Автоматика безопасности проточных водонагревателей

Устройства управления и защиты современной колонки обеспечивают ее включение и выключение, регулирование производительности, прекращение подачи газа на горение при достижении параметров, представляющих угрозу работоспособности аппарата и безопасности абонентов. У менее продвинутых аппаратов основная функция автоматики — прекращение подачи газа на горение в аварийных ситуациях.

Автоматика безопасности колонки контролирует (рис. 1):

• проток воды;

• пламя запальника или основной горелки (в зависимости от конструкции аппарата);

• наличие тяги в дымоотводящем патрубке у аппаратов с открытой камерой сгорания либо работу вентилятора при наличии закрытой камеры сгорания;

• повышение температуры воды выше установленной нормы.

Рис. 1. Состав автоматики безопасности колонок

Автоматика по протоку воды

Автоматика по протоку воды обеспечивает подачу газа к основной горелке при открытии водозабора (наличии протока воды) и отключение основной горелки при прекращении водозабора (отсутствии протока). Если основная горелка колонки будет гореть без протока воды, теплообменник быстро перегреется и разгерметизируется. Обычно течь образуется на местах пайки трубок калорифера. Подобные происшествия чреваты затоплением помещений, где установлена колонка, а заодно и соседей на нижних этажах.

Рис. 2. Водогазовый узел колонки НЕВА

Источник: https://teplo62.ru/thumb/2/_Nndal5h8SYOyGD-uhgSeQ/r/d/inked539738509_w640_h640_vodogazovyj-uzel-neva_li.jpg.

Автоматика включает в себя два узла — водяной и газовый (рис. 2). Первый контролирует проток воды. Обычно применяется мембранный привод, который при открытии крана на водяном смесителе перемещает клапан, расположенный в газовом узле. В энергонезависимых колонках нажимается микровыключатель, подключающий электропитание аппарата. В современных колонках в состав водяного узла входит регулятор протока воды, обеспечивающий ручное регулирование количества воды, протекающей через аппарат.

Через газовый узел газ поступает к горелке. В нем имеется клапан, который открывается при протоке воды и закрывается после прекращения водозабора. В газовом узле в зависимости от конструкции аппарата может быть конусный кран, который обеспечивает ручное регулирование подачи газа на основную горелку. При розжиге запальника газовый узел блокирует основную горелку: сначала зажигается запальник и только потом — основная горелка.

Минимальное давление воды

Для надежной работы колонок необходим хороший проток воды. Минимальное давление воды, при котором происходит розжиг горелки, особенно важно для изношенных водопроводных сетей с небольшим напором воды. В многоквартирных домах давление воды уменьшается с увеличением этажа: чем выше квартира, тем меньше напор. Вместо минимального давления воды на входе в аппарат возможно использование другой характеристики — минимальный проток воды, который измеряется в литрах в минуту (л/мин). Этот показатель точнее. Даже при нормативном давлении воды на входе в колонку при недостаточном протоке на мембране водяного узла не будет необходимого перепада давления для ее перемещения. Такая ситуация возникает в случае, если водопроводные трубы или трубки теплообменника изнутри покрыты слоем отложений и накипи.

Автоматика по пламени

Рис. 3. Контроль пламени запальника электродом ионизации

Источник: http://remoo.ru/wp-content/uploads/2018/11/gorelki-gazovye-dlya-kotlov-10.jpg.

Как уже говорилось ранее, устройства контроля пламени являются обязательным элементом, обеспечивающим взрывопожарную безопасность газовых плит. Аналогичная ситуация с другим газоиспользующим оборудованием, в том числе с газовыми колонками.

На современных проточных водонагревателях автоматика безопасности по пламени может быть двух видов: с использованием для контроля горения термопары или электрода ионизации. В первом случае принцип работы аналогичен «газ-контролю», применяемому на плитах. Автоматика состоит из термопары, нагреваемой пламенем запальника и вырабатывающей термо-ЭДС, и электромагнитного клапана. При погасании запальника электромагнитный клапан прекращает подачу газа на основную горелку и запальник. Такая автоматика именуется термоэлектрической, она применяется на энергонезависимых колонках.

Во втором случае контроль пламени производится датчиком ионизации, который может следить за пламенем запальника, как показано на рисунке 3. Также возможен контроль за основной горелкой. При отсутствии пламени закрывается электромагнитный клапан на входе газа в колонку. Контроль пламени датчиком ионизации осуществляется на проточных водонагревателях, имеющих электропитание.

