Princip činnosti plynové kolony: zvláštnosti konstrukce a provozu plynového ohřívače vody

Pokud ve vašem domě není teplá voda nebo vám neustále odpojují teplou vodu, život se stává velmi nepříjemným. To ale není důvod, abyste se vzdali teplé sprchy v chladném podzimním večeru, souhlasíte? Tento problém lze vyřešit instalací plynové kolony, jak to dělá mnoho uživatelů. Jak ale takový miniaturní ohřívač vody funguje a zvládne svůj úkol?

O tom všem budeme podrobně hovořit v našem článku – zde je popsán princip činnosti plynové kolony, schémata její konstrukce. Rovněž je věnována pozornost hlavním poruchám zařízení a způsobům, jak se s nimi vypořádat. Prezentovaný materiál je doplněn názornými ilustracemi, schématy a videi.

Celkové uspořádání domácí plynové kolony

Plynová kolona je průtokový ohřívač vody. To znamená, že voda jí prochází a ohřívá se během průtoku. Než však přejdeme k rozboru toho, jak je domácí plynová kolona pro ohřev vody konstruována, připomeňme, že její instalace a výměna souvisí s centralizovaným systémem dodávky plynu.

Proto je nutné podat dokumenty plynárenské službě vašeho regionu spolu s příslušnou žádostí. O normách a potřebných dokumentech si můžete přečíst v našich dalších článcích, a nyní přejdeme k zařízení.

Různé modely plynových kolon se od sebe liší, ale celkové uspořádání domácí plynové kolony vypadá přibližně následovně:

• Plynový hořák.
• Zapalovač/systém zapalování.
• Odsávání a připojení ke komínu.
• Kouřovod.
• Spalovací komora.
• Ventilátor (u některých modelů).
• Výměník tepla.
• Přípojka pro přívod plynu.
• Vodní blok.
• Přípojky pro přívod vody.
• Přípojka pro výstup teplé vody.
• Přední panel s ovladačem.

Centrálním prvkem kolony je plynový hořák, ve kterém se udržuje spalování plynu, což přispívá k ohřevu vody. Hořák je instalován v tělese, ve kterém se shromažďují žhavé spaliny, jejichž účelem je ohřívat vodu.

Těleso je vyrobeno z kovu a zcela zakrývá přední část a boky kolony. Je důležité, aby materiál tělesa dobře vedl teplo, protože kvalita ohřevu závisí na jeho propustnosti tepla.

Konstrukční součásti plynového ohřívače, které jsou uvnitř těla. Zde je zobrazeno plynové zařízení uzavřeného typu.

Nahoře zařízení je odsávání a komín, kterými produkty spalování opouštějí ohřívač a místnost. Jejich uspořádání závisí na tom, zda je ohřívač otevřeného nebo uzavřeného typu, jak bude ukázáno níže.

Trubky se hadovitě vinou uvnitř těla, voda jimi protéká pod přirozeným tlakem a ohřívá se horkými plyny. Celý tento systém trubek se nazývá výměník tepla. Dole jsou dvě přípojky: vpravo – pro příjem studené vody z potrubí, z levé strany vytéká horká voda.

Mezi vodovodní sítí a plynovým ohřívačem se často instaluje filtr, který reguluje tvrdost vody. Bez filtru se může ohřívač pokrýt vodním kamenem při vysoké teplotě vody. Při vstupu do ohřívače voda prochází přes vodní uzel, který slouží jako jakési „spojení“ mezi proudem vody a proudem plynu. O tomto spojení si povíme o něco dále.

Hořící plynový hořák s elektrickým zapalováním a snímačem plamene. Snímače hrají důležitou roli ve fungování zařízení. O jejich funkcích si povíme dále.

Pomocí další trubky, která je rovněž dole, se ohřívač připojuje k plynovému vedení.

Tam je také přední panel s řídicí jednotkou. Je vybaven regulátory pro kontrolu spotřeby plynu a vody. V závislosti na modelu to mohou být jednoduché knoflíky, kterými se otáčí, nebo také displeje z tekutých krystalů, kde lze vidět mnoho charakteristik ohřívače, nebo dokonce povahu jeho poruchy v případě, že ohřívač nefunguje.

Jak funguje plynová kolona?

