Устройство газовой колонки

Принцип работы газовой колонки: особенности устройства и работы газового водонагревателя

Если в вашем доме нет ГВС или же вам постоянно отключают горячую воду, то жить становится совсем неуютно. Но это не повод отказываться от теплого душа прохладным осенним вечером, согласны? Решить эту проблему можно с помощью установки газовой колонки, как делают многие пользователи. Но как работает такой миниатюрный водонагреватель и сможет ли он справиться со своей задачей?

Обо всем этом мы детально поговорим в нашей публикации — здесь рассмотрен принцип работы газовой колонки, схемы ее устройства. А также акцентировано внимание на основных неисправностях оборудования и способах справится с ними. Изложенный материал дополнен наглядными иллюстрациями, схемами и видеороликами.

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.

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.

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.

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.

При этом, мощность пламени и мощность потока воды через колонку можно регулировать с помощью регуляторов на передней панели.

А теперь рассмотрим подробнее, как происходит зажигание горелки и как с этим связан уже упомянутый водяной узел.

Способ зажигания газа

Вообще, газовые колонки основываются на трёх способах зажигания газа. Как видно на схеме, во всех трёх случаях сигналом к зажиганию основной горелки служит реакция водяного узла (лягушки).

Вот три способа зажигания:

  • с помощью пьезоэлемента;
  • от батареек;
  • от вращения гидротурбины.

Зажигание с помощью пьезоэлемента – это ручное зажигание, и предполагает наличие кнопки на передней панели. Нажатие кнопки вызывает замыкание пьезоэлемента, который зажигает запальник. Он, в свою очередь, поджигает основную горелку после сигнала штока, который двигается водной мембраной при активном напоре воды.

Запальник продолжает гореть небольшим пламенем пока не будет выключен вручную. Это приводит к увеличенному расходу газа и повышенному образованию накипи в трубах. Одним из газовых проточных водонагревателей с ручным поджигом является Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Газовые колонки некоторых моделей работают на батарейках. При этом поджиг происходит от электрической искры после сигнала штока. Таким образом, вместо запальника здесь присутствуют электроды, которые напрямую зажигают основную газовую горелку.

Но батарейки необходимо менять в среднем раз в 10 месяцев, а при постоянном использовании — раз в 2 месяца, чтобы не было непредвиденных обстоятельств. Одной из таких колонок на батарейках является Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Иногда розжиг происходит от вращения гидротурбины (при потоке воды). Зажигание происходит также от электрической искры, но батарейки менять не нужно, ведь турбина сама генерирует электричество в процессе протекания воды.

Но для срабатывания гидротурбины необходимо высокое давление в трубах, минимум в 0,3 бар. Далеко не в каждом доме есть такое давление. В России и других странах СНГ не советуют покупать такие колонки из-за нестабильного напора воды. Как пример такой модели — газовая колонка Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, которая заметно дороже двух вышеуказанных моделей.

Устройство водяного узла колонки

Устройство водяного узла представляет особый интерес. Его структуру можно увидеть на схеме внизу, подписи к деталям — под схемой. Остальные обозначенные элементы служат для креплений.

Читайте также:  Теплообменник для кирпичной печи своими руками

Основные рабочие детали это шток и диафрагма, под действием которой он движется когда в нижней части начинается проток воды. Шток открывает клапан и пропускает газ в горелку, который затем поджигается.

Ещё один рабочий элемент — шарик из ПВХ, служащий предохранителем. Он перекрывает ток газа при резких перепадах давления в водопроводных трубах — гидравлических ударах, о которых мы также ещё поговорим.

Тип камеры сгорания

По устройству камер сгорания бывают газовые колонки двух типов: с открытой и с закрытой.

Колонки с открытой камерой сгорания имеют открытый доступ воздуха к горелке, а продукты сгорания уходят в вытяжку.

Такие модели более простые, чем турбированные , о которых речь пойдёт ниже, их работа практически бесшумная и в большинстве случаев они не требуют электричества. Однако из-за открытой связи между камерой сгорания и помещением возможно загрязнение воздуха в помещении при плохой работе вытяжки.

Колонки с закрытой камерой сгорания являются турбированными . Камера сгорания в них герметичная, помимо каналов для нагнетания и выхода воздуха. Нагнетается он туда вентилятором через коаксиальные трубы и выходит на улицу через дымоход, вместе с продуктами сгорания.

Такие колонки обычно полностью автоматизированы, в них отсутствуют элементы ручного управления, а датчики тяги и температуры в них более чувствительные. Эти колонки “современные” и более безопасные.

На иллюстрациях выше была изображена газовая колонка именно с закрытой камерой сгорания. Для сравнения, на следующей иллюстрации можно увидеть устройство колонок двух типов рядом. Вы найдёте у них много схожих элементов, но принцип удаления продуктов горения заметно отличается.

Основные характеристики колонок

А теперь поговорим об аспектах практического использования колонки. Одна из основных характеристик — производительность. Она прямо соотносится с мощностью, которая указывается в кВт и показывает объём воды, нагреваемый за минуту на 25 °C.

Характеристики обычно указываются в паспорте устройства. Обычная колонка греет за минуту 10-20 литров воды на 25 °C, хотя эта величина может значительно колебаться.

Ещё одна характеристика современных колонок — модуляция мощности. Она показывает, как может меняться мощность колонки в зависимости от потока воды и измеряется в процентах от начальной мощности.

Для модуляции колонки оборудуются специальной арматурой с мембраной, которая меняет подачу газа на горелку в зависимости от протока. Нормальной считается модуляция в диапазоне 40-100% мощности прибора.

Датчики безопасности и их значение

Газовая колонка может быть опасной, ведь она связана одновременно с водной и газовой магистралями, каждая из которых и по отдельности может представлять угрозу.

При проблемах с подачей газа или воды, датчики безопасности отключают работу колонки, а специальные клапаны перекроют подачу воды или газа.

Обычно газовые колонки выдерживают напряжение до 10-12 бар, что в 20-50 раз выше, чем обычное давление в трубах. Такие резкие скачки возможны при так называемых гидравлических ударах.

Но если давление ниже, чем 0.1-0.2 бар, то колонка не сможет работать. Нужно внимательно изучить инструкцию и характеристики перед покупкой, чтобы понять, оптимизирована ли колонка под низкое давление воды в трубах стран СНГ и будет ли исправно работать. И наоборот — будет ли она выдерживать резкие перепады давления, что тоже, увы, не редкость в наших условиях.

Вообще, современная газовая колонка содержит много датчиков безопасности. Все они, в случае поломки, могут быть заменены.

Подробнее о назначении и месте расположения датчиков — в таблице ниже.

Название датчика Место расположения и назначение датчика
Датчик тяги дымохода Расположен в верхней части устройства, связывающей колонку с дымоходом. Отключает колонку при отсутствии тяги в дымоходе
Газовый клапан Находится в патрубке для подачи газа. Отключает колонку при падении давления газа
Датчик ионизации Находится в камере устройства. Отключает устройство, если пламя гаснет при включенном газе.
Датчик пламени Находится в камере устройства. Перекрывает газ, если пламя не появляется после поджига
Клапан сброса Находится на патрубке подачи воды. Отключает воду при повышенном давлении в трубопроводе
Датчик потока Отключит колонку, если прекратит литься вода из крана или если отключится водоснабжение
Датчик температуры Расположен на трубах теплообменника. Заблокирует работу горелки при значительном перегреве воды, чтобы избежать повреждений и ожогов (в основном срабатывает при +85ºС и выше)
Датчик пониженного давления Не даст колонке включиться при пониженном давлении воды в трубах.

