Princíp práce plynového ohrievača: vlastnosti zariadenia a fungovanie plynového ohrievača vody

Ak vo vašom dome nie je centrálna dodávka teplej vody (TÚV) alebo vám neustále vypínajú teplú vodu, život sa stáva veľmi nepríjemným. Ale to nie je dôvod vzdať sa teplej sprchy v chladný jesenný večer, súhlasíte? Tento problém môžete vyriešiť inštaláciou plynového ohrievača, ako to robí mnoho používateľov. Ale ako funguje takýto miniatúrny ohrievač vody a bude schopný zvládnuť svoju úlohu?

O tom všetkom budeme podrobne hovoriť v našom príspevku – tu je rozoberaný princíp činnosti plynového ohrievača, schémy jeho usporiadania. A tiež je venovaná pozornosť hlavným poruchám zariadenia a spôsobom, ako sa s nimi vyrovnať. Uvedený materiál je doplnený názornými ilustráciami, schémami a videami.

Všeobecná štruktúra domáceho ohrievača

Plynový ohrievač je prietokový ohrievač vody. To znamená, že voda ním preteká a ohrieva sa po ceste. Ale, skôr než prejdeme k rozboru toho, ako je usporiadaný domáci plynový ohrievač na ohrev vody, pripomíname, že jeho montáž a výmena súvisia s centralizovaným systémom dodávky plynu.

Preto je nevyhnutné podať dokumenty plynárenskej službe vášho regiónu spolu s príslušnou žiadosťou. O normách a potrebných dokumentoch si môžete prečítať v našich ďalších článkoch, a teraz prejdeme k usporiadaniu.

Rôzne modely plynových ohrievačov sa navzájom líšia, ale všeobecná štruktúra domáceho plynového ohrievača vyzerá približne takto:

• Plynový horák.
• Zapaľovač/zapaľovací systém.
• Odsávanie a spojenie s komínom.
• Komínová prípojka.
• Spaľovacia komora.
• Ventilátor (v niektorých modeloch).
• Výmenník tepla.
• Prípojka na prívod plynu.
• Vodný uzol.
• Prípojky na prívod vody.
• Prípojka na výstup teplej vody.
• Predný panel s ovládačom.

Centrálny prvok ohrievača – plynový horák, v ktorom sa udržiava horenie plynu, čo prispieva k ohrevu vody. Horák je inštalovaný v tele, v ňom sa zhromažďujú rozpálené produkty spaľovania, ktorých úlohou je ohrievať vodu.

Telo je vyrobené z kovu a úplne zakrýva prednú časť a boky ohrievača. Je dôležité, aby materiál tela dobre viedol teplo, pretože kvalita ohrevu závisí od jeho priepustnosti tepla.

Konštrukčné časti plynového ohrievača, ktoré sa nachádzajú vo vnútri telesa. Tu je zobrazené plynové zariadenie uzavretého typu.

Na vrchu zariadenia sa nachádza odsávač a komín, cez ktoré produkty horenia opúšťajú ohrievač a miestnosť. Ich konštrukcia závisí od toho, či je ohrievač otvoreného alebo uzavretého typu, čo bude uvedené nižšie.

Rúry sa hadovito vinú vo vnútri telesa, voda nimi preteká prirodzeným tlakom a ohrieva sa rozžeravenými plynmi. Celý tento systém rúr sa nazýva teplovýmenník. V spodnej časti sa nachádzajú dve prípojky: vpravo – na prívod studenej vody z potrubia, z ľavej strany vyteká horúca voda.

Medzi vodovodnou sieťou a plynovým ohrievačom sa často inštaluje filter, ktorý reguluje tvrdosť vody. Bez filtra by sa ohrievač mohol pokryť vodným kameňom pri vysokej teplote vody. Pri vstupe do ohrievača voda prechádza cez vodný uzol, ktorý slúži ako akési „spojenie“ medzi prietokom vody a prietokom plynu. O tomto spojení si povieme trochu ďalej.

