Zasada działania gazowego podgrzewacza wody: cechy budowy i działania gazowego podgrzewacza wody

Jeśli w Państwa domu nie ma ciepłej wody użytkowej (CWU) lub jest ona stale wyłączana, życie staje się bardzo niekomfortowe. Ale to nie powód, aby rezygnować z ciepłego prysznica w chłodny jesienny wieczór, prawda? Problem ten można rozwiązać instalując gazowy podgrzewacz przepływowy, jak robi to wielu użytkowników. Jak jednak działa ten miniaturowy podgrzewacz wody i czy poradzi sobie ze swoim zadaniem?

O tym wszystkim szczegółowo opowiemy w naszym artykule – omówiono tutaj zasadę działania gazowego podgrzewacza wody, schematy jego budowy. Ponadto zwrócono uwagę na główne usterki urządzenia i sposoby radzenia sobie z nimi. Przedstawiony materiał został uzupełniony o ilustracje, schematy i filmy.

Ogólna budowa domowej termy gazowej

Gazowy podgrzewacz przepływowy to przepływowy podgrzewacz wody. Oznacza to, że woda przepływa przez niego i jest podgrzewana podczas przepływu. Zanim jednak przejdziemy do omówienia budowy domowego gazowego podgrzewacza wody, przypominamy, że jego montaż i wymiana są związane z centralnym systemem dostaw gazu.

Dlatego koniecznie należy złożyć dokumenty w gazowni w Państwa regionie wraz z odpowiednim wnioskiem. O normach i wymaganych dokumentach mogą Państwo przeczytać w innych naszych artykułach, a teraz przejdźmy do budowy.

Różne modele gazowych podgrzewaczy przepływowych różnią się między sobą, ale ogólna budowa domowego gazowego podgrzewacza wody wygląda mniej więcej następująco:

• Palnik gazowy.
• Zapalnik/system zapłonu.
• Wyciąg i połączenie z kominem.
• Króciec komina.
• Komora spalania.
• Wentylator (w niektórych modelach).
• Wymiennik ciepła.
• Króciec doprowadzenia gazu.
• Zespół wodny.
• Króćce doprowadzenia wody.
• Króciec odprowadzenia gorącej wody.
• Panel przedni z kontrolerem.

Centralnym elementem podgrzewacza jest palnik gazowy, w którym utrzymywane jest spalanie gazu, co powoduje podgrzewanie wody. Palnik zamontowany jest w obudowie, w której gromadzą się rozgrzane produkty spalania, których zadaniem jest ogrzewanie wody.

Obudowa wykonana jest z metalu i całkowicie pokrywa przednią część oraz boki podgrzewacza. Ważne jest, aby materiał obudowy dobrze przewodził ciepło, ponieważ jakość ogrzewania zależy od przepuszczania ciepła.

Elementy konstrukcyjne piecyka gazowego znajdujące się wewnątrz obudowy. Przedstawiono tutaj urządzenie gazowe typu zamkniętego.

U góry urządzenia znajdują się okap i przewód kominowy, przez które produkty spalania opuszczają piecyk i pomieszczenie. Ich konstrukcja zależy od tego, czy piecyk jest typu otwartego czy zamkniętego, co zostanie pokazane poniżej.

Rury wiją się wężownicą wewnątrz obudowy, woda przepływa przez nie pod naturalnym ciśnieniem i jest podgrzewana przez rozgrzane gazy. Cały ten system rur nazywany jest wymiennikiem ciepła. Na dole znajdują się dwa króćce: po prawej – do pobierania zimnej wody z rurociągu, po lewej stronie wypływa gorąca woda.

Pomiędzy siecią wodociągową a piecykiem gazowym często instaluje się filtr, który reguluje twardość wody. Bez filtra piecyk może pokrywać się kamieniem przy wysokiej temperaturze wody. Przy wejściu do piecyka woda przechodzi przez zawór wodny, który stanowi swego rodzaju „połączenie” między przepływem wody a przepływem gazu. O tym połączeniu porozmawiamy nieco dalej.