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 напораобразование накипи в трубах теплообменника. В таком случае, нужно снять теплообменник, и промыть трубы специальными жидкостями для удаления накипи.

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.

Читайте также:  Утепление стен снаружи пенополистиролом под сайдинг

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.

Выводы и полезное видео по теме

Для закрепления понимания структуры газовой колонки можете посмотреть видеообзор , где подробно объясняется расположение всех элементов колонки на живом примере:

В этом материале мы изучили устройство бытовой газовой колонки, принцип её действия. Затем рассмотрели работу основных элементов. А зная основные узлы и элементы газового оборудования, датчики его системы безопасности, можно своими силами диагностировать поломку. А если причина неисправности будет заключаться в загрязнении отдельных элементов конструкции, то и выполнить собственноручное обслуживание газовой колонки.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными рекомендациями или задать вопросы, которые мы не затронули здесь? Спрашивайте совет у наших экспертов и других посетителей сайте – форма обратной связи расположена ниже.

Как работает газовая колонка

Для решения вопроса по обеспечению жилища горячей водой часто выбор останавливается на газовом водонагревателе проточного типа. Но, чтобы выбрать хорошую модель из множества представленных на рынке, необходимо иметь хотя бы минимальные знания об устройстве и принципе работы газовой колонки.

Способы зажигания газа

У колонок существует несколько типов зажигания, но всех их объединяет одно – основная горелка устройства зажигается с помощью водяного узла, который подает сигнал на подачу газа.

В остальном же все колонки могут иметь следующие виды зажигания.

  1. Зажигание от пьезоэлемента. Вариант ручного управления, при котором на внешней панели устройства расположена кнопка включения. При ее нажатии пьезоэлемент поджигает запальник, от которого зажигается основная колонка. Такой способ зажигания имеет один минус – запальник необходимо выключать вручную. Если этого не сделать, то он будет продолжать гореть, что приведет к перерасходу газа и образованию накипи на стенках трубок.
  2. От батарейки. В таких моделях сначала подается сигнал от штока, а потом электрическая искра осуществляет поджиг. В таких конструкциях роль запальника играют специальные электроды – основная горелка зажигается от них напрямую. Из минусов таких моделей можно отметить необходимость регулярно менять батарейки. Как минимум, это надо делать раз в 10 месяцев, а при регулярном использовании – каждые 2 месяца.
  3. От гидравлической турбины. В некоторых случаях зажигание газа может осуществляться с помощью вращающейся турбины, которая приводится в действие напором воды. В таких колонках основная горелка также зажигается от электрической искры, однако следить за батарейками не нужно. Связано это с тем, что турбина при вращении сама вырабатывает необходимое электричество. Колонки с гидравлической турбиной не слишком распространены в России. Связано это с необходимостью обеспечить достаточный напор в трубах. Колонка будет работать при давлении не менее 0,3 бар. А такое условие обеспечивается далеко не везде.

Тип камеры сгорания

Независимо от способа зажигания газа, во всех колонках камеры сгорания могут быть двух типов: открытого или закрытого.

Если конструкция камеры сгорания открытого типа, то в нее воздух попадает напрямую из помещения, а все продукты горения удаляются с помощью обыкновенной вытяжки. Такие устройства обладают несколькими преимуществами:

  • простая конструкция;
  • при работе практически не издает шума;
  • чаще всего электричество им не нужно.

Однако у таких камер есть один существенный недостаток. В том случае, когда вытяжка не работает должным образом, может произойти загрязнение воздуха в комнате.

Закрытые камеры сгорания характерны для газовых колонок с турбиной. Конструкция таких камер, за исключением труб для подачи и вывода воздуха, полностью герметична. Подается воздух с помощью встроенных вентиляторов, а удаляется через дымоход.

Закрытая камера сгорания в колонке полностью герметична

Закрытая конструкция камеры сгорания свойственна более современным моделям колонок с автоматическим режимом работы. Благодаря наличию различных датчиков такие модели считаются наиболее безопасными.

Датчики безопасности – где располагаются и для чего необходимы

Любая газовая колонка при неправильном использовании может представлять опасность. Связано это с тем, что она одновременно подключена к трубопроводам газо- и водоснабжения, которые даже по отдельности могут создать проблемы. Специально для предотвращения опасностей в устройствах предусмотрены датчики и клапаны, которые в случае возникновения проблем отключают устройство и перекрывают подачу воды и газа.

Стандартные газовые колонки способны выдержать резкий скачок давления воды до 10-12 бар, что значительно превышает напор в городских трубопроводах водоснабжения. Однако при давлении в 0,2 бара и ниже устройство попросту не будет работать.

Важно! Перед тем, как покупать колонку, обязательно нужно ознакомиться с ее основными характеристиками. Особое внимание важно уделить тому, при каком напоре воды она будет работать.

Все современные модели колонок оснащены различными датчиками. Можно выделить следующие разновидности.

  1. Датчик тяги. Располагается в узле подсоединения дымохода к колонке. Отключает устройство, если нет тяги.
  2. Газовый клапан. Если возникают проблемы с подачей газа, отключает колонку. Располагается в патрубке подачи газа.
  3. Датчик ионизации. Необходим для отключения устройства в том случае, когда пламя гаснет при действующей подаче газа. Находится в камере сгорания.
  4. Датчик пламени. Если в процессе поджига пламя не появляется, то датчик блокирует подачу газа. Располагается в камере.
  5. Клапан сброса. С его помощью производится отключение подачи воды при резком скачке давления. Расположен в патрубке подачи воды.
  6. Датчик потока. Выключает устройство, если прекращается подача воды.
  7. Температурный датчик. Располагается на трубах теплообменника. Датчик необходим для того, чтобы контролировать нагрев воды. Если температура будет превышать +85°С, то он отключает горелку.
  8. Датчик давления. Если в трубах подающих воду падает давление, датчик отвечает за отключение колонки.

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.

Читайте также:  Современные отделочные материалы и их особенности

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).

Схема внутреннего устройства газовой колонки Оазис ничем не отличатся от приведенной выше, разве что наличием переключателя “зима-лето” на передней панели. Он предназначен для отключения половины работающих горелок в летний период для экономии газа.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы газовой колонки, нужно вначале рассмотреть, какой системой безопасности она оснащена. Когда агрегат пребывает в выключенном состоянии, электричества управляющий блок (16) не получает, так как цепь разорвана в микровыключателе (15). Пластина выключателя прижимается толкателем, и, пока это происходит, он находится в отключенном состоянии.

Электромагнитный клапан (19) также закрыт и перекрывает подачу газа от входного патрубка, поскольку на него не поступает питание. Но это не единственное место, перекрывающее газ — он еще перекрывается с помощью пружинного клапана, который располагается в газовом модуле (35). Нерабочее состояние клапана характеризуется прижатием прокладки тарелки к седлу, что обеспечивает полное перекрытие подачи горючей смеси к коллектору.

Водяная секция состоит из двухкамерного модуля (36), в просторечии называемого “лягушкой”, с эластичной мембраной из резины. С помощью специального канала камеры “лягушки” могут сообщаться. Когда подача воды отключена, давление в камерах выравнено, и мембрана находится в положении равновесия.

