Газовые колонки сегодня
Опубликовано: 21 ноября 2017 г.
242
Несмотря на рыночное разнообразие оборудования, которое предназначено для обеспечения в быту автономного горячего водоснабжения – электрические накопительные и проточные водонагреватели, газовые двухконтурные котлы и одноконтурные котлы с накопительным бойлером косвенного нагрева, системы солнечных коллекторов, оснащенные бойлерами – газовые проточные водонагреватели (газовые колонки) по-прежнему остаются востребованными у пользователя и присутствуют в производственных линейках большинства крупных производителей.
Сегодня рыночная ниша газовых проточных водонагревателей (газовых колонок) представлена почти исключительно бытовым сектором старой городской застройки и в меньшей степени новыми загородными домами. В городской застройке такое новое оборудование обычно приобретается на смену старому, вышедшему из строя. В загородных домах газовые колонки обычно устанавливают в комплексе с одноконтурными отопительными котлами типа АОГВ (аппарат отопительный газовый водогрейный).
По сравнению с накопительными бойлерами преимущество проточных газовых водонагревателей заключается в том, что с их помощью горячая вода может быть получена практически в любое время по мере надобности и в неограниченном объеме. Кроме того, газовые колонки экономичнее электрических проточных водонагревателей за счет более дешевого тарифа на газ.
Рис. 1. Современная газовая колонка на кухне
Неизменность принципу
Принцип работы газовых колонок базируется на изобретениях, сделанных в 1894-95 гг. Хуго Юнкерсом и Робертом Вайллантом. Правда. Еще раньше в 1892 г. Хуго Юнкерс запатентовал, разработанный им прибор – калориметр для измерения теплотворной способности природного газа. Используя тот же принцип проточного нагрева воды в металлической трубке за счет теплоты, выделяющейся при сгорании природного газа, он разработал и запатентовал в 1895 г. водонагреватель большей мощности. Однако к тому времени в 1894 г. Йоханн Вайллант уже запатентовал газовую печь для ванной комнаты закрытой системы, работающую по тому же принципу.
Это принцип работы остался неизменным в газовых колонках или котлах и сегодня, хотя сами приборы стали значительно удобнее и безопаснее в эксплуатации, как и экономнее в потреблении газового топлива.
Рис. 2. Газовая колонка со снятым кожухом
В ногу со временем
Очень многие усовершенствования конструкции газовых проточных водонагревателей обязаны применению автоматики.
Горелки устаревших моделей газовых колонок зажигались с помощью спички, как конфорка газовой плиты, подача газа при этом регулировалось поворотом ручки на панели прибора, сегодня практически на всех моделях предусмотрен автоматический розжиг газа. Используется два типа розжига – электронный и пьезоэлектрический. Кроме того, розжиг может быть прямым, когда сразу зажигается основная и в данном случае единственная горелка водонагревателя, и при помощи запальной горелки.
При пьезорозжиге первичный розжиг осуществляется вручную нажатием кнопки на панели прибора, это механическое воздействие активизируется пьезоэлемент, который генерирует искру, воспламеняющую запальную горелку. От запальной горелки уже воспламеняется основная горелка.
Автоматический электронный розжиг осуществляется при открытии кранов подачи горячей воды. Под воздействием потока воды срабатываем микровыключатель, подавая сигнал клапану на подачу газа в запальник. Газ через клапан подается некоторое время, достаточное для образования газовоздушной смеси, для ее воспламенения одновременно с отключением газового клапана генерируется искра на запальном электроде. Для генерирования искры используется ток от элементов питания (батареек). Искра зажигает запальную горелку, которая зажигает основную. Воспламенение контролируется блоком управления с помощью электрода тока ионизации, установленного рядом с запальным электродом. Если воспламенение произошло, и ток ионизации появился, то блок управления подает сигнал на подачу газового топлива к клапану основной горелки.
В системах с запальной горелкой она должна гореть постоянно, нагревая термопару, с помощью тока которой газовый клапан поддерживается в открытом состоянии. При отключении газа запальная горелка гаснет и электроклапан перекрывает подачу газа в колонку. Чтобы повторно запустить необходимо снова нажимать на кнопку розжига.