Horiaci plynový horák s elektrickým zapaľovaním a snímačom plameňa. Snímače zohrávajú dôležitú úlohu pri fungovaní zariadenia. O ich funkciách si povieme ďalej.

Pomocou ďalšej rúrky, ktorá sa tiež nachádza v spodnej časti, sa ohrievač pripája k plynovému vedeniu.

Tam sa nachádza aj predný panel s riadiacou jednotkou. Je vybavený regulátormi na kontrolu spotreby plynu a vody. V závislosti od modelu to môžu byť jednoduché gombíky, ktorými sa otáča, alebo tekuté kryštálové displeje, na ktorých je možné vidieť množstvo charakteristík ohrievača, či dokonca povahu jeho poruchy v prípade, že ohrievač nefunguje.

Ako funguje plynový ohrievač?

Oboznámime sa s princípom činnosti plynového ohrievača vo forme jednoduchého algoritmu:

• keď voda preteká cez vodný uzol, napína sa membrána a posúva nahor tyč, spojenú s plynovým ventilom;
• potom ventil otvorí prívod plynu na hlavný horák;
• plyn je zapálený elektródou alebo zapaľovačom, horí a ohrieva vodu, ktorá preteká rúrami teplovýmenníka;
• ohriaty vodný prúd je privádzaný k batérii cez ľavú prípojku;
• cez komín alebo odsávač sú odvádzané produkty horenia plynu — tu je zásadný rozdiel medzi ohrievačmi otvoreného a uzavretého typu, o čom bude podrobne uvedené nižšie.

Pritom je možné regulovať výkon plameňa a výkon prietoku vody cez ohrievač pomocou regulátorov na prednom paneli.

A teraz sa pozrime podrobnejšie, ako prebieha zapaľovanie horáka a ako s tým súvisí už spomínaný vodný uzol.

Konštrukčné prvky a princíp činnosti vodného uzla. V hovorovej reči sa nazýva „žabka“. Na obrázku sú žltými šípkami znázornený smer pohybu plynu, modrými šípkami – smer pohybu vody.

Spôsob zapaľovania plynu

Vo všeobecnosti, plynové ohrievače vody sa zakladajú na troch spôsoboch zapaľovania plynu. Ako je vidieť na schéme, vo všetkých troch prípadoch slúži ako signál na zapálenie hlavného horáka reakcia vodného bloku (žaba).

Tu sú tri spôsoby zapaľovania:

• pomocou piezoelementu;
• z batérií;
• z rotácie hydroturbíny.

Zapaľovanie pomocou piezoelementu je ručné zapaľovanie a predpokladá existenciu tlačidla na prednom paneli. Stlačením tlačidla sa uzavrie piezoelement, ktorý zapáli zapaľovací horák. Ten následne zapáli hlavný horák po signále tyčky, ktorá sa pohybuje vodnou membránou pri aktívnom tlaku vody.

Zapaľovací horák ďalej horí malým plameňom, kým nie je ručne vypnutý. To vedie k zvýšenej spotrebe plynu a zvýšenej tvorbe vodného kameňa v potrubí. Jedným z plynových prietokových ohrievačov vody s ručným zapaľovaním je Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schéma plynovej kolónky s piezozapaľovaním. Na obrázku sú označené „vnútornosti“ kolónky – hlavné konštrukčné uzly nachádzajúce sa vnútri telesa a tlačidlá/rúčky umiestnené zvonku.

Plynové kolónky niektorých modelov pracujú na batérie. Pritom zapaľovanie prebieha prostredníctvom elektrickej iskry po signále tyčky. Takto namiesto zapaľovacieho horáka sú tu elektródy, ktoré priamo zapaľujú hlavný plynový horák.