Palnik gazowy z zapłonem elektrycznym i czujnikiem płomienia. Czujniki odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu urządzenia. O ich funkcjach porozmawiamy dalej.

Za pomocą jeszcze jednej rurki, która również znajduje się na dole, piecyk podłącza się do gazowej sieci dystrybucyjnej.

Tam również znajduje się przedni panel z blokiem sterowania. Jest wyposażony w regulatory do kontroli zużycia gazu i wody. W zależności od modelu mogą to być zarówno proste pokrętła, którymi należy kręcić, jak i wyświetlacze ciekłokrystaliczne, na których można zobaczyć wiele parametrów piecyka, a nawet charakter jego usterki w przypadku, gdy piecyk nie działa.

Jak działa gazowy podgrzewacz przepływowy?

Zapoznajmy się z zasadą działania piecyka gazowego w formie prostego algorytmu:

• gdy woda przepływa przez zawór wodny, napina się membrana i przesuwa do góry trzpień połączony z zaworem gazowym;
• następnie zawór otwiera dopływ gazu do palnika głównego;
• gaz jest zapalany przez elektrodę lub zapalnik, spala się i podgrzewa wodę, która przepływa przez rury wymiennika ciepła;
• podgrzany strumień wody jest podawany do kranu przez lewy króciec;
• przez przewód kominowy lub okap odprowadzane są produkty spalania gazu — tutaj istnieje zasadnicza różnica między piecykami typu otwartego i zamkniętego, o czym szczegółowo będzie wskazane poniżej.

Przy tym moc płomienia i natężenie przepływu wody przez piecyk można regulować za pomocą regulatorów na przednim panelu.

A teraz przyjrzyjmy się bliżej, jak odbywa się zapłon palnika i jak jest to związane z już wspomnianym zaworem wodnym.

Elementy konstrukcyjne i zasada działania zaworu wodnego. W mowie potocznej nazywany jest „żabką”. Na rysunku żółte strzałki pokazują kierunek przepływu gazu, niebieskie strzałki – kierunek przepływu wody.

Sposób zapłonu gazu

Ogólnie rzecz biorąc, gazowe podgrzewacze przepływowe opierają się na trzech metodach zapłonu gazu. Jak widać na schemacie, we wszystkich trzech przypadkach sygnałem do zapłonu głównego palnika jest reakcja zespołu wodnego (żabki).

Oto trzy sposoby zapłonu:

• za pomocą elementu piezoelektrycznego;
• z baterii;
• z obrotu hydrorurbiny.

Zapłon za pomocą elementu piezoelektrycznego to ręczny zapłon, który zakłada obecność przycisku na panelu przednim. Naciśnięcie przycisku powoduje zwarcie elementu piezoelektrycznego, który zapala palnik pilotujący. Ten z kolei podpala główny palnik po sygnale z trzpienia, który poruszany jest przez membranę wodną przy aktywnym ciśnieniu wody.

Palnik pilotujący pali się małym płomieniem, dopóki nie zostanie ręcznie wyłączony. Prowadzi to do zwiększonego zużycia gazu i zwiększonego osadzania się kamienia w rurach. Jednym z gazowych przepływowych podgrzewaczy wody z ręcznym zapłonem jest Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schemat gazowego podgrzewacza z zapłonem piezoelektrycznym. Na rysunku zaznaczono «wnętrza» podgrzewacza – główne zespoły konstrukcyjne znajdujące się wewnątrz obudowy, oraz przyciski/gałki umieszczone na zewnątrz.

Gazowe podgrzewacze niektórych modeli działają na baterie. Przy tym zapłon następuje od iskry elektrycznej po sygnale z trzpienia. Zatem zamiast palnika pilotującego znajdują się tu elektrody, które bezpośrednio zapalają główny palnik gazowy.

