Projektowanie i funkcjonowanie kotłów gazowych

Jeśli chodzi o ciepłą wodę w mieszkaniu lub domu, wiele osób decyduje się na zakup gazowego podgrzewacza wody. Aby nie popełnić błędu przy wyborze odpowiedniego sprzętu tego typu, warto wiedzieć, jak jest on zbudowany i jak działa.

W gazowych podgrzewaczach wody wyróżnia się następujące elementy:

• Główny palnik. Najlepszym rozwiązaniem jest palnik wykonany ze stali.
• System rur, w których krąży woda (wymiennik ciepła). Zazwyczaj jest on wykonany z miedzi, ale może być również stalowy.
• Obudowa z regulatorami zasilania i przepływu wody.
• Jednostka zapłonowa podłączona do palnika zapłonowego i źródła zasilania.
• Skrzynka kontrolna. Niektóre modele posiadają również wyświetlacz, na którym można zobaczyć parametry pracy urządzenia.
• Rury - jedna do doprowadzenia wody, jedna do doprowadzenia gazu i jedna do odprowadzenia ciepłej wody.
• Membranowy zawór gazowy.
• System bezpieczeństwa. Zawiera czujniki, które aktywują się w przypadku braku wody, zmiany ciśnienia wody, przegrzania grzejnika, braku ciągu i innych niebezpiecznych sytuacji.
• Urządzenie do odciągania produktów spalania (kolektor spalin, przyłącze kominowe, czujnik ciągu). W kotłach turbo obejmuje on wentylator i komin koncentryczny.

Gazowe podgrzewacze wody są określane jako przepływowe, co oznacza, że woda jest podgrzewana podczas przepływu wewnątrz takiego urządzenia, a nie jest w nim magazynowana. Woda dostaje się do podgrzewacza przez rurę dopływową, a następnie przepływa przez wymiennik ciepła, na który oddziałuje ciepło z palnika gazowego. W miarę przepływu wody przez rury jej temperatura wzrasta, dzięki czemu z rury wylotowej do kranu dostarczana jest ciepła woda o żądanej temperaturze. Spaliny są usuwane z nagrzewnicy przez komin.

Zapłon palnika głównego w różnych modelach nowoczesnych nagrzewnic może odbywać się w różny sposób:

1. Z elementu piezoelektrycznego. Użytkownik naciska przycisk na obudowie głośnika, co wywołuje iskrę powodującą zapłon palnika. Palnik zapłonowy wewnątrz urządzenia jest stale zapalony i zużywa niewielką ilość gazu. Jeśli palnik zapłonowy jest wyłączony, należy ponownie nacisnąć przycisk, aby zadziałał na element piezoelektryczny.
2. Zasilane bateryjnie. Jest to metoda zapłonu elektronicznego, w której zwykłe baterie dostarczają iskry elektrycznej do zapłonu palnika. Gdy urządzenie nie pracuje, zapłonnik nie zapala się i nie dochodzi do strat gazu. Baterie należy wymieniać co 6 do 12 miesięcy.
3. Z turbiny wodnej. Palnik jest zapalany iskrą generowaną przez miniaturową turbinę, która jest napędzana przez przepływ wody po włączeniu podgrzewacza. Takie modele są bardzo wrażliwe na niskie ciśnienie wody.

Przykładowy schemat połączeń elektrycznych nagrzewnicy gazowej przedstawiono na poniższym rysunku.

Parametr ten jest często szacowany w litrach na minutę, co oznacza, ile ciepłej wody urządzenie jest w stanie podgrzać w ciągu jednej minuty. Ponadto, wydajność urządzenia jest bezpośrednio związana z pojemnością wybranej kolumny.

Wydajność jest najczęściej mierzona na podstawie spadku temperatury o 25° podczas ogrzewania. Na przykład, jeżeli wydajność danego modelu wynosi 11 litrów/minutę, oznacza to, że w ciągu jednej minuty temperatura 11 litrów wody wypływającej z kranu wzrośnie o 25°. Zazwyczaj jako przybliżoną temperaturę wybiera się 10° temperatury wody wpływającej, a więc wodę należy podgrzać do 35°.

Różnią się one w zależności od typu podgrzewacza wody:

• Otwarte. To urządzenie działa na zasadzie naturalnego ciągu, pobierając powietrze z pomieszczenia, w którym jest zainstalowane. Produkty spalania są również odprowadzane do komina poprzez wentylację naturalną.
• Zamknięte. Jest on obecny w grzałkach turbinowych. Takie jednostki są wyposażone w wentylator wytwarzający ciąg wymuszony. Spaliny są odprowadzane przez komin koncentryczny, który zapewnia również dopływ powietrza do nagrzewnicy z ulicy.

Urządzenia do podgrzewania wody najczęściej zasilane są gazem ziemnym, ale wiele modeli można przestawić na zasilanie gazem z butli (LPG). Jest to szczególnie przydatne do zaopatrywania w ciepłą wodę użytkową domów wiejskich i willi bez sieci gazowej.

Na ten parametr bezpośredni wpływ ma moc urządzenia i możliwość jej regulacji. Informacje o zużyciu gazu przez wybrany model można znaleźć w karcie katalogowej ogrzewacza. Podaje się ją w metrach sześciennych gazu na godzinę. Jeśli chcesz obliczyć, ile gazu zużywa piezoelektryczny grzejnik, dodaj około 25%.

Minimalne ciśnienie wymagane do włączenia wybranego podgrzewacza wody jest określone w dokumentacji urządzenia. Szczególnie ważne jest zwrócenie uwagi na ten parametr podczas instalacji grzejnika w starych domach wybudowanych w latach 60-70, ponieważ ciśnienie w ich rurach jest często niewystarczające do pracy grzejnika. Jeśli producent deklaruje, że minimalne wymagane ciśnienie wynosi więcej niż 0,15 bara, grzejnik może mieć problemy w starym budynku.

Innym czynnikiem branym pod uwagę jest zdolność podgrzewacza do wytrzymania uderzeń wodnych, które czasami występują w czasie dostawy wody. Jest to określane jako krótkotrwały wzrost ciśnienia w rurach, który może powodować nieszczelności i uszkodzenia połączeń. Dzięki wartościom w zakresie 11-12 barów, nagrzewnica jest w stanie poradzić sobie z takimi zmianami.

Wybór grzejnika z opcją modulacji zwiększa komfort użytkowania takiego urządzenia. Jeśli nie ma modulacji, ciśnienie i temperatura wody zmniejszą się po otwarciu drugiego kranu, co wpłynie na wydajność podgrzewacza. Jeśli jest zainstalowana modulacja, wahania ciśnienia wody spowodują automatyczną regulację palnika, a temperatura wody na wylocie z urządzenia nie zmieni się.

Aby zapewnić długą i wydajną pracę gazowego podgrzewacza wody, należy przestrzegać następujących zasad:

• Należy wziąć pod uwagę twardość wody, która jest doprowadzana do urządzenia. W razie potrzeby należy zadbać o jego zmiękczenie i oczyszczenie.
• Ustaw komfortową temperaturę podgrzewania wody. Nie zaleca się zbytniego podgrzewania wody, ponieważ sprzyja to nadmiernemu osadzaniu się kamienia.
• Raz w roku należy przeprowadzić konserwację urządzenia grzewczego.

Poniższy film wyjaśnia budowę i zasadę działania większości automatycznych kotłów gazowych na przykładzie modelu gazowego podgrzewacza wody Neva Lux 5611.