înțelege dacă centrala este optimizată pentru presiunea scăzută a apei din conductele țărilor CSI și dacă va funcționa corect. Și invers — dacă va rezista la fluctuații bruște de presiune, ceea ce, din păcate, nu este neobișnuit în condițiile noastre.

Schema de aprindere a arzătorului care funcționează cu scânteie electrică. Locațiile principalelor senzori de siguranță ai unei centrale termice pe gaze de uz casnic.

În general, o centrală termică pe gaz modernă conține mulți senzori de siguranță. Toți aceștia, în caz de defecțiune, pot fi înlocuiți.

Mai multe detalii despre scopul și locația senzorilor — în tabelul de mai jos.

Defecțiunile principale și modalitățile de a le remedia

Vorbind despre structura și principiile de funcționare ale unei coloane de gaz menajere, precum și despre senzorii încorporați, merită să menționăm pe scurt posibilele defecțiuni și probleme. Aici nu ne vom opri asupra reparației complete sau înlocuirii coloanei, ci vom trece rapid prin toate elementele enumerate în descrierea arzătorului și vom descrie defecțiunile acestora, precum și modalitățile de a le rezolva pe cont propriu.

După cum s-a menționat deja, elementul principal al coloanei — arzătorul pe gaz. Adesea, arzătorul se stinge din cauza activării senzorilor de siguranță, despre care am vorbit deja. Problemele frecvente care duc la acest scenariu — sunt contaminarea schimbătorului de căldură cu funingine și depuneri de calcar.

Cauza presiunii slabe — formarea depunerilor de calcar în țevile schimbătorului de căldură. În acest caz, trebuie să demontați schimbătorul de căldură și să spălați țevile cu lichide speciale pentru îndepărtarea calcarului.

În această fotografie este prezentat un schimbător de căldură murdar. În acest caz, trebuie să-l demontați și să curățați funinginea. Dacă coloana este amplasată în apropierea aragazului de bucătărie, este posibilă și contaminarea schimbătorului de căldură cu grăsimi alimentare.

Dacă arderea gazului nu are loc complet, sau coloana este exploatată mult timp, în cameră se acumulează funingine pe partea exterioară, ceea ce reduce semnificativ conductivitatea termică și calitatea încălzirii apei.

Pentru a afla mai multe despre cauzele presiunii slabe și subtilitățile efectuării curățării, vă rugăm să accesați acest link.

Dacă supapa de gaz nu se deschide din cauza presiunii slabe a apei alimentate, trebuie să scoateți filtrul, să verificați cât de înfundat este și, dacă este necesar, să-l spălați. Dacă presiunea apei sau a gazului este insuficientă, va trebui să contactați serviciul de stat corespunzător.

Dacă apa se scurge direct din coloană, înseamnă că etanșeitatea țevilor este compromisă. Trebuie să le demontați și să înlocuiți elementele de etanșare. Dacă este necesar, va trebui să înlocuiți țevile în sine.

Separat, merită să amintim despre defecțiunea membranei de apă. Dacă coloana este în funcțiune de mult timp, membrana ansamblului de apă se uzează și sensibilitatea acesteia scade semnificativ. Ea încetează să mai reacționeze la presiunea scăzută a apei și, în consecință, nu mai dă semnalul că arzătorul trebuie aprins. În cel mai bun caz, ar trebui înlocuită o dată la 5-6 ani.

Atunci când membrana s-a uzat, puteți achiziționa un kit de reparații și puteți efectua înlocuirea pe cont propriu. Ansamblul de apă este format din elemente principale precum membrana de cauciuc, capac, carcasă și platoul din plastic cu arc.

Uneori, problema este și în tija care este mișcată de membrană, aceasta putând fi, de asemenea, înlocuită la nevoie, întrucât există kituri speciale de reparații pentru acest lucru.

Pentru a înțelege mai bine structura propriului model de coloană de gaz, trebuie să studiați cu atenție instrucțiunile de utilizare și fișa tehnică a obiectului. Acest lucru nu numai că vă va economisi timp și nervi, dar va îmbunătăți și înțelegerea modului de funcționare a acestui aparat.

Concluzii și material video util pe această temă

Pentru a consolida înțelegerea structurii coloanei de gaz, puteți viziona prezentarea video, în care este explicată în detaliu amplasarea tuturor componentelor coloanei pe un exemplu real:

În acest material, am studiat structura unei coloane de gaz menajere și principiul de funcționare a acesteia. Apoi, am analizat funcționarea elementelor principale. Cunoscând principalele ansambluri și elemente ale echipamentului de gaz, precum și senzorii sistemului său de siguranță, puteți diagnostica singur defecțiunea. Iar dacă cauza defecțiunii constă în murdărirea unor elemente structurale individuale, puteți efectua și întreținerea manuală a coloanei de gaz.

Doriți să completați materialul de mai sus cu recomandări utile sau să adresați întrebări pe care nu le-am abordat aici? Cereți sfatul experților noștri și al altor vizitatori ai site-ului – formularul de contact se află mai jos.