Funktionsprincip för gasvattenberedare: konstruktion och drift av gasvattenvärmare

Om du inte har varmvatten i ditt hem eller om varmvattnet stängs av ofta, blir livet ganska obekvämt. Men det är ingen anledning att avstå från en varm dusch en sval höstkväll, eller hur? Du kan lösa problemet genom att installera en gasvärmare, vilket många användare gör. Men hur fungerar en sådan kompakt varmvattenberedare och kommer den att klara sin uppgift?

I den här publikationen går vi igenom allt detta i detalj – här behandlas funktionsprincipen för gasvärmaren och dess konstruktionsscheman. Vi lägger också fokus på vanliga fel hos utrustningen och hur man hanterar dem. Materialet kompletteras med tydliga illustrationer, scheman och videor.

Allmän uppbyggnad av en hushållsgasvärmare

En gasvärmare är en genomströmningsberedare. Det innebär att vattnet passerar genom den och värms upp under tiden. Men innan vi går in på hur en hushållsgasvärmare för vattenuppvärmning är konstruerad, påminner vi om att installation och byte är kopplat till det centrala gasförsörjningssystemet.

Därför måste du lämna in dokument till din regions gasförvaltning tillsammans med en ansökan. Om normer och nödvändiga dokument kan du läsa i våra andra artiklar, men nu går vi vidare till konstruktionen.

Olika modeller av gasvärmare skiljer sig åt, men den allmänna uppbyggnaden av en hushållsgasvärmare ser ut ungefär så här:

• Gasbrännare.
• Tändanordning/tändsystem.
• Avluftning och anslutning till skorstenen.
• Skorstensrör.
• Förbränningskammare.
• Fläkt (i vissa modeller).
• Värmeväxlare.
• Gasanslutningsrör.
• Vattenenhet.
• Rör för vattenintag.
• Rör för varmvattenutlopp.
• Frontpanel med kontroll.

Huvudelementet i värmaren är gasbrännaren, där gasen brinner och värmer upp vattnet. Brännaren sitter i ett hölje där heta förbränningsprodukter samlas, vars uppgift är att värma vattnet.

Höljet är tillverkat av metall och täcker helt framsidan och sidorna av värmaren. Det är viktigt att höljets material leder värme bra, eftersom uppvärmningskvaliteten beror på dess värmegenomströmning.

Konstruktionsdelar av en gasvattenberedare som finns inuti höljet. Här visas gasutrustning av sluten typ.

Överst på apparaten finns fläkt och rökkanal genom vilka förbränningsprodukterna lämnar beredaren och rummet. Deras konstruktion beror på om beredaren är av öppen eller sluten typ, vilket visas nedan.

Rören slingrar sig som en spiral inuti höljet, vatten strömmar genom dem under naturligt tryck och värms upp av heta gaser. Hela detta rörsystem kallas värmeväxlare. Längst ner finns två ledningar: till höger – för intag av kallvatten från ledningen, från vänster sida rinner varmvattnet ut.

Mellan vattenledningsnätet och gasvattenberedaren installeras ofta ett filter som reglerar vattnets hårdhet. Utan filter kan beredaren täckas av kalk vid hög vattentemperatur. Vid inloppet i beredaren passerar vattnet genom vattenenheten som fungerar som en slags "förbindelse" mellan vattenflödet och gasflödet. Om denna förbindelse pratar vi lite längre fram.

En brinnande gasbrännare med elektrisk tändning och flamvakt. Flamvakten spelar en viktig roll i utrustningens funktion. Om dess funktioner pratar vi vidare.

Med hjälp av ytterligare ett rör, som också finns längst ner, ansluts beredaren till gasledningen.

Där finns också en frontpanel med styrenhet. Den är utrustad med reglage för att kontrollera gas- och vattenförbrukning. Beroende på modell kan det vara enkla vred som man vrider på, eller LCD-skärmar där man kan se många egenskaper hos beredaren, eller till och med typen av fel om beredaren inte fungerar.

Hur fungerar en gasvärmare?