Ale baterie należy wymieniać średnio co 10 miesięcy, a przy stałym użytkowaniu — co 2 miesiące, aby uniknąć nieprzewidzianych sytuacji. Jednym z takich podgrzewaczy na baterie jest Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Czasami zapłon następuje od obrotu hydrorurbiny (przy przepływie wody). Zapłon również następuje od iskry elektrycznej, ale nie trzeba wymieniać baterii, ponieważ turbina sama generuje energię elektryczną podczas przepływu wody.

Ale do uruchomienia hydrorurbiny potrzebne jest wysokie ciśnienie w rurach, minimum 0,3 bara. Nie w każdym domu jest takie ciśnienie. W Rosji i innych krajach WNP nie zaleca się kupowania takich podgrzewaczy ze względu na niestabilny przepływ wody. Przykładem takiego modelu jest gazowy podgrzewacz Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, który jest zauważalnie droższy od dwóch wcześniej wymienionych modeli.

Budowa zespołu wodnego podgrzewacza

Budowa zespołu wodnego jest szczególnie interesująca. Jego strukturę można zobaczyć na schemacie poniżej, opisy części znajdują się pod schematem. Pozostałe oznaczone elementy służą do mocowania.

Elementy konstrukcyjne zestawu naprawczego zespołu wodnego gazowego podgrzewacza wody marki “Newa”: 1) membrana silikonowa o średnicy 54 mm; 2) uszczelka króćca doprowadzającego zimną wodę 19x14x2,5 mm; 3) uszczelka zaworu spustowego 10x6x2 mm; 4) uszczelka regulatora przepływu wody 14,5x9,5x2,5 mm – 2 szt.; 5) uszczelka uszczelniająca trzpienia z gwintem M12x1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 szt.; 6) uszczelka uszczelniająca tulejki trzpienia M12x1 14x11x1,5 mm; 7) uszczelka śruby regulatora ciśnienia pod membraną 6,4x2,6x1,9 mm; 8) uszczelka śruby regulatora przepływu wody 7x3,2x1,9 mm; 9) uszczelka połączenia zespołu wodnego i gazowego 27,5x23,5x2 mm; 10) uszczelka połączenia zespołu wodno-gazowego z palnikiem 18x13x2,5 mm; 11) uszczelka czujnika temperatury wody 10x6x2 mm

Podstawowe elementy robocze to trzpień i membrana, pod działaniem której porusza się on, gdy w dolnej części rozpoczyna się przepływ wody. Trzpień otwiera zawór i przepuszcza gaz do palnika, który następnie jest zapalany.

Kolejny element roboczy — kuleczka z PVC, służąca jako bezpiecznik. Zamyka ona dopływ gazu przy gwałtownych zmianach ciśnienia w rurach wodociągowych — uderzeniach hydraulicznych, o których również jeszcze porozmawiamy.

Typ komory spalania

Gazowe podgrzewacze wody występują w dwóch typach pod względem budowy komory spalania: z otwartą i zamkniętą.

Podgrzewacze z otwartą komorą spalania mają swobodny dostęp powietrza do palnika, a produkty spalania odprowadzane są do wyciągu.

Takie modele są prostsze niż turbinowane, o których będzie mowa poniżej, ich praca jest praktycznie bezgłośna i w większości przypadków nie wymagają one prądu. Jednak ze względu na otwarte połączenie między komorą spalania a pomieszczeniem możliwe jest zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu przy słabej pracy wyciągu.

Podgrzewacze z zamkniętą komorą spalania są turbinowane. Komora spalania w nich jest szczelna, oprócz kanałów do tłoczenia i wypuszczania powietrza. Powietrze tłoczone jest do niej przez wentylator za pomocą rur koncentrycznych i wypuszczane na zewnątrz przez komin, wraz z produktami spalania.

Takie podgrzewacze są zazwyczaj w pełni zautomatyzowane, nie mają elementów ręcznego sterowania, a czujniki ciągu i temperatury są w nich bardziej czułe. Te podgrzewacze są “nowoczesne” i bezpieczniejsze.