Принцип работы колонки газовой

Вода к теплообменнику подается через нижнюю часть камеры. Наверху установлен шток с тарелкой, изготовленной из пластика, которая прилегает к мембране. Шток выходит наружу через отверстие в середине, по направлению к блоку газа. Напротив данного штока, в газовом модуле, находится такой же, но соединенный с пружинным клапаном, к которому прикреплен толкатель, идущий от выключателя.

Что происходит при пуске воды

Как работает газовая колонка, если отрыть воду? При открывании на точке потребления (водозабора) крана с водой, происходит следующее.

  1. При прохождении потока жидкости через “лягушку”, в ее камере создается разрежение. Резиновая мембрана под действием повышенного давления выгибается и выталкивает тарелку. Последняя передает толкающее движение на шток. Шток водяного модуля толкает расположенный напротив шток газового модуля (37).
  2. Далее толкатель, имеющий связь со штоком, больше не держит пластину выключателя, и она отпускается. При этом выключатель замыкает цепь, и электропитание начинает поступать в электронный управляющий модуль из секции с батарейками.
  3. Движение штока также заставляет отжаться пружину механического клапана, вследствие чего тарелка отходит от седла, и канал подачи газа к коллектору становится открытым.
  4. Электромагнитный клапан, получив питание от батареек, открывается и не препятствует прохождению газа через пружинный клапан по направлению к коллектору.
  5. Тем временем блок управления вырабатывает и направляет в свечу (23) электрический импульс для создания искрового разряда, способного разжечь пламя. При штатном срабатывании всех узлов — горелка загорается.
Читайте также:  Характеристики винтовых фундаментов

Процесс розжига контролируется датчиком ионизации (24). В случае, когда горелка не загорается в течение 6-7 секунд, то, чтобы избежать накопления высокой концентрации взрывоопасной смеси, электронный модуль, не получив импульса от датчика, перекроет подачу газа. При наличии горения, датчик сформирует импульс на отключение свечи зажигания. Если после начала работы водонагревателя пламя погаснет, то и импульс от датчика перестанет приходить в модуль управления, после чего он незамедлительно отреагирует на это перекрытием газа с помощью электромагнитного клапана.

Выполнение всех этих функций в газовой колонке Нева возможно только при соблюдении одного условия: цепь между двумя датчиками не должна быть разорвана, а именно — между температурным датчиком контроля воды на выходе (29) и датчиком тяги (32). Эти реле соединены последовательно, и их контакты находятся в замкнутом состоянии, когда датчики находятся в рабочем состоянии. Поэтому, чтобы на управляющий модуль поступало питание, оба датчика должны замыкать цепь.

Если в дымоотводном блоке образуется слабая тяга, то продукты сгорания, благодаря особой конструкции газоотводящего блока, не могут пройти по направлению к центральному каналу, и направляются в боковые полости. Поскольку слева располагается температурный датчик, он «обнаружит» внезапный подъем температуры, разорвав цепь подачи питания на управляющий модуль. Это приведет к остановке подачи горючей смеси и отключению горелок.

По аналогии срабатывает и реле, которое размещено на патрубке для отвода нагретой воды из теплообменника. Когда вода нагреется до 90°С, а это считается критическим уровнем, то цепь питания электронного блока будет разорвана.

Работа при выключении воды

Когда подача воды отключается, происходит следующее.

  1. Происходит уравновешивание давления в камерах «лягушки». Возвращение мембраны из резины на место вызывает движение тарелки, подсоединенной к толкателю в соответствующем направлении до начального положения.
  2. При возвращении штока освобождается тарельчатый клапан, надежно перекрывающий подачу горючего.
  3. В это же время толкатель начинает прижим пластины выключателя, вследствие чего происходит разрыв цепи, питающей модуль управления.
  4. Поскольку электромагнитный клапан после отключения управляющего блока не получает электричества, то он также закрывается.

Таким образом, отключение воды вызывает запуск цепочки процессов, которые в автоматическом режиме выключают водонагревательный аппарат. Для наглядности на фото ниже показаны основные узлы агрегата (вид снизу), влияющие на его работу (нумерация сохранена и добавлена новая позиция, под номером 40 – толкатель микровыключателя).

Основные узлы колонки газовой

Информационный дисплей (38) также подключен к электронной схеме управления водонагревателем и температурным датчиком (39) на выходном патрубке с помощью нескольких проводов. Дисплей играет только информационную роль и не участвует в работе и настройке газового водонагревателя.

Агрегат способен работать и при отключенном ЖК дисплее, например, после снятия внешнего кожуха, на котором он закреплен.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что газовая колонка является достаточно сложным и надежным при эксплуатации аппаратом. За многие годы существования данных агрегатов, их конструкция изменилась ненамного, разве что для более удобного управления в аппаратах стали использоваться электронные узлы управления и контроля.

Принцип работы и устройство газовой колонки

Популярностью газовые проточные водонагреватели пользовались в прошлом столетии, но и сейчас они не утратили свою актуальность. За это время произошло усовершенствование приборов, однако, основное устройство газовой колонки осталось неизменно.

Особенности конструкции колонки

Газовая колонка для воды любой модели работает по принципу проточного нагревателя. Устройство приборов от разных производителей отличается только наличием дополнительных функций и дизайном. Основные составляющие проточного нагревателя следующие:

  • корпус;
  • патрубки для подключения газа и воды;
  • дымоход;
  • водяной и газовый узел;
  • теплообменник;
  • камера сгорания;
  • запальник и горелка;
  • система розжига;
  • комплект датчиков.

Современные модели с авторозжигом комплектуют электронным блоком управления. К таким приборам относится колонка с турбиной. В конструкции водонагревателя добавлен нагнетающий вентилятор. Установлена камера сгорания закрытого типа и модуляционная горелка, позволяющая плавно изменять высоту пламени.

Основная схема проточного газового водонагревателя одинаковая для всех моделей, поэтому рассмотрим устройство колонки марки «Нева».

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.

Газовые колонки марок «Нева» и «Астра» схожи по устройству.

Внутренние элементы колонки

Под кожухом спрятаны рабочие узлы газовой колонки:

  • Патрубок подвода трубопровода ХВС соединен с водяным блоком. На этом узле установлен механизм с рукояткой для регулировки напора жидкости. Водяной блок имеет пробку с предохранительным клапаном. Узел используют для слива воды в случае ремонта или стравливания избыточного давления.
  • Рядом с водяным блоком размещен газовый узел. В совокупности они образуют единую систему. Газовый блок оснащен регулировочным штоком с рукояткой, проворачиванием которой добиваются оптимальной температуры воды на выходе из крана. Патрубок подключения газопровода соединен с блоком через электромагнитный клапан. В случае отсутствия тяги, погасания пламени горелки и других аварийных ситуациях запорный узел перекрывает подачу газа. В штатной ситуации клапан просто отсекает газ при выключении колонки.
  • Газовый блок соединен патрубком с коллектором. С задней его части установлены сопла, подающие газ на горелку. Спереди к коллектору подсоединена свеча розжига, подающая искру на запальник. Рядом установлен датчик пламени горелки, расположенной в камере сгорания.
  • Над коллектором расположен медный теплообменник. Он состоит из изогнутой трубы с ребрами. Узел забирает тепло сгорающего газа и отдает его воде. Холодная вода подается на теплообменник через водяной узел. Выход нагревательного узла соединен с патрубком отвода горячей жидкости. Здесь же установлены датчики защиты от перегрева и контроля температуры. Один из них является термометром, отправляющим показания на ЖК дисплей.
  • Между камерой сгорания и дымоходным патрубком располагается отводящая система продуктов горения. По сути – это еще одна камера с перегородками. Перемычки образуют каналы, направляющие продукты горения в дымоход. Внутри камеры стоит датчик контроля тяги в дымоходе. По электроцепи он связан с датчиком, контролирующим перегрев.
  • Снизу корпуса водонагревателя расположено два блока. Один из них предназначен для установки батареек. Второй – это блок управления. От электронного управляющего модуля провода подсоединены ко всем датчикам газовой колонки.
Читайте также:  Тюль на кухню своими руками - Всё о шторах и гардинах

Внешнее и внутреннее устройство приборов разных марок схоже. Отличаться может исполнение узлов и наличие дополнительных функций.