Немного про запальные горелки

На многих типах газоиспользующего оборудования, предназначенного для отопления и горячего водоснабжения, установлены запальники — инжекционные горелки малой мощности (на современных колонках — не более 350 Вт). Более того, подобные узлы есть на кухонном оборудовании для приготовления пищи, применяемом в кафе и ресторанах.

Запальная горелка выполняет несколько функций:

• у энергозависимых колонок разжигает основную горелку и обеспечивает контроль пламени (если электрод ионизации установлен у запальника);

• у энергонезависимых колонок разжигает основную горелку, нагревает термопару, которая вырабатывает термо-ЭДС и тем самым обеспечивает работу автоматики безопасности аппарата.

Электропитание колонок

Автоматика проточных водонагревателей может работать при наличии электропитания (энергозависимые колонки) или без него (энергонезависимые колонки). Последние не имеют в своем составе электронного блока управления. Контроль пламени осуществляется термопарой, розжиг производится пьезоэлементом с подачей искры на электрод розжига. На колонках старых модификаций возможен розжиг открытым огнем (спичкой).

У энергозависимых колонок электропитание автоматики может осуществляться:

• от электрических батареек;

• от электрической сети переменного тока напряжением 220 В;

• от гидрогенератора.

Чаще всего используют элементы питания постоянного тока напряжением 1,5 В. Гораздо реже колонки подключают к сети переменного тока напряжением 220 В. При использовании 220 В сложность состоит в обеспечении электробезопасности жильцов: вода проводит электричество, при неисправности возможно поражение электрическим током.

Рис. 4. Гидрогенератор колонки

Источник: https://szgaz.ru/wp-content/uploads/Ne-rabotaet-gidrogenerator-gazovoj-kolonki.jpeg.

Электропитание устройств управления и защиты может осуществляться от гидрогенератора (рис. 4). Он вырабатывает электрическое напряжение при протоке воды через колонку.

В колонках с электропитанием розжиг пламени производится искрой, возникающей при подаче высокого напряжения на электрод розжига. Блок управления производит розжиг колонки после открытия водозабора и контролирует наличие пламени, тягу и температуру нагрева воды посредством соответствующих датчиков.

Автоматика по тяге

Большинство несчастных случаев при использовании газа в быту происходит по причине отравлений угарным газом. Автоматика по тяге должна прекращать подачу газа на основную горелку и запальник (при наличии) при отсутствии тяги в дымоходе.

Рис. 5. Работа датчика тяги при нормальной тяге (а) и при опрокидывании тяги (б)

У аппаратов с открытой камерой сгорания датчик тяги, контролирующий правильное удаление дымовых газов, устанавливается вверху, на газоотводе. При нормальной тяге он омывается воздухом из помещения, температура которого намного ниже температуры дымовых газов (рис. 5, а). При нарушении тяги горячие продукты сгорания попадают на датчик, который нагревается и тем самым определяет отсутствие тяги (рис. 5, б). Автоматика безопасности по тяге срабатывает с задержкой по времени, составляющей от 10 до 60 секунд. Это необходимо для предотвращения частых отключений аппарата при кратковременных нарушениях тяги.

Автоматика по максимальной температуре воды

Автоматика по максимальной температуре воды отключает подачу газа на горение при нагреве воды сверх определенной температуры. Она защищает теплообменник от перегрева, при котором он может быть поврежден. Температура срабатывания датчика нагрева воды — 90–100 °С. Другой вариант — защита от образования накипи в трубках теплообменника. В этом случае температура срабатывания датчика около 80 °С. Образование накипи является серьезной проблемой для колонок. Через аппарат постоянно протекают новые объемы воды. Если ее жесткость повышена, в трубках образуется накипь, которая имеет теплопроводность в сотни раз меньшую в сравнении с медью. В результате оребрение трубок калорифера перегревается и интенсивно выгорает. Со временем из-за уменьшения внутреннего диаметра трубок теплообменника значительно падает проток воды через аппарат.

Современные проточные водонагреватели обеспечивают комфортное получение горячей воды, в том числе с соблюдением требований пожарной безопасности. Самые продвинутые модели имеют устройства управления, которые изменяют подачу газа на горелку в зависимости от протока воды через нее, осуществляя модуляцию пламени основной горелки. Это функции автоматики регулирования.

Многие аппараты оснащаются цифровыми дисплеями, отображающими температуру нагрева воды, температуру, задаваемую потребителями, коды ошибок, высвечивающиеся при автоматическом отключении колонки, и другие параметры, необходимые для управления аппаратом.

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

ОПАСНЫЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии.

читать полностью

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОССИИ

По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения.

читать полностью

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАМЕНИ

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

читать полностью

S-2337 (А018)
1866