Na powyższych ilustracjach przedstawiono gazowy podgrzewacz wody właśnie z zamkniętą komorą spalania. Dla porównania, na kolejnej ilustracji można zobaczyć budowę podgrzewaczy obu typów obok siebie. Znajdziecie w nich wiele podobnych elementów, ale zasada usuwania produktów spalania wyraźnie się różni.

Porównanie komór spalania w podgrzewaczach. Po lewej stronie przedstawiono komorę spalania podgrzewacza typu otwartego. Po prawej – gazowy podgrzewacz wody z komorą spalania zamkniętą, gdzie powietrze wtłaczane jest do komory za pomocą wentylatora.

Główne parametry podgrzewaczy

A teraz porozmawiajmy o aspektach praktycznego używania kolumny gazowej. Jedną z głównych cech jest wydajność. Jest ona bezpośrednio związana z mocą, którą podaje się w kW i która pokazuje objętość wody podgrzewanej na minutę o 25 °C.

Parametry są zwykle podane w instrukcji urządzenia. Standardowa kolumna gazowa podgrzewa w ciągu minuty 10–20 litrów wody o 25 °C, choć wartość ta może się znacznie wahać.

Kolejną cechą nowoczesnych kolumn — modulacja mocy. Pokazuje ona, jak może zmieniać się moc kolumny w zależności od przepływu wody i jest mierzona w procentach mocy początkowej.

Do modulacji kolumny wyposaża się w specjalne zawory z membraną, które zmieniają dopływ gazu do palnika w zależności od przepływu. Za normalną uważa się modulację w zakresie 40–100% mocy urządzenia.

Na schemacie przedstawiono zawór modulacyjny oraz zasadę jego działania, która jest podobna do działania zaworu wodnego i jego membrany

Czujniki bezpieczeństwa i ich znaczenie

Kolumna gazowa może być niebezpieczna, ponieważ jest podłączona jednocześnie do instalacji wodnej i gazowej, z których każda oddzielnie może stanowić zagrożenie.

W przypadku problemów z dopływem gazu lub wody czujniki bezpieczeństwa wyłączają pracę kolumny, a specjalne zawory odcinają dopływ wody lub gazu.

Zazwyczaj kolumny gazowe wytrzymują ciśnienie do 10–12 barów, co jest 20–50 razy wyższe niż normalne ciśnienie w rurach. Takie gwałtowne skoki są możliwe podczas tak zwanych uderzeń hydraulicznych.

Jeśli jednak ciśnienie jest niższe niż 0,1–0,2 bara, kolumna nie będzie mogła pracować. Przed zakupem należy dokładnie zapoznać się z instrukcją i specyfikacją, aby zrozumieć, czy kolumna jest zoptymalizowana pod niskie ciśnienie wody w rurach w krajach WNP i czy będzie działać poprawnie. I odwrotnie — czy wytrzyma gwałtowne zmiany ciśnienia, co, niestety, również nie jest rzadkością w naszych warunkach.

Schemat zapłonu palnika pracującego na iskrę elektryczną. Miejsca umieszczenia głównych czujników bezpieczeństwa domowej kolumny gazowej

Ogólnie rzecz biorąc, nowoczesna kolumna gazowa zawiera wiele czujników bezpieczeństwa. W przypadku awarii każdy z nich może zostać wymieniony.

Więcej o przeznaczeniu i lokalizacji czujników — w poniższej tabeli.

Najczęstsze usterki i sposoby ich naprawy

Mówiąc o budowie i zasadach działania domowego gazowego podgrzewacza przepływowego, a także o wbudowanych w niego czujnikach, warto pokrótce wspomnieć o możliwych awariach i usterkach. Nie będziemy tutaj omawiać całkowitej naprawy lub wymiany podgrzewacza, ale szybko przejdziemy przez wszystkie elementy wymienione w opisie palnika i opiszemy ich usterki oraz sposoby poradzenia sobie z nimi samodzielnie.