Газовая колонка марки «Оазис» имеет аналогичное устройство, как и «Нева». Отличием является наличие дополнительной функции «зима-лето». Переключателем, установленным на фронтальной панели, отключают часть горелок. Летом такая функция помогает экономить расход газа.

Виды розжига горелки

Современный проточный газовый водонагреватель выпускают с авторозжигом и ручной системой розжига запальника.

Из экономических соображений ручной розжиг невыгодный. Система состоит из пъезоэлемента, приводимого в действие нажатием кнопки. С нажимом клавиши вырабатывается искра, разжигающая запальник. Действие несложное, но запальник в течение дня постоянно горит, расходуя газ. Выключать его нерационально, так как придется часто заново разжигать при необходимости потребления горячей воды.

Авторозжиг происходит сразу после открытия крана горячей воды:

  • Первый принцип работы электронного розжига основан на батарейках. Находящийся в ожидании запальник не горит. Когда открывают кран смесителя, давление в водопроводе изменяется и датчик дает сигнал электронному блоку на осуществление розжига. От энергии батареек создается искра. Загоревшееся на запальнике пламя разжигает горелку. Сделав свое дело, запальник выключается до следующего пуска. Розжиг от батареек не требует много энергии. Заряда элементов хватает на год.
  • Второй принцип работы авторозжига основан на гидрогенераторе. Проточный газовый водонагреватель вместо батареек комплектуется турбиной. В движение ее приводит поток воды, создающийся в водопроводе во время открытия крана смесителя. Гидрогенератор вырабатывает искру, разжигающую запальник.

Газовые колонки с авторозжигом выгодны из-за меньшего расхода газа и удобства пользования.

Разновидности камер сгорания

Камеры сгорания бывают двух типов:

  • Открытую или атмосферную камеру производители чаще всего устанавливают на водогрейных колонках из-за простоты и дешевизны конструкции. Циркуляция воздуха, требуемого для поддержания горения, поступает внутрь камеры естественным путем.
  • В закрытую камеру воздух нагнетают вентилятором. Такие газовые колонки называются турбинированными.

Создание принудительной тяги позволяет работать водонагревателю при любых условиях. Агрегат с открытой камерой не разожжется, если отсутствует тяга. Подобная неприятность наблюдается при плохих погодных условиях, когда ветер задувает в дымоход.

Принцип работы проточного газового прибора для нагрева воды

Кратко охарактеризовать принцип работы газовой колонки можно так: открыли кран горячей воды – разожглась горелка, прекратился расход воды – горелка погасла. Подробнее это происходит так:

  • Во время открытия крана начинается движение воды. От действия потока происходит срабатывание водяного узла. Механизм воздействует на газовый узел. Клапан открывается, и газ подается на горелку, где происходит розжиг от запальника.

Если напор в кране будет слабый, горелка колонки не зажжется.

  • Прогрев воды осуществляется в теплообменнике. Циркулирующая по змеевику жидкость нагревается, после чего по трубопроводу поступает к смесителю.
  • Во время горения воздух внутрь камеры поступает естественным путем через технологические отверстия кожуха и смотровое окно. Отработанные газы уходят через дымоход. Естественная циркуляция воздуха создает тягу. Если ее нет, датчики дают сигнал на отключение горелки.
  • Когда водоразборный кран будет закрыт, водяной и газовый узел срабатывают. Подача газа прекратится, после чего последует погасание горелки.

Газовые колонки турбинированного типа работают аналогично. Отличается только способ подачи воздуха внутрь закрытой камеры. За эту функцию отвечает нагнетающий вентилятор. Дымоходом и нагнетающим трубопроводом служит двустенная труба. Ее выводят на улицу. По внутреннему каналу отводятся продукты сгорания, а по наружному проходу с улицы поступает чистый воздух.

Основные неисправности проточного агрегата

Среди основных неисправностей чаще всего встречается затухание пламени горелки. Выделяют 4 распространенные причины:

  • в дымоходе пропала тяга;
  • вышел из строя датчик;
  • повреждена мембрана водяного узла;
  • слабое поступление воды из-за засора фильтра, установленного на входящем патрубке.

С проблемой слабого нагрева воды пользователь сталкивается после 1–2 года пользования колонкой. Змеевик теплообменника внутри обрастает накипью. Чем жесткость воды больше, тем быстрее это происходит. Избавляются от накипи промыванием змеевика кислотными растворами.

В случае разгерметизации соединений происходит перегрев колонки сразу после прекращения разбора воды. Выявляют причину и место утечки по образовавшимся каплям. Соединения перетягивают с заменой прокладок.

Современные газовые колонки производят с множеством датчиков, обеспечивающих безопасное использование агрегата. Основным недостатком считается сложность монтажа. В стенах потребуется вырубить окно для дымохода. Подключать колонку имеют право работники газовой службы и только тогда, когда хозяин оформит все разрешительные документы.

Принцип работы и устройство газовой колонки

Еще в прошлом веке в квартирах появились и стали популярны газовые колонки. Устройство этого агрегата, в отличие от бойлеров, построено таким образом, что в колонке успевает нагреться холодная вода, проходящая потоком через нее. В настоящее время существует множество моделей таких устройств, и если их сравнивать с электрическими нагревателями, то газовые аппараты являются более экономичными.

Устройство агрегата

Независимо от фирм, которые производят эти агрегаты, особенности устройства практически у всех одинаковые. В настоящее время существует два вида конструкций газовых колонок. Они бывают:

  • с открытой камерой сгорания;
  • турбированные.

Второй вид отличается закрытой камерой сгорания, а нагнетание воздуха происходит с помощью вентилятора. Общее устройство агрегата можно рассмотреть на примере Львовской водогрейной колонки ВПГ-23.

Из данного видео узнаем принцип работы газовой колонки:

Читайте также:  Способы удаления водоэмульсионной краски

Это довольно простая и неприхотливая в обслуживании модель нагревателя. Устройство довольно старое и давно с успехом применяется во многих домах и квартирах. Колонка состоит из следующих элементов:

  • газоотвода;
  • теплообменника;
  • газовой горелки;
  • крана;
  • электромагнитного клапана.