Seznámíme se s principem činnosti plynového ohřívače ve formě jednoduchého algoritmu:

• když voda protéká vodním uzlem, napíná se membrána a posouvá nahoru tyč, spojenou s plynovým ventilem;
• dále ventil otevře přívod plynu k hlavnímu hořáku;
• plyn se zapaluje od elektrody nebo zapalovače, hoří a ohřívá vodu, která protéká trubkami výměníku tepla;
• ohřátý proud vody je přiváděn ke kohoutku přes levou přípojku;
• přes komín nebo odsávání jsou odváděny produkty spalování plynu – zde je zásadní rozdíl mezi ohřívači otevřeného a uzavřeného typu, o čemž bude podrobně uvedeno níže.

Přitom lze výkon plamene a průtok vody přes ohřívač regulovat pomocí regulátorů na předním panelu.

A nyní se podíváme podrobněji, jak probíhá zapalování hořáku a jak s tím souvisí již zmíněný vodní uzel.

Konstrukční prvky a princip činnosti vodního uzlu. V lidové mluvě se nazývá „žabka“. Na obrázku žluté šipky ukazují směr pohybu plynu, modré šipky – směr pohybu vody.

Způsob zapalování plynu

Obecně, plynové karmy jsou založeny na třech způsobech zapalování plynu. Jak je vidět na schématu, ve všech třech případech je signálem k zapálení hlavního hořáku reakce vodního uzlu (žabky).

Zde jsou tři způsoby zapalování:

• pomocí piezoelektrického prvku;
• z baterií;
• z rotace hydroturbíny.

Zapalování pomocí piezoelektrického prvku – je to ruční zapalování a předpokládá přítomnost tlačítka na předním panelu. Stisknutí tlačítka způsobí sepnutí piezoelektrického prvku, který zapálí zapalovací hořáček. Ten následně zapálí hlavní hořák po signálu od tyčky, která se pohybuje vodní membránou při aktivním průtoku vody.

Zapalovací hořáček dále hoří malým plamenem, dokud není ručně vypnut. To vede ke zvýšené spotřebě plynu a zvýšené tvorbě vodního kamene v trubkách. Jedním z plynových průtokových ohřívačů vody s ručním zapalováním je Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schéma plynové karmy s piezozapalováním. Na obrázku jsou označeny „vnitřnosti“ karmy – hlavní konstrukční uzly nacházející se uvnitř krytu a tlačítka/knoflíky umístěné zvenčí.

Plynové karmy některých modelů pracují na baterie. Přitom zapalování probíhá elektrickou jiskrou po signálu tyčky. Tedy místo zapalovacího hořáčku jsou zde elektrody, které přímo zapalují hlavní plynový hořák.

Ale baterie je třeba měnit v průměru jednou za 10 měsíců, a při trvalém používání — jednou za 2 měsíce, aby nedošlo k neočekávaným situacím. Jednou z takových karem na baterie je Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Někdy dochází k zapalování rotací hydroturbíny (při průtoku vody). Zapalování probíhá také elektrickou jiskrou, ale baterie není třeba měnit, protože turbína sama generuje elektřinu při průtoku vody.

Ale pro spuštění hydroturbíny je nutný vysoký tlak v trubkách, minimálně 0,3 baru. Zdaleka ne v každém domě je takový tlak. V Rusku a dalších zemích SNS nedoporučují kupovat takové karmy kvůli nestabilnímu tlaku vody. Jako příklad takového modelu – plynová karma Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, která je výrazně dražší než dva výše uvedené modely.

Uspořádání vodního bloku kolony

Zařízení vodního uzlu představuje zvláštní zájem. Jeho strukturu lze vidět na schématu dole, popisky k dílům – pod schématem. Ostatní označené prvky slouží k upevnění.

Konstrukční prvky opravné sady vodního uzlu plynového ohřívače značky “Něva”: 1) silikonová membrána průměr 54 mm; 2) těsnění fitinky přívodu studené vody 19x14x2,5 mm; 3) těsnění vypouštěcího ventilu 10x6x2 mm; 4) těsnění regulátoru průtoku vody 14,5x9,5x2,5 mm – 2 ks; 5) těsnění ucpávky tyče závit M12x1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 ks; 6) těsnění ucpávky pouzdra tyče M12x1 14x11x1,5 mm; 7) těsnění šroubu regulátoru podmembránového tlaku 6,4x2,6x1,9 mm; 8) těsnění šroubu regulátoru průtoku vody 7x3,2x1,9 mm; 9.) těsnění spoje vodního a plynového uzlu 27,5x23,5x2 mm; 10) těsnění spoje vodoplynového uzlu s hořákem 18x13x2,5 mm; 11) těsnění čidla teploty vody 10x6x2 mm

Hlavní pracovní součásti jsou tyč a membrána, pod jejímž působením se pohybuje, když ve spodní části začne proudit voda. Tyč otevírá ventil a propouští plyn do hořáku, který je pak zapálen.