Ale batérie je potrebné vymieňať v priemere raz za 10 mesiacov, a pri neustálom používaní — raz za 2 mesiace, aby nevznikli nepredvídané okolnosti. Jedným z takýchto kolónok na batérie je Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Niekedy dochádza k zapáleniu otáčaním hydroturbíny (pri prúdení vody). Zapaľovanie prebieha tiež elektrickou iskrou, ale batérie nie je potrebné vymieňať, pretože turbína sama generuje elektrinu v procese pretekania vody.

Na fungovanie hydroturbíny je však potrebný vysoký tlak v potrubí, minimálne 0,3 baru. Zďaleka nie v každom dome je taký tlak. V Rusku a ďalších krajinách SNŠ neodporúčajú kupovať takéto ohrievače kvôli nestabilnému tlaku vody. Ako príklad takejto modelu — plynová kolónka Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, ktorá je výrazne drahšia ako dva modely uvedené vyššie.

Usporiadanie vodného uzla ohrievača

Konštrukcia vodného bloku predstavuje osobitný záujem. Jeho štruktúru je možné vidieť na schéme nižšie, popisy častí sú pod schémou. Ostatné označené prvky slúžia na upevnenie.

Konštrukčné prvky opravnej súpravy vodného uzla plynového ohrievača značky “Neva”: 1) silikónová membrána D 54 mm; 2) tesnenie šróbenia prívodu studenej vody 19x14x2,5 mm; 3) tesnenie vypúšťacieho ventilu 10x6x2 mm; 4) tesnenie regulátora prietoku vody 14,5x9,5x2,5 mm – 2 ks; 5) tesnenie upchávky drieku so závitom M12x1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 ks; 6) tesnenie upchávky puzdra drieku M12x1 14x11x1,5 mm; 7) tesnenie skrutky regulátora podmembránového tlaku 6,4x2,6x1,9 mm; 8) tesnenie skrutky regulátora prietoku vody 7x3,2x1,9 mm; 9.) tesnenie spojenia vodného a plynového uzla 27,5x23,5x2 mm; 10) tesnenie spojenia vodno-plynového uzla s horákom 18x13x2,5 mm; 11) tesnenie snímača teploty vody 10x6x2 mm

Základné pracovné časti sú driek a membrána, pod pôsobením ktorej sa pohybuje, keď v spodnej časti začne prietok vody. Driek otvára ventil a prepúšťa plyn do horáka, ktorý sa potom zapáli.

Ďalší pracovný prvok – gulička z PVC, slúžiaca ako poistka. Zastavuje tok plynu pri prudkých zmenách tlaku vo vodovodných potrubiach – hydraulických nárazoch, o ktorých si ešte povieme.

Typ spaľovacej komory

Podľa usporiadania spaľovacích komôr existujú plynové ohrievače dvoch typov: s otvorenou a s uzavretou.

Ohrievače s otvorenou spaľovacou komorou majú otvorený prístup vzduchu k horáku a splodiny horenia odchádzajú do odsávača.

Takéto modely sú jednoduchšie ako turbo verzie, o ktorých bude reč nižšie, ich prevádzka je prakticky tichá a vo väčšine prípadov nevyžadujú elektrickú energiu. Avšak kvôli otvorenému prepojeniu medzi spaľovacou komorou a miestnosťou môže dôjsť k znečisteniu vzduchu v miestnosti pri zlom fungovaní odsávača.

Ohrievače s uzavretou spaľovacou komorou sú turbo verzie. Spaľovacia komora je v nich hermetická, okrem kanálov na vháňanie a odvod vzduchu. Vzduch je tam vháňaný ventilátorom cez koaxiálne rúry a vychádza von komínom, spolu so splodinami horenia.

Takéto ohrievače sú zvyčajne plne automatizované, chýbajú v nich prvky ručného ovládania a snímače ťahu a teploty sú v nich citlivejšie. Tieto ohrievače sú “moderné” a bezpečnejšie.