Jak już wspomniano, głównym elementem podgrzewacza — palnik gazowy. Często palnik gaśnie z powodu zadziałania czujników bezpieczeństwa, o których już mówiliśmy. Częste problemy prowadzące do takiego scenariusza — to zanieczyszczenie wymiennika ciepła sadzą i kamieniem.

Przyczyną słabego ciśnienia — tworzenia się kamienia w rurach wymiennika ciepła. W takim przypadku należy zdjąć wymiennik ciepła i przemyć rury specjalnymi płynami do usuwania kamienia.

Na tym zdjęciu widoczny jest zanieczyszczony wymiennik ciepła. W takim przypadku należy go zdjąć i oczyścić z sadzy. Jeśli podgrzewacz znajduje się w pobliżu kuchenki, możliwe jest również zanieczyszczenie wymiennika tłuszczami spożywczymi.

Jeśli spalanie gazu jest niecałkowite lub podgrzewacz jest długo eksploatowany, w komorze gromadzi się sadza od zewnętrznej strony, co znacznie obniża przewodność cieplną i jakość podgrzewania wody.

Aby dowiedzieć się więcej o przyczynach słabego ciśnienia i szczegółach czyszczenia, proszę przejść pod ten link.

Jeżeli zawór gazowy nie otwiera się z powodu słabego ciśnienia dopływającej wody, należy wyjąć filtr, sprawdzić, jak bardzo jest zatkany, i w razie potrzeby przepłukać. Jeśli natomiast ciśnienie wody lub gazu jest niewystarczające, konieczne będzie skontaktowanie się z odpowiednią służbą państwową.

Jeżeli woda wycieka bezpośrednio z podgrzewacza, oznacza to, że uszczelnienie w rurach jest naruszone. Należy je rozebrać i wymienić elementy uszczelniające. W razie konieczności trzeba będzie wymienić same rury.

Osobno warto przypomnieć o usterce membrany wodnej. Jeśli podgrzewacz jest eksploatowany przez długi czas, membrana zespołu wodnego ulega zużyciu i jej czułość znacznie spada. Przestaje reagować na niskie ciśnienie wody i w związku z tym nie daje sygnału do zapalenia palnika. W najlepszym razie należy ją wymieniać co 5–6 lat.

Kiedy membrana się zużyje, można nabyć zestaw naprawczy i dokonać wymiany samodzielnie. Zespół wodny składa się z takich głównych elementów, jak gumowa membrana, pokrywa, korpus i plastikowa tarcza ze sprężyną.

Czasami problem tkwi również w trzpieniu, który jest poruszany przez membranę, można go również wymienić w razie potrzeby, ponieważ istnieją specjalne zestawy naprawcze do tego celu.

Aby lepiej zrozumieć budowę swojego modelu kolumny gazowej, należy dokładnie zapoznać się z instrukcją obsługi i danymi technicznymi urządzenia. Pozwoli to nie tylko zaoszczędzić czas i nerwy, ale także polepszy zrozumienie działania tego urządzenia.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Aby utrwalić zrozumienie struktury kolumny gazowej, może Pan/Pani obejrzeć wideoprzegląd, w którym szczegółowo wyjaśniono rozmieszczenie wszystkich elementów kolumny na żywym przykładzie:

W tym materiale zbadaliśmy budowę domowej kolumny gazowej, zasadę jej działania. Następnie omówiliśmy działanie głównych elementów. A znając główne podzespoły i elementy urządzenia gazowego, czujniki jego systemu bezpieczeństwa, można samodzielnie zdiagnozować usterkę. A jeśli przyczyną nieprawidłowości będzie zanieczyszczenie poszczególnych elementów konstrukcji, to można również wykonać własnoręczną konserwację kolumny gazowej.

Czy chce Pan/Pani uzupełnić powyższy materiał przydatnymi zaleceniami lub zadać pytania, których tutaj nie poruszyliśmy? Proszę pytać o radę naszych ekspertów i innych odwiedzających stronę – formularz kontaktowy znajduje się poniżej.