Vi bekantar oss med principen för gasvattenberedarens funktion i form av en enkel algoritm:

• när vatten strömmar genom vattenenheten, spänns membranet och trycker upp en stav som är kopplad till gasventilen;
• därefter öppnar ventilen gastillförseln till huvudbrännaren;
• gasen antänds av en elektrod eller tändlåga, brinner och värmer upp vattnet som strömmar genom värmeväxlarens rör;
• den uppvärmda vattenströmmen leds till kranen via den vänstra ledningen;
• genom rökkanalen eller fläkten leds gasens förbränningsprodukter ut – här finns en principiell skillnad mellan beredare av öppen och sluten typ, vilket kommer att beskrivas i detalj nedan.

Dessutom kan flammans styrka och vattenflödets styrka genom beredaren regleras med reglagen på frontpanelen.

Och nu ska vi titta närmare på hur brännaren tänds och hur detta hänger ihop med den tidigare nämnda vattenenheten.

Konstruktionsdelar och funktionsprincip för vattenenheten. I vardagligt tal kallas den för "grodan". På bilden visas gasens rörelseriktning med gula pilar, vattnets rörelseriktning med blå pilar.

Metod för gaständning

Generellt sett bygger gasvarmvattenberedare på tre sätt att tända gasen. Som framgår av schemat är reaktionen från vattenenheten (grodan) signalen för att tända huvudbrännaren i alla tre fallen.

Här är de tre tändningssätten:

• med hjälp av ett piezoelement;
• från batterier;
• från rotation av en hydroturbin.

Tändning med hjälp av piezoelement är manuell tändning och förutsätter en knapp på frontpanelen. Att trycka på knappen orsakar en slutning av piezoelementet, som tänder tändlågan. Den i sin tur tänder huvudbrännaren efter signal från stången, som rörs av vattenmembranet vid aktivt vattentryck.

Tändlågan fortsätter att brinna med en liten låga tills den stängs av manuellt. Detta leder till ökad gasförbrukning och ökad kalkavlagring i rören. En av de gasdrivna genomströmningsvärmarna med manuell tändning är Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schema över gasvarmvattenberedare med piezotändning. Bilden visar beredarens «inre organ» – de huvudsakliga konstruktionsenheterna inuti höljet, samt knappar/vred som sitter på utsidan.

Gasvarmvattenberedare av vissa modeller drivs med batterier. Då sker tändningen via en elektrisk gnista efter signal från stången. Istället för en tändlåga finns här elektroder som tänder huvudgasbrännaren direkt.

Men batterierna måste bytas i genomsnitt var 10:e månad, och vid konstant användning — varannan månad, för att undvika oväntade situationer. En sådan batteridriven beredare är Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Ibland sker tändningen genom rotation av en hydroturbin (vid vattenflöde). Tändning sker också via en elektrisk gnista, men batterier behöver inte bytas eftersom turbinen själv genererar elektricitet medan vattnet strömmar.

Men för att hydroturbinen ska fungera krävs högt tryck i rören, minst 0,3 bar. Inte i alla hem finns ett sådant tryck. I Ryssland och andra OSS-länder rekommenderar man inte att köpa sådana beredare på grund av instabil vattentryck. Som exempel på en sådan modell är gasvarmvattenberedaren Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, som är märkbart dyrare än de två ovan nämnda modellerna.

Vattenenhetens konstruktion

Vattenenhetens konstruktion är av särskilt intresse. Dess struktur kan ses i schemat nedan, med beskrivningar av delarna under schemat. Övriga markerade element fungerar som fästen.

Konstruktionsdelar i reparationssatsen för vattenenheten i gaspannan “Neva”: 1) silikonmembran D 54 mm; 2) tätning för kallvattennippel 19x14x2,5 mm; 3) tätning för avtappningsventil 10x6x2 mm; 4) tätning för vattenflödesregulator 14,5x9,5x2,5 mm – 2 st; 5) tätning för spindelns packning, gänga M 12 x 1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 st; 6) tätning för spindelhylsans packning, gänga M 12 x 1 14x11x1,5 mm; 7) tätning för justerskruv för undre membranets tryck 6,4x2,6x1,9 mm; 8) tätning för justerskruv för vattenflöde 7x3,2x1,9 mm; 9) tätning för anslutning mellan vatten- och gasenhet 27,5x23,5x2 mm; 10) tätning för anslutning mellan vattengasenhet och brännare 18x13x2,5 mm; 11) tätning för vattentemperatursensor 10x6x2 mm

De viktigaste arbetsdelarna är spindeln och membranet, som får den att röra sig när vattenflödet startar i den nedre delen. Spindeln öppnar ventilen och släpper in gas i brännaren, som sedan tänds.

