Jak działa nagrzewnica gazowa

Gazowy podgrzewacz przepływowy jest często rozwiązaniem dla zaopatrzenia w ciepłą wodę w domu. Aby jednak wybrać dobry model spośród wielu dostępnych na rynku, trzeba mieć chociaż minimalną wiedzę na temat urządzenia i zasady działania kotła gazowego.

Sposoby zapalania gazu

Istnieje kilka rodzajów zapłonu, ale wszystkie mają jedną wspólną cechę – główny palnik urządzenia jest zapalany przez zespół wodny, który daje sygnał do podania gazu.

W przeciwnym razie wszystkie urządzenia mogą być wyposażone w następujące rodzaje zapłonu.

1. Zapłon z elementem piezoelektrycznym. Opcja ręcznego przesterowania za pomocą przycisku na zewnętrznej stronie urządzenia. Po naciśnięciu element piezoelektryczny zapala zapalnik, który zapala główny podgrzewacz wody. Ta metoda zapłonu ma tę wadę, że zapłonnik musi być wyłączony ręcznie. Jeśli nie zostanie to zrobione, będzie się nadal palić, co prowadzi do dużego zużycia gazu i tworzenia się kamienia na ściankach rur.
2. Z baterii. W tych modelach palnik główny jest zapalany najpierw przez trzon, a następnie przez iskrę elektryczną. W takich konstrukcjach rolę zapłonnika pełnią specjalne elektrody – bezpośrednio od nich zapalany jest palnik główny. Wadą tych modeli jest konieczność regularnej wymiany baterii. Co najmniej raz na 10 miesięcy lub co 2 miesiące przy regularnym stosowaniu.
   
3. Z turbiny hydraulicznej. W niektórych przypadkach gaz jest zapalany przez obracającą się turbinę, która jest napędzana przez głowę wody. W tych urządzeniach główny palnik jest również zapalany przez iskrę elektryczną, ale nie ma potrzeby monitorowania baterii. Wynika to z faktu, że turbina obracając się sama wytwarza niezbędną energię elektryczną. Komory turbin hydraulicznych nie są zbyt często spotykane na świecie. Wynika to z konieczności zapewnienia wystarczającej wysokości podnoszenia w rurach. Grzejnik będzie pracował przy minimalnym ciśnieniu 0,3 bara. A ten warunek nie wszędzie jest zapewniony.

Przeczytaj też: jak włączyć nagrzewnicę gazową.

Typ komory spalania

Niezależnie od sposobu zapłonu, wszystkie nagrzewnice mają dwa rodzaje komór spalania: otwarte lub zamknięte.

Jeśli konstrukcja komory spalania typ otwarty, powietrze do spalania dopływa bezpośrednio z pomieszczenia do palnika, a spaliny są odsysane za pomocą standardowego okapu. Takie urządzenia mają kilka zalet:

• prosta konstrukcja;
• Praktycznie nie emituje hałasu podczas pracy;
• W większości przypadków nie potrzebują one energii elektrycznej.

Ale ma to poważną wadę. Jeśli wentylator wyciągowy nie działa prawidłowo, może powodować zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu.

Zamknięte komory spalania Charakterystyka urządzeń gazowych z turbiną. Z wyjątkiem rur wlotu i wylotu powietrza, komory te są całkowicie uszczelnione. Powietrze jest odprowadzane przez zintegrowane wentylatory i wydalane przez komin.

Schemat ideowy nagrzewnicy gazowej

Przód i boki grzejnika osłonięte są metalową obudową (1). Na froncie urządzenia znajdują się okno kontrolne (2) do wizualnej kontroli urządzenia. Pod oknem znajdują się elementy sterujące: regulator przepływu gazu (3) i regulator przepływu wody (4). Pomiędzy pokrętłami znajduje się wyświetlacz LCD (5), który pokazuje temperaturę wody dostarczanej do użytkownika.

Na samym dole urządzenia znajdują się przyłącza do dopływu i odpływu wody oraz do zasilania gazem. Z prawej strony podgrzewacza znajduje się dysza (6) do podłączenia zimnej wody z sieci, a z lewej strony rura (7) do odprowadzania podgrzanej wody. Obok niego, ale nieco bliżej środka, znajduje się króciec (8). W tym miejscu podłącza się wąż łączący podgrzewacz z siecią gazową lub w niektórych sytuacjach z Butla gazowa. Na samej górze grzejnika znajduje się kołnierz (9) do podłączenia rury spalinowej (komina).

Wszystkie elementy urządzenia zamontowane są na metalowej podstawie (10), która pełni rolę tylnej ściany urządzenia. Na niej znajdują się 2 otwory do zawieszenia grzejnika na ścianie za pomocą uchwytów.

Nowy gazowy podgrzewacz wody Astra ma podobną konstrukcję.