Dalším pracovním prvkem je kulička z PVC, sloužící jako pojistka. Ta přerušuje tok plynu při prudkých poklesech tlaku ve vodovodních trubkách – hydraulických rázech, o kterých si také ještě povíme.

Typ spalovací komory

Podle uspořádání spalovacích komor existují dva typy plynových ohřívačů: s otevřenou a s uzavřenou.

Ohřívače s otevřenou spalovací komorou mají volný přístup vzduchu k hořáku a spaliny odcházejí do odtahu.

Tyto modely jsou jednodušší než turbované, o kterých bude řeč níže, jejich provoz je prakticky tichý a ve většině případů nevyžadují elektřinu. Nicméně kvůli otevřenému spojení mezi spalovací komorou a místností je možné znečištění vzduchu v místnosti při špatné funkci odtahu.

Ohřívače s uzavřenou spalovací komorou jsou turbované. Spalovací komora je v nich hermeticky uzavřená, kromě kanálů pro přívod a odvod vzduchu. Vzduch je tam vháněn ventilátorem přes koaxiální trubky a vychází ven komínem spolu se spalinami.

Takové ohřívače jsou obvykle plně automatizované, chybí v nich prvky ručního ovládání a čidla tahu a teploty jsou v nich citlivější. Tyto ohřívače jsou “moderní” a bezpečnější.

Na výše uvedených ilustracích byl zobrazen plynový ohřívač právě s uzavřenou spalovací komorou. Pro srovnání, na následující ilustraci můžete vidět uspořádání ohřívačů obou typů vedle sebe. Najdete u nich mnoho podobných prvků, ale princip odvádění spalin se výrazně liší.

Srovnání spalovacích komor v ohřívačích. Vlevo je zobrazena spalovací komora ohřívače otevřeného typu. Vpravo – plynový ohřívač s uzavřenou spalovací komorou, kde je vzduch vháněn do komory pomocí ventilátoru.

Základní charakteristiky kolon

A nyní si promluvme o aspektech praktického použití ohřívače. Jednou z hlavních charakteristik je výkon. Ten přímo souvisí s výkonem, který je uváděn v kW a udává objem vody ohřátý za minutu o 25 °C.

Charakteristiky jsou obvykle uvedeny v pasu zařízení. Běžný ohřívač ohřeje za minutu 10-20 litrů vody o 25 °C, i když tato hodnota může výrazně kolísat.

Další charakteristikou moderních ohřívačů – modulace výkonu. Ukazuje, jak se může měnit výkon ohřívače v závislosti na průtoku vody a měří se v procentech počátečního výkonu.

Pro modulaci jsou ohřívače vybaveny speciální armaturou s membránou, která mění přívod plynu k hořáku v závislosti na průtoku. Za normální se považuje modulace v rozsahu 40-100 % výkonu zařízení.

Na schématu je zobrazena modulační armatura a princip její činnosti, který je podobný činnosti vodního uzlu a jeho membrány.

Bezpečnostní senzory a jejich význam

Plynový ohřívač může být nebezpečný, protože je současně napojen na vodovodní a plynové potrubí, z nichž každé samo o sobě může představovat hrozbu.

Při problémech s dodávkou plynu nebo vody bezpečnostní senzory vypnou činnost ohřívače a speciální ventily uzavřou přívod vody nebo plynu.

Obvykle plynové ohřívače vydrží tlak až 10-12 bar, což je 20-50krát vyšší než běžný tlak v potrubí. Takové prudké skoky jsou možné při tzv. hydraulických rázech.

Pokud je ale tlak nižší než 0,1–0,2 baru, ohřívač nebude schopen fungovat. Před nákupem je třeba pečlivě prostudovat návod a specifikace, abyste zjistili, zda je ohřívač optimalizován pro nízký tlak vody v potrubí zemí SNS a zda bude správně fungovat. A naopak – zda vydrží prudké výkyvy tlaku, což také, bohužel, není v našich podmínkách výjimkou.

Schéma zapalování hořáku pracujícího na elektrickou jiskru. Umístění hlavních bezpečnostních senzorů domácího plynového ohřívače.