В свою очередь, теплообменник состоит из калорифера и камеры сгорания, по которой проходит трубопровод холодной воды, выполненный в виде змеевика. Газовая горелка состоит из 13 секций и коллектора, соединенных между собой. При помощи газового отвода происходит удаление продуктов горения непосредственно в дымоотводную трубу.

С помощью крана производится подача газа на запальник или перекрытие газовой трубы на длительное время. Подвод воды осуществляется слева к нижней части водяной системы колонки, которая состоит из сопла, мембраны, штока с тарелкой, замедлителя зажигания, сальника и пружины штока.

Принцип работы

Газовая колонка устроена таким образом, что ее работа по подаче воды происходит в автоматическом режиме. Когда вода попадает в сопло, то ее скорость движения значительно увеличивается. Жидкость через отверстия попадает в верхнюю полость над мембраной.

За счет пружины мембрана поднимается, одновременно толкая шток водяной части, который, упираясь в газовый привод, открывает клапан, и газ начинает поступать к горелке. Если подачу воды перекрыть, то действие штоков происходит в обратном порядке и топливо перестает поступать в камеру сгорания. В газовой системе встроен предохранительный клапан.

Его принцип работы в устройстве газовой колонки сводится к тому, что при прекращении горения происходит автоматическое отключение подачи газа. Выполняется это действие благодаря установленной в клапане термопаре, которая обогревается непосредственно открытым огнем.

Термопара в электрической схеме газовой колонки соединена с клапаном, и при нагреве она вырабатывает краткосрочное напряжение, которое воздействует на электромагнит запорного устройства. При прекращении горения термопара остывает и прекращает вырабатывать ток, а клапан за счет пружины перекрывает подачу газа.

Популярные модели колонок

В настоящее время выбор газовых нагревателей как отечественного, так и зарубежного производства довольно велик. При отсутствии централизованного горячего водоснабжения они становятся все популярней. Среди них стоит отметить следующие модели:

  1. Bosch WR 10−2P — эта марка является образцом последних разработок в производстве колонок. Хотя она и обладает большими габаритами, но имеется возможность подключить ее к двум точкам водозабора одновременно. Благодаря встроенному пьезоэлементу запуск оборудования происходит быстро и легко. В нагревателе предусмотрен датчик загазованности, который сразу перекрывает подачу топлива, если оборудование начинает работать с большим выделением вредных примесей. Срок службы этого агрегата составляет 15 лет.
  2. Ariston Fast Evo 11B — работа этого устройства полностью автоматизирована, то есть оно включается и останавливает нагрев самостоятельно. За минуту эта газовая колонка способна нагреть до 14 л холодной воды, при этом регулировка температуры проводится только один раз, а в дальнейшем все происходит в автоматическом режиме.
  3. Neva 4510-M — нагреватель, обладающий компактной конструкцией небольших размеров. Розжиг газовой горелки происходит автоматически, что облегчает ее запуск. В агрегат встроена модуляция пламени в зависимости от количества подаваемой воды. Все управление осуществляется двумя ручками, которые отвечают за количество воды и ее температуру.

Стоит также отметить следующие марки газовых колонок: Mora Vega 10, Ariston Gi7S 11L FFI, Gorenie GWH 10 NNBW и др.

Неисправности и их устранение

Очень часто встречается ситуация, когда колонка не зажигается. Обычно это случается, когда отсутствует тяга в вентиляции. Причиной может стать образование большого количества сажи или попадание постороннего предмета в воздуховод.

Большинство моделей снабжены специальным защитным устройством, которое и блокирует поступление газа. Поэтому непосредственно перед запуском необходимо проверять тягу с помощью зажженной спички или листка бумаги.

В аппаратах с автоматическим розжигом могут выйти из строя элементы питания, которые следует заменить. А также нагреватель может не запускаться, если в системе водоснабжения слабый напор. Происходит это часто из-за засорения водяных фильтров.

Бывают такие случаи, когда газ зажигается и тут же гаснет. Здесь необходимо отрегулировать подачу холодной и горячей воды. Из-за образования в теплообменнике накипи происходит уменьшение напора горячей воды из колонки.

В этом случае теплообменник снимают и прочищают с использованием химических веществ. При правильной эксплуатации и техническом обслуживании нагреватель может прослужить очень долго, даже превысив установленный срок службы.

Устройство, схема и принцип работы проточных газовых колонок

Человек привык к благам цивилизации и уже не представляет жизнь без горячей воды. Гигиенические процедуры, уборка помещения, стирка и приготовление пищи немыслимы в холодной воде. Не всегда есть возможность пользоваться услугами централизованного горячего водоснабжения и тогда газовые водонагреватели приходят на помощь.

  1. История газовых колонок
  2. Устройство газового водонагревателя
  3. Принцип работы
  4. Запальные механизмы газовых колонок
  5. Отличия газовой колонки «Нева»
  6. Отличия в устройстве газовой колонки «Вектор»
  7. Отличия газовой колонки «Оазис»
  8. Отличия водонагревателя газового «Кубаночка»
  9. Отличия газовой колонки «Львовская»

История газовых колонок

Массовое применение газовых колонок началось в Советском Союзе в середине прошлого века. Сразу при строительстве нового многоквартирного дома водонагреватель проточный устанавливался строителями в готовое жилье.

Такой подход позволял решить проблему с горячей водой сравнительно небольшими ресурсами. Подвести централизованное горячее водоснабжение в те годы было сложно и дорого из-за отсутствия коммунальной инфраструктуры в развивающейся стране. Намного практичней подвести газопровод, который решал сразу несколько задач, и одну магистраль холодного водоснабжения.

Старые газовые колонки были монументальны, страдали множеством технических недоработок, например, у них не срабатывала система розжига. Самая известная проблема тех водонагревателей, которой пугают потребителя до сих пор, – колонка взрывается.

Здесь сразу представляют взрыв газа, но на самом деле взрывался не газ, а водяной пар. При закипании вода превращается в пар, его объем много больше объёма воды, давление на стенки котла увеличиваются и при критическом количестве пара происходил разрыв стенок котла.

С развитием коммунальной отрасли хозяйства бытовые приборы перестали использоваться, но не исчезли навсегда. Их недостатки в конструкции были исправлены. Применение современных, альтернативных центральному, источников горячей воды стало привычным и безопасным.

Устройство газового водонагревателя

Проточный водонагреватель отличается по типу камеры сгорания газа:

Читайте также:  Теплый пол под ковер: достоинства и недостатки

  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.

Запальные механизмы газовых колонок

Необходимо обратить внимание на запальные механизмы в газовых колонках. Это наиболее капризные узлы бытового прибора. Они, по сути, отвечают за нормальную работу водонагревателя:

  1. Постоянно горящий фитиль применяется на старых приборах. Его постоянное использование наносит вред внешнему виду устройства. Со временем внешние стенки около фитиля выгорают и чернеют.
  2. Запал на батарейках может перестать работать в любой момент. Держать к газовой колонке необходимо запас батареек и постоянно проверять их работоспособность.
  3. Пьезоэлемент в газовой колонке довольно частое решение производителей. Его работа не всегда стабильна. Он чувствителен к влажности в помещении и другим факторам окружающей среды.
  4. Наиболее надёжный запальный механизм используется в газовых колонках, подключённых к бытовой электросети. На его работу практически не влияют внешние факторы. Он прост и надёжен.