В моделях с прямым розжигом, которые также присутствуют на рынке, подача газа происходит сразу на основную горелку и розжиг происходит от электрического импульса, создаваемого батарейкой или сетевым электричеством при подключении через адаптер. При этом способе розжига в область воспламенения на основной и единственной в данном случае горелке подается больше газа, чем, в случае с запальником. И розжиг происходит с хлопком.
Огромное значение для пользователя имеет безопасная эксплуатация газового оборудования. Системы безопасности современных газовых колонок прошли длительный путь усовершенствования и контролируют работу прибора на нескольких уровнях.
Многоуровневая система безопасности современного газового проточного водонагревателя состоит из нескольких ступеней и может включать такие компоненты, как, например: термопара (контролирует температуру отводящих газов), датчик тяги (перекрывает подачу газа в колонку, в случае отсутствия или ослабления отвода продуктов сгорания), ионизационный контроль пламени (контролирует наличие или отсутствие пламени), гидравлический клапан (осуществляет подачу газа в основную горелку только при наличии в теплообменнике воды), термодатчик для защиты от перегрева, предохранительный клапан (обеспечивает защиту от гидравлического удара).
Кроме того, как, например, в водонагревателях Electrolux нового поколения, система безопасности может быть усилена интеллектуальным контролем работы колонки, осуществляющим анализ функционирования всех узлов, всех датчиков и электроники. В случае возникновения ошибок, плато интеллектуального управления принимает решение о прекращении или продолжении работы колонки.
И экономию газового топлива, и удобство пользования прибором обеспечила возможность управления автоматической подачи газа в зависимости от расхода воды. На многих современных приборах это сочетается с возможностью плавной модуляцией мощности газовой горелки.
Благодаря модуляции мощности в широком диапазоне, например, для газовых проточных водонагревателей Bosch от 30 до 100 %, температура воды на выходе из смесителя будет поддерживаться постоянной, когда пользователь увеличивает проток воды через смеситель.
Во всех колонках старого поколения применялась, а в моделях эконом класса и сегодня применяется ступенчатая модуляция пламени, при которой регулировка температуры воды происходит не плавно, и время реакции занимает до нескольких секунд.
Плавная модуляция пламени позволяет мгновенно и без ущерба в комфорте получать воду заданной температуры. А установка ограничителя температуры активного типа в сочетании с плавным изменением мощности защищает пользователя от ожога горячей водой. Такая умная модуляция реализована, в частности, на водонагревателях Ariston.
Рис. 3. Запальные и контрольные электроды установленные на газовой колонке
Выбор с учетом условий эксплуатации
Первый важный для пользователя критерий при выборе газовой колонки – ее производительность. Сегодня на рынке присутствуют модели газовых проточных водонагревателей мощностью от 6 до 25 кВт, но для пользователя важнее даже знать производительность по производству горячей воды для учета возможности использовать одну или несколько точек водоразбора. Считается, что один смеситель может пропускать 6 – 7 л/мин. Следовательно, чтобы одновременно и комфортно пользоваться душем в ванной и горячей водой на кухне, необходима колонка производительностью не меньше 13 л/мин.
Кроме того надо учитывать в каких реальных условиях будет эксплуатироваться оборудование. Российские условия эксплуатации характеризуются такими неблагоприятными факторами, как жесткая вода, скачки напряжения в электросети, низкое давление в газовой сети. Неблагоприятным фактором также является низкое давление воды в подводящем трубопроводе, и если водонагреватель не оснащен модуляцией мощности, то при включении вода в нем может закипеть, поэтому часто давление включения ограничено от 0,6 до 1 бар (и выше). Чем шире диапазон модуляции в сторону меньших значений давления в водопроводной сети, тем надежнее защищен аппарат от указанной неприятности.
Производители, в том числе и зарубежные, поставляющие свою продукцию в Россию, стараются адаптировать газовые колонки к этим особенностям. Сегодня в их линейках присутствуют модели газовых проточных водонагревателей способных включаться и работать при давлении воды 0,2 бар и ниже, а также при давлении газа на входе ниже 5 мбар.
Не обращать внимания на скачки напряжения в электросети при эксплуатации газовой колонки, позволяет энергонезависимость прибора. При этом в современных моделях газовых проточных водонагревателей, независимых от электросети, предусматриваются автоматические системы розжига и контроля безопасности. Как правило, для этого используются батарейки.
Статья из журнала "Аква-Терм", № 4/2017. Рубрика "Отопление и ГВС".