En annan arbetsdel är en PVC-kula, som fungerar som en säkerhetsanordning. Den stänger av gastillförseln vid plötsliga tryckfall i vattenledningarna – hydrauliska stötar, som vi också kommer att prata om.

Typ av förbränningskammare

När det gäller förbränningskammarens konstruktion finns det två typer av gaspannor: med öppen och sluten förbränningskammare.

Pannor med öppen förbränningskammare har fri lufttillförsel till brännaren, och förbränningsprodukterna leds ut i frånluften.

Sådana modeller är enklare än turbinerade, som vi kommer att prata om nedan. Deras drift är nästan ljudlös och i de flesta fall kräver de ingen el. Men på grund av den öppna förbindelsen mellan förbränningskammaren och rummet kan luften i rummet förorenas om frånluften fungerar dåligt.

Pannor med sluten förbränningskammare är turbinerade. Förbränningskammaren är tät, förutom kanaler för luftinsug och luftutsläpp. Luften trycks in av en fläkt genom koaxialrör och lämnar byggnaden via skorstenen tillsammans med förbränningsprodukterna.

Sådana pannor är oftast helt automatiserade, de saknar manuella reglage, och drag- och temperatursensorerna är känsligare. Dessa pannor är “moderna” och säkrare.

I illustrationerna ovan visades en gaspanna med sluten förbränningskammare. Som jämförelse kan man i nästa illustration se konstruktionen av pannor av båda typerna bredvid varandra. Du kommer att se många liknande delar, men principen för bortledning av förbränningsprodukter skiljer sig markant.

Jämförelse av förbränningskammare i pannor. Till vänster visas en öppen förbränningskammare. Till höger – en gaspanna med sluten förbränningskammare, där luften trycks in i kammaren med hjälp av en fläkt.

Viktiga egenskaper hos värmare

Nu ska vi prata om aspekterna av praktisk användning av varmvattenberedaren. En av de grundläggande egenskaperna är prestanda. Den är direkt relaterad till effekten, som anges i kW och visar volymen vatten som värms upp per minut med 25 °C.

Specifikationerna anges vanligtvis i enhetens bruksanvisning. En vanlig varmvattenberedare värmer 10-20 liter vatten per minut med 25 °C, även om denna siffra kan variera avsevärt.

En annan egenskap hos moderna varmvattenberedare — effektmodulering. Den visar hur beredarens effekt kan ändras beroende på vattenflödet och mäts i procent av den ursprungliga effekten.

För modulering är beredarna utrustade med specialarmatur med ett membran som ändrar gastillförseln till brännaren beroende på flödet. Normal modulering anses vara inom intervallet 40-100 % av enhetens effekt.

På schemat visas den modulerande armaturen och dess funktionsprincip, som liknar funktionen hos vattenenheten och dess membran.

Säkerhetssensorer och deras betydelse

En gasvattenberedare kan vara farlig, eftersom den är kopplad till både vatten- och gasledningar, var och en för sig kan utgöra en hot.

Vid problem med gas- eller vattentillförseln stänger säkerhetssensorerna av beredaren och speciella ventiler stänger av vatten- eller gastillförseln.

Vanligtvis tål gasvattenberedare ett tryck på upp till 10-12 bar, vilket är 20-50 gånger högre än normalt tryck i rören. Sådana kraftiga tryckökningar kan uppstå vid så kallade vattenhammare.

Men om trycket är lägre än 0,1-0,2 bar kommer beredaren inte att fungera. Du måste noggrant läsa igenom instruktionerna och specifikationerna innan köpet för att förstå om beredaren är optimerad för lågt vattentryck i rören i OSS-länderna och om den kommer att fungera korrekt. Och omvänt — kommer den att klara av kraftiga tryckförändringar, vilket tyvärr inte heller är ovanligt under våra förhållanden.