Obecně platí, že moderní plynový ohřívač obsahuje mnoho bezpečnostních senzorů. Všechny lze v případě poruchy vyměnit.

Podrobněji o účelu a umístění senzorů – v tabulce níže.

Hlavní závady a způsoby, jak je opravit

Když mluvíme o konstrukci a principech činnosti domácího plynového ohřívače vody, stejně jako o senzorech, které jsou v něm zabudovány, stojí za to krátce zmínit možné poruchy a závady. Zde se nebudeme zabývat úplnou opravou nebo výměnou ohřívače, ale rychle projdeme všechny prvky uvedené v popisu hořáku a popíšeme jejich závady, stejně jako způsoby, jak se s nimi vypořádat vlastníma rukama.

Jak již bylo zmíněno, hlavním prvkem ohřívače je — plynový hořák. Hořák často zhasíná kvůli aktivaci bezpečnostních senzorů, o kterých jsme již mluvili. Časté problémy, které vedou k tomuto scénáři — je znečištění výměníku tepla sazemi a vodním kamenem.

Příčinou slabého tlaku — je tvorba vodního kamene v trubkách výměníku tepla. V takovém případě je třeba sejmout výměník tepla a propláchnout trubky speciálními kapalinami na odstranění vodního kamene.

Na této fotografii je znečištěný výměník tepla. V tomto případě je třeba jej sejmout a vyčistit od sazí. Pokud je ohřívač umístěn v blízkosti kuchyňského sporáku, je možné také znečištění výměníku tepla potravinářskými tuky.

Pokud nedochází k úplnému spalování plynu nebo je ohřívač dlouho v provozu, v komoře se z vnější strany hromadí saze, což výrazně snižuje tepelnou vodivost a kvalitu ohřevu vody.

Chcete-li se dozvědět více o příčinách slabého tlaku a podrobnostech provádění čištění, přejděte prosím na tento odkaz.

Pokud se plynový ventil neotevře kvůli slabému tlaku přiváděné vody, je třeba vyjmout filtr, zkontrolovat, jak je zanesený, a v případě potřeby jej propláchnout. Pokud je nedostatečný tlak vody nebo plynu, bude nutné obrátit se na příslušnou státní službu.

Pokud voda uniká přímo z ohřívače, znamená to, že je porušena těsnost v trubkách. Je třeba je rozebrat a vyměnit těsnicí prvky. V případě potřeby bude nutné vyměnit samotné trubky.

Samostatně stojí za to připomenout poruchu vodní membrány. Pokud je ohřívač v provozu po dlouhou dobu, membrána vodního uzlu se opotřebovává a její citlivost výrazně klesá. Přestává reagovat na nízký tlak vody, a tudíž nedává signál, že je třeba zapálit hořák. V nejlepším případě by se měla měnit každých 5-6 let.

Když se membrána opotřebuje, lze zakoupit opravnou sadu a provést výměnu svépomocí. Vodní uzel se skládá z hlavních prvků, jako je gumová membrána, víko, tělo a plastový talíř s pružinou.

Někdy je problém také v táhle, které pohybuje membránou, to lze v případě potřeby také vyměnit, protože k tomu existují speciální opravné sady.

Abyste lépe porozuměli konstrukci svého modelu plynové kolony, je třeba pečlivě prostudovat návod k použití a technický průkaz. To nejen ušetří váš čas a nervy, ale samo o sobě zlepší pochopení toho, jak toto zařízení funguje.

Závěry a užitečné video k tématu

Pro upevnění pochopení struktury plynové kolony se můžete podívat na videopřehled, kde je podrobně vysvětleno umístění všech prvků kolony na živém příkladu:

V tomto materiálu jsme studovali konstrukci domácí plynové kolony, princip jejího fungování. Poté jsme se zabývali funkcí hlavních prvků. A se znalostí hlavních uzlů a prvků plynového zařízení, snímačů jeho bezpečnostního systému, můžete svépomocí diagnostikovat poruchu. A pokud je příčinou závady znečištění jednotlivých konstrukčních prvků, pak také provést vlastnoruční údržbu plynové kolony.

Chcete doplnit výše uvedený materiál užitečnými doporučeními nebo položit otázky, kterých jsme se zde nedotkli? Zeptejte se na radu našich expertů a dalších návštěvníků webu – formulář zpětné vazby je umístěn níže.