Отличия газовой колонки «Нева»

Наиболее известные среди потребителей модели автоматических газовых колонок «Нева» — 4510 и 4510. В устройстве газовой колонки «Нева» установлена система розжига, работающая от двух батареек.

Средняя служба комплекта батареек один год. Устройства оснащены основными системами безопасности, в том числе «газ-контроль».

Их размеры сравнительно небольшие, что было оценено потребителями. В названии моделей зашифрована серия – 45, производительность литров в минуту – 10 и модификация агрегата М – установлен медный теплообменник.

Производят бытовые приборы в Санкт-Петербурге, что является привлекательным для потребителей, положительно относящимся к отечественному производителю. Как работает аппарат «Нева» оценили потребители, отдавая предпочтение покупке колонок именно этого производителя.

Отличия в устройстве газовой колонки «Вектор»

Бренд «Вектор» появился на российском рынке в начале века. Собранная в России из китайских комплектующих, водонагреватель проточный газовый занял сегмент рынка недорогих бытовых приборов.

Основное отличие в цифровом дисплее на передней панели и системе регулировки температуры воды «Зима — лето», что оказывает влияние на расходы потребителя при установленных счётчиках. Камера сгорания открытого типа оснащена водяным охлаждением, что продлевает срок эксплуатации прибора.

Отличия газовой колонки «Оазис»

Газовые колонки «Оазис» производятся в Германии и отличаются повышенным качеством и надёжностью. Могут работать с низким давлением в системе водоснабжения. Оснащены системой защиты от перепадов давления, не допуская отключения колонки при недостаточном напоре воды. Характеризуются высоким КПД – до 90%. Оснащены системой «Зима — лето», цифровым дисплеем с индикацией протекающих процессов и возможностью регулировки температуры воды на выходе.

Отличия водонагревателя газового «Кубаночка»

Производителем предусмотрено питание газовой колонки не только магистральным природным газом, но и питание от баллона сжиженным газом. Системы безопасности полностью перекрывают подачу газа в угрожающих ситуациях, не допуская его утечки.

Для подключения баллона с газом используется стандартный газовый шланг. Механизмы колонки оснащаются необходимыми штуцерами и редуктором.

Отличия газовой колонки «Львовская»

Украинский производитель в г. Львове позиционирует проточный водонагреватель газовый как бытовой прибор способный работать с водой разной жёсткости. Устройства оснащены датчиками тяги с автоматической системой контроля.

Неприхотливые в обслуживании и монтаже, не требующий много места, занимают ценовой сегмент недорогих бытовых приборов. Широкого распространения в России не получили.

Водонагреватели проточные газовые применяются уже давно. За время использования были введены новые системы безопасности и контроля работы устройств, что делает их использование простым и надёжным.

С развитием технологий газовые колонки оснащались все новыми системами управления и в настоящее время это позволяет нагревать воду с минимальным расходом газа до заданной температуры.

Читайте также:  Что такое гидроизоляция пола. Виды гидроизоляции пола: материалы и наиболее распространенные технологии

Устройство, схема и принцип работы проточных газовых колонок

Фонтан Герона: диковинный декор, работающий без электричества

Вещей, которые способны работать самостоятельно, без внешнего источника энергии, не так уж и много, и особое место среди них занимает фонтан Герона. Его основным достоинством является то, что он работает благодаря естественным законам природы, не затрачивая при этом сторонней энергии.
На самом деле все не совсем так – это не вечный двигатель и уж тем более не источник дармовой энергии. Такому фонтану нужна регулярная «перезарядка» – в зависимости от конструкции, она может потребоваться через каждые 15-50 минут. В принципе, это несложная процедура, которая потребует от человека поменять местами пару емкостей. Именно независимой работой интересен фонтан Герона, о самостоятельном изготовлении которого мы и поговорим в этой статье. Вместе с сайтом Дом Мечты мы разберемся с его конструкцией, изучим принцип работы и ответим на вопрос, как сделать это чудо своими руками?

Как сделать фонтан Герона фото

Фонтан Герона: как он работает

Если бросаться умными терминами, то в основу работы фонтана Герона положен принцип гидропневматики – работу по выталкиванию воды вверх струей производит воздух и сама жидкость. Естественно, дело здесь не обходится без гравитации, благодаря которой в системе фонтана создается необходимое давление. Такой фонтан состоит минимум из трех емкостей.

  1. Чаша. Назовем ее точкой отсчета – стартом, с которого жидкость начинает свое движение в системе фонтана Герона. Это обычная открытая емкость, изготовленная по типу миски или тарелки. Из нее по тонкой трубке вода поступает в пустую емкость, расположенную в самом низу фонтана.
  2. Нижняя пустая емкость. Она служит для достижения двух целей. Во-первых, стекающая с чаши вода сжимает содержащийся в ней воздух и тем самым создает давление, необходимое для выталкивания воды струей вверх. И, во-вторых, в ней собирается вода, которая создает это давление (то есть та, которая стекает вниз). Здесь она и остается до следующей перезарядки фонтана.
  3. Верхняя емкость – в заряженном состоянии она с водой. Именно эта жидкость и выталкивается наружу в виде тонкой струи воды. Выталкивается она благодаря сжатому воздуху – давлению, образовавшемуся в нижней колбе. Этот воздух по тонкой трубке поступает в верхнюю колбу, вытесняя оттуда жидкость, которая изливаясь фонтанчиком, снова попадает в чашу, откуда, опять-таки, стекает в нижнюю колбу.

Фонтан Герона: принцип действия фото

Как вы понимаете, такой фонтан будет работать до тех пор, пока не израсходуется жидкость в верхней емкости – после этого требуется перезарядка, благодаря которой эта система не имеет ничего схожего с вечным двигателем или бесконечным источником энергии. Перезарядка фонтана Герона производится элементарно просто – полная колба (та, которая была нижней) устанавливается вместо пустой тары, установленной сверху, которая, в свою очередь, ставится вместо полной емкости. После перезарядки фонтан необходимо будет запустить – в верхнюю чашу понадобится добавить немного воды.

Как видите, все достаточно просто, и не исключением является даже принцип изготовления фонтана Герона своими руками. В элементарном варианте он собирается из пластиковых бутылок и прозрачных трубочек – естественно, нужна будет чаша, установочная конструкция и различные мелочи, с которыми мы разберемся по ходу изучения вопроса, как сделать фонтан Герона своими руками?

Как сделать фонтан Герона: особенности сборки

Итак, принцип действия фонтана Герона понятен, теперь остается разобраться с тонкостями и вариантами его сборки. Различных конструкций существует несколько.

    Закрытый фонтан Герона для помещений. Преимущество такого фонтана заключается в двух вещах: во-первых, он весьма компактный и, во-вторых, он собирается так, что вода не контачит с окружающим воздухом. Она не разбрызгивается, и все действие происходит в одном прозрачном корпусе, разделенном на секции, которые соединены друг с другом трубками. Мало того, еще одним из немаловажных преимуществ такой системы фонтана является элементарная перезарядка – все, что для этого необходимо сделать, это перевернуть установку как песочные часы, дождаться пока вода перельется в нужную емкость и перевернуть его назад. Как только вы это сделаете, фонтан заработает снова. В изготовлении в технологическом плане это весьма сложная конструкция – собрать можно, но перед этим желательно потренироваться на упрощенном варианте. Заодно и поймете принцип работы – это даст возможность вносить в конструкции свои дополнения.