Na vyššie uvedených ilustráciách bol zobrazený plynový ohrievač práve s uzavretou spaľovacou komorou. Pre porovnanie, na nasledujúcej ilustrácii je možné vidieť usporiadanie ohrievačov dvoch typov vedľa seba. Nájdete u nich veľa podobných prvkov, ale princíp odvádzania splodín horenia sa výrazne líši.

Porovnanie spaľovacích komôr v ohrievačoch. Naľavo je zobrazená spaľovacia komora ohrievača otvoreného typu. Napravo – plynový ohrievač so spaľovacou komorou uzavretého typu, kde je vzduch vháňaný do komory pomocou ventilátora.

Základné charakteristiky ohrievačov

A teraz si povedzme o aspektoch praktického používania kolóny. Jednou z hlavných charakteristík je produktivita. Priamo súvisí s výkonom, ktorý sa udáva v kW a udáva objem vody ohrievanej za minútu o 25 °C.

Charakteristiky sa zvyčajne uvádzajú v pase zariadenia. Bežná kolóna ohrieva za minútu 10–20 litrov vody o 25 °C, hoci táto hodnota sa môže výrazne meniť.

Ďalšou charakteristikou moderných kolón – modulácia výkonu. Ukazuje, ako sa môže meniť výkon kolóny v závislosti od prietoku vody a meria sa v percentách pôvodného výkonu.

Pre moduláciu sú kolóny vybavené špeciálnou armatúrou s membránou, ktorá mení prívod plynu k horáku v závislosti od prietoku. Za normálnu sa považuje modulácia v rozsahu 40 – 100 % výkonu zariadenia.

Na schéme je zobrazená modulačná armatúra a princíp jej činnosti, ktorý je podobný činnosti vodného uzla a jeho membrány.

Bezpečnostné senzory a ich význam

Plynová kolóna môže byť nebezpečná, pretože je súčasne napojená na vodovodné a plynové potrubie, pričom každé z nich môže samostatne predstavovať hrozbu.

Pri problémoch s prívodom plynu alebo vody bezpečnostné senzory vypínajú činnosť kolóny a špeciálne ventily uzatvárajú prívod vody alebo plynu.

Zvyčajne plynové kolóny znesú tlak až 10–12 barov, čo je 20–50 krát vyššie ako bežný tlak v potrubí. Takéto prudké skoky sú možné pri takzvaných vodných rázoch.

Ak je tlak nižší ako 0,1 – 0,2 barov, kolóna nebude môcť pracovať. Je potrebné dôkladne si preštudovať návod a charakteristiky pred kúpou, aby ste zistili, či je kolóna optimalizovaná na nízky tlak vody v potrubiach krajín SNŠ a či bude spoľahlivo fungovať. A naopak – či vydrží prudké výkyvy tlaku, čo tiež, žiaľ, nie je v našich podmienkach zriedkavé.

Schéma zapaľovania horáka, ktorý funguje na elektrickú iskru. Miesta umiestnenia hlavných bezpečnostných senzorov domácej plynovej kolóny.

Vo všeobecnosti moderná plynová kolóna obsahuje veľa bezpečnostných senzorov. Všetky môžu byť v prípade poruchy vymenené.

Podrobnejšie o účele a mieste umiestnenia senzorov – v tabuľke nižšie.

Hlavné poruchy a spôsoby ich odstránenia

Hovoriac o štruktúre a princípoch činnosti domáceho plynového ohrievača, ako aj o senzoroch zabudovaných v ňom, stojí za to krátko spomenúť možné chyby a poruchy. Tu sa nebudeme zaoberať úplnou opravou alebo výmenou kolónky, ale rýchlo prejdeme všetky prvky uvedené v popise horáka a opíšeme ich poruchy, ako aj spôsoby, ako sa s nimi vysporiadať svojpomocne.