Schema för tändning av brännare som arbetar med elektrisk gnista. Placering av de viktigaste säkerhetssensorerna för en hushållsgasvattenberedare

Generellt sett innehåller en modern gasvattenberedare många säkerhetssensorer. Alla kan vid fel bytas ut.

Mer information om sensorernas funktion och placering finns i tabellen nedan.

Vanliga problem och hur man åtgärdar dem

När vi talar om konstruktion och funktionsprinciper för en hushållsgasvattenberedare samt om de sensorer som är inbyggda i den, är det värt att kort nämna möjliga fel och problem. Här kommer vi inte att gå in på full reparation eller byte av kolonnen, utan vi går snabbt igenom alla delar som nämns i brännarbeskrivningen och beskriver deras fel samt sätt att hantera dem på egen hand.

Som redan nämnts är kolonnens huvudelement – gasbrännaren. Ofta slocknar brännaren på grund av utlösning av säkerhetssensorer, som vi redan har pratat om. Vanliga problem som leder till detta scenario – är förorening av värmeväxlaren med sot och kalk.

Orsaken till svagt tryck – kalkavlagringar i värmeväxlarrören. I så fall måste man ta bort värmeväxlaren och spola rören med speciella vätskor för att avlägsna kalk.

På denna bild visas en förorenad värmeväxlare. I detta fall måste man ta bort den och rengöra sotet. Om kolonnen är placerad nära en spis kan värmeväxlaren även bli förorenad med matfett.

Om gasförbränningen inte är fullständig, eller om kolonnen används under lång tid, samlas sot på utsidan av kammaren, vilket avsevärt minskar värmeledningsförmågan och kvaliteten på vattenuppvärmningen.

För att lära dig mer om orsakerna till svagt tryck och detaljerna kring rengöring, klicka gärna på denna länk.

Om gasventilen inte öppnas på grund av svagt vattentryck, måste man ta bort filtret, kontrollera hur igensatt det är och vid behov – skölja det. Om vattentrycket eller gastrycket är otillräckligt, måste man kontakta lämplig myndighet.

Om vatten läcker direkt från kolonnen betyder det att tätheten i rören är bruten. Man måste demontera dem och byta ut tätningselementen. Vid behov måste man byta ut själva rören.

Separat är det värt att påminna om fel på vattenmembranet. Om kolonnen har varit i drift under lång tid slits membranet i vattenenheten ut och dess känslighet minskar avsevärt. Det slutar att reagera på lågt vattentryck och ger därför ingen signal om att brännaren ska tändas. I bästa fall bör den bytas ut var 5–6:e år.

När membranet är utslitet kan du köpa en reparationssats och byta ut det själv. Vattenenheten består av grundläggande delar som gummimembran, lock, hölje och en plastplatta med fjäder.

Ibland är problemet även i stången som rörs av membranet, den kan också bytas vid behov, eftersom det finns särskilda reparationssatser för detta.

För att bättre förstå konstruktionen av din modell av gasvattenberedare bör du noggrant läsa bruksanvisningen och objektets pass. Detta sparar inte bara din tid och dina nerver, utan förbättrar också förståelsen för hur apparaten fungerar.

Slutsatser och användbar video om ämnet

För att befästa förståelsen av gasvattenberedarens struktur kan du titta på videoöversikten, där placeringen av alla delar av beredaren förklaras i detalj med ett verkligt exempel:

I detta material har vi studerat konstruktionen av en hushållsgasvattenberedare och dess funktionsprincip. Därefter har vi tittat på hur huvuddelarna fungerar. Och genom att känna till de viktigaste komponenterna och elementen i gasutrustningen, samt säkerhetssystemets sensorer, kan du själv diagnosticera ett fel. Och om orsaken till felet är smuts i vissa konstruktionsdelar, kan du även utföra egen service av gasvattenberedaren.

Vill du komplettera ovanstående material med användbara rekommendationer eller ställa frågor som vi inte har berört här? Fråga våra experter och andra besökare på webbplatsen – kontaktformuläret finns nedan.