Фонтан Герона фото

В принципе, это и вся система фонтана Герона. Единственное, что здесь необходимо добавить, так это уточнить несколько деталей. Во-первых, вся система должна иметь исключительную герметичность – должно присутствовать всего несколько открытых мест (слив из чаши и сопло фонтана). Ну и, во-вторых, высота струи этого фонтана напрямую зависит от расстояния между верхней и нижней емкостями – все это дело придется самостоятельно настроить по своему усмотрению.

Как сделать фонтан Герона: что можно усовершенствовать

Говорят, что совершенству нет предела, и практически любую вещь можно модернизировать до бесконечности – это не совсем так, но тем не менее возможность усовершенствования любого изделия практически всегда имеется. Фонтан Герона в этом отношении не является исключением – модернизировать в нем можно много чего.

    Самое первое – это увеличение струи воды. Выше мы уже говорили, что она зависит от расстояния между верхней и нижней емкостью – сами понимаете, что до бесконечности (или, по крайней мере, до необходимого момента) увеличивать это расстояние может не получиться. Здесь есть одна хитрость – если правильно спарить две такие системы емкостей и трубочек, то как минимум высота струи увеличится вдвое. В общем, понадобится не одна, а две полные с водой бутылки и две такие же пустые, соединенные между собой трубками последовательно – полная, пустая, потом снова полная и опять пустая банка. Полные банки сверху, пустые снизу – по-другому работать не будет.

Принцип работы фонтана Герона фото

В общем, несмотря на то, что в целом фонтан Герона является весьма продуманным изделием, место для его усовершенствования все же имеется и предела этому месту, судя по всему, нет. В заключение темы остается добавить, что по описанному выше принципу можно изготовить достаточно много разнообразных систем, начиная от небольших опытных моделей фонтанов, до огромных рабочих моделей. С последними, правда, возникает проблема перезарядки, решить которую без насоса или других хитроумных приспособлений современности весьма и весьма сложно.

Читайте также:  Эффектные люстры для зала

Фонтан Герона: принцип работы и изготовления

    Главная
  • Список секций
  • Физика
  • Фонтан Герона

Фонтан Герона

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Древние Арабские рукописи донесли до нас рассказ об удивительных творениях античного изобретателя Герона Александрийского. Одно из них — красивая чудо-чаша в храме, из которой бил фонтан. Нигде не было видно никаких подводящих труб, а внутри — механизмов.Удивительное творение античного изобретателя Герона Александрийского — вечный фонтан. Где его можно применить в современной жизни?

Цель исследования: изучить принцип работы фонтана Герона и найти практическое применение в современной жизни.

Изучить литературу про фонтан Герона;

Изучить принцип его работы;

Изготовить фонтан Герона;

Найти практическое применение в жизни.

Продуктом исследования является собственный фонтан Герона.

Глава 1. Теоретическая часть

Земля покрыта воздушной оболочкой, которая называется атмосферой. В переводе с греческого “атмос” – пар, воздух, “сфера” – шар. Атмосфера простирается на высоту несколько тысяч километров. Атмосфера состоит из молекул разных газов (азот, кислород, углекислый газ), которые не имеют собственной формы и постоянного объёма[1].

На воздух, как и на всякое тело, находящиеся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Верхние слои воздуха сжимают нижние слои, т.е. оказывают на них давление согласно закону Паскаля, одинаково по всем направлениям [2].

Каждый слой атмосферы испытывает давление со стороны всех верхних слоёв, а следовательно, земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление, и, согласно закону Паскаля, это давление передаётся одинаково по всем направлениям.[3]

Атмосферное давление – давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы.

Существованием атмосферного давления можно объяснить многие явления, действие многих медицинских инструментов. Рассмотрим как набирают жидкость в шприц:

Надавливают на поршень шприца, выдавливая воздух.

Иголку шприца опускают в жидкость.

Поршень поднимают, за ним поднимается жидкость.

Объяснение эту явлению очень простое, когда опустили поршень между ним и жидкостью образовалось пространство, давление которого меньше атмосферного. В результате этого под действием атмосферного давления жидкость поднимается за поршнем.

1.2. УСТРОЙСТВО ФОНТАНА

Каждая емкость фонтана служит для определенной цели. Фонтан Герона начинается с чаши. Она представляет собой миску, наполненную водой, из которой отходит тонкая трубка, направленная в нижнюю емкость. Именно по ней вода начинает свое движение. Эта емкость пуста. В ней накапливается вода, которая, поднимаясь вверх, создает давление воздуха, поднимающегося по тонкой трубке, и попадает в верхнюю емкость, наполненную водой. Отсюда воздух выталкивает воду, которая движется по трубке в чашу с водой и создает струю, что видна над поверхностью жидкости. Фонтан Герона может работать очень долго, но емкости приходится менять местами. Потому что нижняя постепенно наполняется водой, а верхняя – воздухом, а значит, перестает создаваться нужное давление . (Приложение А)

Возможно, вы удивитесь, прочитав сейчас о том, как можно сделать фонтан своими руками. Ведь в этой модели используется пластмасса, а 200 лет назад ее еще не изобрели. Греческий изобретатель использовал стеклянные емкости. Для начала он провел эксперимент. Налил воду в стеклянную бутылку, затем заткнул ее пробкой, в которой проделал отверстие. В это отверстие он вставил трубку, доходящую до дна бутылки. Поставив эту конструкцию на солнце, Герон принялся наблюдать за ней. Солнце начало нагревать бутылку, и вода устремилась по трубочке вверх. Причем, чем сильнее грело солнце, тем больше вытекало воды. Тогда Герон взял увеличительное стекло и направил его на бутылку, чтобы усилить действие солнечных лучей. Нагретая вода высокой струей вырвалась по трубке из бутылки. Это натолкнуло Герона на мысль о том, что вода может двигаться по кругу, поднимаясь из бутылки и возвращаясь в нее. Тогда он стал думать над тем, как сделать так, чтобы вода самостоятельно возвращалась обратно в емкость. [7, 9]

Фонтан Герона состоит из трех стеклянных сосудов – наружный, средний и внутренний, помещенных один внутри другого. Наружный сосуд имеет форму открытой чаши, в которую наливается вода, так что вода скрывает два сосуда склеенных между собой, таким образом, чтобы образовался вакуум и термоизоляция между водой из первого сосуда и воздухом в третьем сосуде. Также третий сосуд является рабочей емкостью. В сосуде находятся два отверстия — сверху, куда плотно вставляется трубка, до дна сосуда и снизу, где расположен клапан. Вода из наружного сосуда, под атмосферным давлением, через клапан поступает во внутренний третий сосуд и сжимает, находящийся между трубкой и наружными стенками сосуда воздух, до тех пор пока не уровняется атмосферное давление в первом сосуде и давление воздуха в третьем сосуде. Солнечные лучи проходят через первый и второй сосуды, образующих водяную лупу (две стеклянные линзы наполненные водой), усиливаются и через вакуум между вторым и первым сосудами нагревают стенки третьего сосуда и воздух в сосуде. Воздух в третьем сосуде расширяется и выталкивает воду из третьего сосуда по трубке, образуя фонтан. Уровень воды в первом сосуде повышается и соответственно повышается атмосферное давление воды в первом сосуде, таким образом, как только нарушается равенство атмосферного давления в первом сосуде и давления воздуха в третьем сосуде, вода через клапан поступает в чашу, охлаждает и сжимает воздух в третьем сосуде, процесс повторяется. Таким образом, в данном изобретении, энергия солнечных лучей преобразуется в движение воды. Фонтан работает каждый день, без видимых механизмов и подводящих труб. Преимуществом является то, что сосуды не надо переставлять или переворачивать. Фонтан работает каждый день без видимых механизмов и подводящих труб, и в любом месте, куда попадают солнечные лучи. Через первый сосуд заполненного водой стеклянный трудно разглядеть внутренние стеклянные сосуды и создается эффект вечного двигателя, который не мог повторить ни один ученный в течение 2000 лет. (Приложение Б) [8, 11]