Ako už bolo spomenuté, hlavný prvok kolónky — plynový horák. Často horák zhasne v dôsledku aktivácie bezpečnostných senzorov, o ktorých sme už hovorili. Časté problémy, ktoré vedú k tomuto scenáru — to je znečistenie výmenníka tepla sadzami a vodným kameňom.

Príčina slabého tlaku — tvorba vodného kameňa v rúrkach výmenníka tepla. V takom prípade je potrebné odobrať výmenník tepla a prepláchnuť rúrky špeciálnymi kvapalinami na odstránenie vodného kameňa.

Na tejto fotografii je zobrazený znečistený výmenník tepla. V tomto prípade je potrebné ho odobrať a vyčistiť sadze. Ak je kolónka umiestnená blízko kuchynského sporáka, je možné aj znečistenie výmenníka tepla potravinovými tukmi.

Ak spaľovanie plynu prebieha neúplne, alebo je kolónka dlho prevádzkovaná, v komore sa hromadí sadze z vonkajšej strany, čo výrazne znižuje tepelnú vodivosť a kvalitu ohrevu vody.

Aby ste sa dozvedeli viac o príčinách slabého tlaku a jemnostiach vykonávania čistenia, prejdite, prosím, na tento odkaz.

Ak sa plynový ventil neotvára kvôli slabému tlaku privádzanej vody, je potrebné vybrať filter, skontrolovať, nakoľko je upchatý, a v prípade potreby – prepláchnuť. Ak je nedostatočný tlak vody alebo plynu, bude potrebné obrátiť sa na príslušnú štátnu službu.

Ak voda uniká priamo z kolónky, znamená to, že je porušená tesnosť v rúrkach. Je potrebné ich rozobrať a vymeniť tesniace prvky. V prípade potreby bude potrebné vymeniť samotné rúrky.

Samostatne stojí za to pripomenúť poruchu vodnej membrány. Ak je kolónka v prevádzke dlhý čas, membrána vodného bloku sa opotrebuje a jej citlivosť výrazne klesá. Prestane reagovať na nízky tlak vody, a teda nedáva signál o tom, že je potrebné zapáliť horák. V najlepšom prípade by sa mala meniť raz za 5 – 6 rokov.

Keď sa membrána opotrebuje, môžete si zakúpiť opravnú sadu a vykonať výmenu svojpomocne. Vodný uzol pozostáva z takých základných prvkov, ako je gumová membrána, veko, teleso a plastový tanier s pružinou.

Niekedy je problém tiež v tyčke, ktorú pohybuje membrána, ju možno tiež v prípade potreby vymeniť, pretože na to existujú špeciálne opravné sady.

Aby ste lepšie porozumeli usporiadaniu svojho modelu plynového ohrievača, musíte si pozorne preštudovať návod na použitie a pasport objektu. To nielen ušetrí váš čas a nervy, ale samo o sebe zlepší pochopenie toho, ako tento prístroj funguje.

Závery a užitočné video k téme

Na upevnenie porozumenia štruktúry plynového ohrievača si môžete pozrieť videoobhliadku, kde sa podrobne vysvetľuje umiestnenie všetkých prvkov ohrievača na živom príklade:

V tomto materiáli sme preštudovali usporiadanie domáceho plynového ohrievača, princíp jeho činnosti. Potom sme preskúmali prácu hlavných prvkov. A ak poznáte hlavné uzly a prvky plynového zariadenia, senzory jeho bezpečnostného systému, môžete svojpomocne diagnostikovať poruchu. A ak príčina poruchy spočíva v znečistení jednotlivých prvkov konštrukcie, potom vykonať vlastnoručnú údržbu plynového ohrievača.

Chcete doplniť uvedený materiál užitočnými odporúčaniami alebo položiť otázky, ktoré sme tu nezarátali? Pýtajte sa rady od našich expertov a ďalších návštevníkov stránky – formulár spätnej väzby sa nachádza nižšie.