Struktura wewnętrzna urządzenia

Przyjrzyjmy się teraz, jak zbudowana jest nagrzewnica gazowa od wewnątrz, po zdjęciu obudowy zewnętrznej. Jak wspomniano powyżej, numery przyłączy 6, 7 i 8 służą do podłączenia zimnej wody, odprowadzenia ciepłej wody i podłączenia gazu.

Blok wodny urządzenia (12) łączy się z wlotem wody (6). Wrzeciono (13) wychodzi z bloku wodnego i mocuje pokrętło do regulacji przepływu wody. Część cylindryczna (14) z naciętą ścianką znajduje się poniżej. Pełni rolę korka, który można wyjąć, aby opróżnić urządzenie, jeśli wymaga ono naprawy. Korek posiada również zawór bezpieczeństwa, który otwiera się w przypadku nadmiernego ciśnienia w sieci wodociągowej.

W środku urządzenia znajduje się elektroniczna skrzynka kontrolna (16). To tutaj wyprowadzone są w różnych kierunkach przewody do poszczególnych elementów urządzenia i czujników.

Wnętrze grzejnika

Po lewej stronie, symetrycznie do bloku wodnego – znajduje się gaz (17). Oba moduły są montowane w taki sposób, że stanowią jedną całość. Wychodzi z niego trzpień (18) do regulacji dopływu gazu, podobnie jak trzpień do wody. W połowie drogi między przyłączem gazu a zaworem sterującym znajduje się zawór (19) (zawór elektromagnetyczny).

Na bloku gazowym znajduje się również mikrowyłącznik (15), który po wyłączeniu jest wciskany przez specjalny popychacz. Powyżej widać kolektor (20) połączony z blokiem gazowym poprzez gniazdo montowane na kołnierzu. Rozdzielacz jest przymocowany do korpusu za pomocą 2 śzłotych (21). Dysze znajdują się w tylnej części rozdzielacza. Przez nie gaz jest doprowadzany do palnika (22), który ma 10 rzędów. Na froncie kolektora para elementów, które są podobne z wyglądu, ale pełnią różne role. Po prawej stronie znajduje się świeca zapłonowa (23), która zapala palniki, a po lewej czujnik płomienia (24).

Powyżej kolektora znajduje się miedziany wymiennik ciepła (25). Oddaje on ciepło wynikające ze spalania gazu do przepływającej przez niego wody. Po prawej stronie wężownica wodna (26) połączona jest z wymiennikiem ciepła, a po lewej stronie wylot ciepłej wody (27). Moduł wymiennika ciepła mocowany jest do obudowy urządzenia za pomocą 2 śzłotych (28). Do wylotu ciepłej wody dołączone są 2 czujniki. Górny (29) chroni grzałkę przed przegrzaniem, a ten poniżej (30) służy jako termometr. Prowadzi z niego przewód do wyświetlacza LCD przymocowanego do obudowy urządzenia.

Na górze urządzenia znajduje się przełącznik produkty spalania (31). System różnie ukształtowanych nadproży kieruje strumień gorących spalin w kierunku przewodu kominowego. Po lewej stronie znajduje się wskaźnik ciągu (32), który komunikuje się elektrycznie ze wskaźnikiem przegrzania (29). W dolnej części korpusu ogrzewacza znajduje się blok (34) na 2 baterie. W celu zamocowania zewnętrznej obudowy urządzenia po obu stronach korpusu znajdują się punkty mocowania śzłotych (33).

Schemat pracy wewnętrznej urządzeń gazowych Oasis nie różni się od przedstawionego powyżej, poza obecnością przełącznika lato-zima na przednim panelu. Przeznaczony jest do wyłączania połowy palników pracujących w okresie letnim w celu oszczędzania gazu.

Zasada działania odmierzacza paliwa gazowego

Woda doprowadzana jest do wymiennika ciepła przez dolną część komory. Na górze znajduje się pręt z plastikową płytką, która pasuje do membrany. Pręt wychodzi przez otwór w środku, w kierunku bloku gazowego. Naprzeciwko tego drążka, w module gazowym, znajduje się taki sam, ale połączony z zaworem sprężynowym, do którego przymocowany jest popychacz, pochodzący z przełącznika.

Co się stanie, gdy woda zacznie

Jak działa podgrzewacz gazowy, jeśli woda jest zakręcona? Po otwarciu kranu w punkcie poboru wody następuje.

1. Gdy płyn przechodzi przez żabę, w jej komorze powstaje podciśnienie. Gumowa membrana ugina się pod wpływem nadciśnienia i wypycha płytę gazową na zewnątrz. Ten ostatni przenosi ruch pchający na trzon. Wał modułu wodnego naciska na przeciwległy wał modułu gazowego (37).
2. Popychacz, który jest połączony z prętem, nie trzyma już płytki przełącznika i zostaje zwolniony. Przełącznik zamyka obwód i do elektronicznego modułu sterującego doprowadzane jest zasilanie z komory akumulatora.
3. Ruch tłoczyska zmusza również sprężynę zaworu mechanicznego do odsunięcia się od gniazda i otwiera się kanał doprowadzający gaz do kolektora.
4. Zawór elektromagnetyczny, zasilany z baterii, otwiera się i nie przeszkadza w przepływie gazu przez zawór sprężynowy w kierunku kolektora.
5. Tymczasem jednostka sterująca generuje i wysyła impuls elektryczny do świecy zapłonowej (23) w celu wygenerowania wyładowanie iskrowe, który może zapalić płomień. Gdy wszystkie komponenty zostaną prawidłowo uruchomione, palnik zapala się.

Proces zapłonu jest monitorowany przez czujnik jonizacji (24). W przypadku, gdy palnik nie zapali się w ciągu 6-7 sekund, w celu uniknięcia powstania wysokiego stężenia mieszanki wybuchowej, moduł elektroniczny, nie otrzymawszy impulsu z czujnika, odcina dopływ gazu. W przypadku spalania czujnik tworzy impuls, który powoduje wyłączenie świecy zapłonowej. Jeśli płomień zgaśnie po rozpoczęciu pracy podgrzewacza wody, impuls z czujnika przestaje docierać do modułu sterującego, a moduł sterujący reaguje natychmiast zamykając dopływ gazu za pomocą zaworu elektromagnetycznego.

Wszystkie te funkcje w podgrzewaczu wody Neva mogą być realizowane tylko wtedy, gdy spełniony jest jeden warunek: obwód między dwoma czujnikami nie może być przerwany, a mianowicie czujnikiem kontroli wody wypływającej (29) i czujnikiem ciągu (32). Przekaźniki te są połączone szeregowo, a ich styki są zwarte, gdy czujniki działają. Dlatego oba czujniki muszą być zwarte, aby zasilić moduł sterujący.

Jeśli blok spalinowy posiada czujnik temperatury po lewej stronie, odcina on zasilanie modułu sterującego powstaje słaby ciąg, gazy spalinowe, dzięki specjalnej konstrukcji urządzenia odprowadzającego gazy, nie mogą przepływać w kierunku kanału centralnego i są przenoszone do wnęk bocznych. Ponieważ po lewej stronie znajduje się czujnik temperatury, „wykryje” on nagły wzrost temperatury przerywając obwód zasilania modułu sterującego. Zatrzymuje to dopływ mieszanki palnej i wyłącza palniki.

Podobnie uruchamiany jest przekaźnik, znajdujący się na rurze wylotowej wody ogrzewanej z wymiennika ciepła. Gdy woda nagrzeje się do 90°C, co jest uważane za poziom krytyczny, obwód zasilania jednostki elektronicznej zostanie przerwany.

Działanie przy wyłączonej wodzie

W przypadku przerwania dopływu wody dochodzi do.

1. Ciśnienie w komorach żaby jest zrównoważone. Powrót membrany gumowej do pozycji powoduje ruch płyty palnika połączonej z popychaczem w odpowiednim kierunku do pozycji startowej.
2. Przy ponownym wejściu pręta cylindra zawór poppetowy zostaje zwolniony i niezawodnie odcina dopływ paliwa.
3. W tym samym czasie popychacz zaczyna naciskać na płytkę łącznika, w wyniku czego zostaje przerwany obwód zasilający moduł sterujący.
4. Ponieważ przy wyłączonym urządzeniu sterującym zawór elektromagnetyczny nie jest zasilany, zamyka się on również.

Tak więc zakręcenie wody uruchamia łańcuch procesów, które automatycznie wyłączają podgrzewacz wody. Dla przejrzystości, na poniższym zdjęciu pokazano główne elementy urządzenia (widok od dołu), mające wpływ na jego działanie (zachowano numerację i dodano nowy element, pod numerem 40 – mikrowyłącznik popychacza).

Główne elementy nagrzewnicy gazowej

Wyświetlacz informacyjny (38) jest również połączony kilkoma przewodami z układem elektronicznym sterującym podgrzewaczem wody oraz z czujnikiem temperatury (39) na króćcu odpływowym. Wyświetlacz odgrywa tylko rolę rola informacyjna i nie uczestniczy w obsłudze i regulacji gazowego podgrzewacza wody.

Urządzenie jest w stanie pracować nawet przy wyłączonym wyświetlaczu LCD, np. po zdjęciu obudowy zewnętrznej, na której jest zamontowane.

Podsumowując, nagrzewnica gazowa jest dość skomplikowanym i niezawodnym urządzeniem. Przez wiele lat ich istnienia konstrukcja tych jednostek nie uległa większym zmianom, poza tym, że dla wygodniejszej obsługi jednostek zastosowano elektroniczne węzły sterujące i monitorujące.