Читайте также:  Художественная отделка потолка в деревянном доме

Глава 2. Практическая часть

2.1 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОНТАНА ГЕРОНА

МАТЕРИАЛЫ: пластиковая бутылка (2 л) и две бутылки от питьевого йогурта; соломинки для коктейля; стержень от гелиевой ручки; трубка от капельницы, коннекторы от капельницы (можно вместо них использовать отрезки от гелиевого стержня); гвоздь, колпачок от клея.

ОБОРУДОВАНИЕ: спиртовка, нож, плоскогубцы, ножницы, маркер, наждачная бумага, клеевой пистолет (или любой другой водостойкий клей).

Шаг 1. Зачищаем наждачной бумагой пробки от бутылок и склеиваем их клеевым пистолетом. Разогретым на спиртовке гвоздем проделываем два отверстия в склеенных пробках. Вставляем в отверстия коннекторы от капельницы.

Шаг 2. Ко дну бутылки от йогурта приклеиваем пробку от 2 л бутылки. Проделываем в ней два отверстия горячим гвоздем.

Шаг 3. В отверстия вставляем трубку от капельницы (

40 см) и соломинку без гофрированной части. Удлиняем соломинку с другой стороны, чтобы она доставала до горлышка бутылки. В конец трубки от капельницы вставляем отрезок стержня от гелиевой ручки для жесткости и герметизируем щели вокруг обеих трубок клеем.

Шаг 4. Вставляем второй конец трубки от капельницы к центральному коннектору в склеенных пробках. Ко второму коннектору присоединяем трубочку от коктейля. Обрезаем конец трубочки, чтобы она доставала до дна бутылки.

Шаг 5. Отрезаем от 2 л бутылки верхнюю часть и присоединяем ее к приклеенной пробке.

Шаг 6. Изготавливаем из отрезка трубки от капельницы и соединительной части гелиевого стержня (или колпачка от клея) сопло для нашего фонтана. Присоединяем сопло к желтой трубочке при помощи коннектора от капельницы и отрезка оранжевой трубочки. Главное назначение сопла – получение тонкой высокой струи. Можно обойтись и обрезком трубочки от капельницы без сопла – тогда вода из фонтана будет просто выливаться вниз как водопад.

Шаг 7. Присоединяем ко второй стороне двойной пробки трубочку к центральному коннектору.

Шаг 8. Собираем все части фонтана вместе

Шаг 9. При необходимости делаем подставку к фонтану для его большей устойчивости.

Обрезаем нижнюю часть 2 л бутылки. Приклеиваем эту подставку ко дну нижней бутылки фонтана.

Шаг 10. Фонтан готов. Можно приступать к испытанию. (Приложение В) [6, 16, 19]

2.2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ФОНТАНА ГЕРОНА В ЖИЗНИ

Важным фактором, который определяет комфортность микроклимата помещения, является влажность воздуха. Оптимальный уровень влажности воздуха для человека, его домашних питомцев и комнатных растений составляет 40 – 60 %. В частности, во время отопительного сезона в квартирах влажность воздуха составляет, в среднем 22%. Это очень негативно отражается на здоровье людей. Одним из способов это исправить – это использовать увлажнители, к которым можно отнести и фонтаны. Они имеют не только эстетическое значение, но и практическое. А именно:

– очищение воздуха: фонтан очищает воздух от пыли, рядом с ним даже дышится легче.

– увлажнение: фонтан способен качественно увлажнять воздух, что положительно сказывается на здоровье.

Докажем это на практике. Определим относительную влажность воздуха в помещении.

Для этого я использовала 2 термометра для воздуха. Один из них обвязала кусочком марли, погруженным в воду. Испарение воды с поверхности влажного термометра приводит к понижению его температуры. Второй же, сухой термометр, показывает обычную температуру воздуха.

– Измерила температуру воздуха ртутным термометром и записала показание. Это показание сухого термометра.
– Плотно обернула головку термометра мокрой марлей, и через 10 минут сняла показания мокрого термометра. Термометр должен быть подвешен так, чтобы его головка ни с чем не соприкасалась.
– Из первой цифры вычла вторую. По разности показаний сухого и влажного термометров определила по таблице относительную влажность воздуха. (Приложение Г)

Показания снимали в течение 7 дней

Итак, влажность воздуха в среднем за эти дни составила 33%.

Если провести такое определение в день, когда в квартире тепло, а на улице солнечно и стоит легкий морозец, результаты потрясут: в квартире влажность воздуха примерно 25%, а то и ниже – точно такая же, как в пустыне Сахара. Налицо все признаки низкой влажности: шерстяные вещи “стреляют”, пыль прилипает к вертикальным поверхностям полированной мебели, белье сохнет мгновенно.

Исследование влажности воздуха с действующим изготовленным в домашних условиях фонтаном.

Фонтан, изготовленный самостоятельно из пластиковых бутылок, работал с 9 часов утра до 21 часа. С 10 минутным перерывом на перемену местами бутылок, Один цикл работы фонтана длится 40 минут. Результат – достигнута влажность воздуха 50%.

Растения, находящиеся в комнате чувствуют себя просто прекрасно, а вместе с ними и мы.

Влажность в комнате увеличивается в среднем в отопительный сезон на 5%

Влажность, увеличиваясь, благотворно влияет на самочувствие и тонус человека, подтверждённый исследованиями учёных

Улучшается экологическая обстановка в комнате, т.к. комнатные растения растут лучше и дают больше кислорода.

Фонтан Герона – великое открытие. Его систему можно использовать в быту и в научных презентациях. Это открытие помогло улучшить жизнь некоторых людей.

В ходе исследования выявлено, что наиболее подходящими по конструктивным особенностям для расположения в квартире являются Героновы фонтаны. Созданы модели фонтанов. В исследовательской работе приводятся рекомендации и инструкции для самостоятельного создания фонтана у себя дома для улучшения климатической обстановки и состояния здоровья человека в целом. Таким образом, мною были выполнены следующие задачи:

Изучена литература про фонтан Герона;

Изучен принцип его работы;

Изготовлен фонтан Герона;

Найдено практическое применение в жизни, а именно, фонтан Герона является прекрасным средством для увеличения влажности воздуха.

Успехи физических наук Е. И. Несис 1965 г. Декабрь Том 87 Выпуск 4 http://ufn.ru/ufn65/ufn65_12/Russian/r6512c.pdf

Гальперштейн Л. Забавная Физика :учеб.пособие / Л. Гальперштейн , 1993. – 255 с.

Перельман Я.И. Занимательная физика / Я.И. Перельман– М.: Центрполиграф, 2010 г.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: