Принцип работы турбированной газовой колонки без дымохода — критерии выбора

Технологии и конструктивные решения, использованные в индивидуальном котле отопления, оказались настолько удачными, что на их основе была построена турбированная газовая колонка. Новый аппарат удачно пришелся ко двору в тех квартирах, где по-прежнему используется центральное отопление – старая газовая колонка сгнила, а централизованная система горячего водоснабжения подает лишь холодную воду.

Как устроена турбированная газовая колонка

Новый вариант водонагревателя работает по тем же принципам, что и старый. Турбированная газовая горелка нагревает теплообменник, внутри которого протекает вода.

Размеры аппарата практически не изменились, уровень нагрева и количество воды такие же. Принципиальные изменения произошли в конструкции камеры сгорания, способе подачи воздуха для сжигания газа и удаления продуктов горения.

Современная турбированная газовая колонка для нагрева воды устанавливается без дымохода классического вида. Дымовая труба в прежнем виде уже не нужна. Это означает, что водонагреватель можно повесить в любом месте на внешней капитальной стене квартиры или частного дома.

Конструкция аппарата стала сложнее, в нее входят:

• вентилятор-дымосос;
• теплообменник нового образца;
• турбированная камера сгорания закрытого типа;
• горелочное устройство модулируемого или немодулируемого типа;
• блок розжига;
• система датчиков управления;
• пневмогидравлический и газовый клапаны.

Размеры корпуса стали меньше. Средние габариты – 50-60 см в высоту, 35-40 см в ширину и 10-15 см в глубину. Дымовая труба старого образца отсутствует, вместо нее используется коаксиальный дымоход. Мощность турбированной колонки – от 8 до 20 кВт. Расход воды – от 6 л/мин до 12 л/мин.

В газовом водонагревателе имеется две независимые системы датчиков. Первая обеспечивает устойчивую работу, без нее турбированная колонка не может работать. Например, прессостат определяет наличие тяги в системе удаления воздуха, термопара фиксирует наличие фронта горения. Микровыключатель на пневмогидравлическом клапане обеспечивает подачу электропитания только при наличии давления воды на входе в теплообменник и газа в перед форсункой.

Вторая группа датчиков относится к группе безопасности. Например, в отдельных моделях есть сенсор перегрева и закипания воды в теплообменнике. Дополнительно может устанавливаться датчик размораживания водяного контура газовой колонки. В недорогих моделях есть даже клапан сброса избыточного давления из водяного контура, если колонка закипела при закрытом кране ГВ на смесителе.

Брендовые газовые водонагреватели, как правило, оборудованы электронным блоком с микропроцессорным управлением режимами работы. На фронтальной поверхности размещается экран с индикацией температуры воды. Регулировка выполняется поворотом ручки либо с пульта.

Принцип работы

По своему устройству турбированная колонка во многом напоминает конструкцию современного бездымоходного котла отопления. Разница лишь в том, что в отопительном аппарате нагрев воды в теплообменнике обеспечивается периодическим сжиганием газа в горелочном устройстве в течение небольших промежутков времени.

В газовой колонке фронт горения постоянный, пока открыт кран горячего водоснабжения. Поддерживать газовую горелку в горящем состоянии проще, чем включать/выключать пару раз в минуту. Поэтому турбированная бездымоходная колонка проще и надежнее. Воздух засасывается в камеру сгорания с помощью электродымососа. Только вентилятор забирает воздушный поток не из помещения кухни, а через дымоходную трубу коаксиального типа.

Принято считать, что газовые колонки без дымохода с камерой закрытого типа сильно шумят из-за работы вентилятора дымососа. В реальности уровень шума не более, чем у газового настенного котла.

Кроме того, коаксиальная схема дымоходной трубы дает возможность ставить газовую колонку практически в любой комнате, где есть хотя бы одна внешняя стена. Поэтому проблема зашумленности турбированной колонки преувеличена.

Коаксиальный дымоход

Турбированная газовая колонка не сможет работать без дымоходной трубы новой схемы. Идея выбрасывать продукты сгорания газа через дымоход в стене существовала давно. На практике труба, даже с теплоизоляцией, сильно разогревалась, что приводило к выгоранию уплотнителей и разрушению материала стен.

Турбированная газовая колонка выдает дымовые газы с температурой гораздо выше, чем у двухконтурного котла, поэтому ее КПД ниже.

Дымоход коаксиальной схемы представляет собой две трубы из нержавейки, диаметром 60 мм и 90 мм, вставленные одна в другую. По внутренней вставке выдуваются на улицу горячие продукты горения.

Через пространство между наружной и внутренней стенкой турбированной колонки засасывается свежий воздух, поступающий в закрытую камеру сгорания. Воздушный поток охлаждает внешнюю поверхность коаксиального дымохода до температуры 30-40 ^оС, поэтому трубу можно врезать в стену на обычной монтажной пене.

У большинства турбированных газовых колонок выходной фланец расположен на верхней плоскости, поэтому к дымоходу прилагается поворотное колено такой же конструкции. В целом комплект позволяет вывести от колонки дымовую трубу на расстояние 60 см.

При необходимости дымоход можно нарастить вставками общей длиной до 150 см. Это означает, что турбированную колонку нужно вешать только на внешней стене. При необходимости водогрейный аппарат возможно перенести на внутреннюю перегородку.

Закрытая камера сгорания

В новой турбированной газовой колонке видоизменен процесс сжигания газа. В ранних конструкциях водогрейных аппаратов теплообменник располагался над газовой горелкой, а вокруг фронта горения были щели. В турбированной колонке корпус горелочного устройства помещен в металлический бокс, поверх него плотно одет теплообменник. В результате у турбированной колонки получилась полностью закрытая камера сгорания.

Топка не герметична, но конструкция собрана плотно. Наружный кожух сообщается с приточной частью коаксиального дымохода, поэтому подсоса воздуха из помещения кухни практически нет. Это большой плюс, так как теплообменник не забивается водно-жировым конденсатом в процессе приготовления пищи на газовой плите.

Теплообменник турбированной колонки отличается по внешнему виду от теплообменного аппарата газового котла. На отопительном оборудовании установлена обычная пластинчатая модель, компактная и одновременно эффективная. Стенки камеры сгорания выполнены из стали и защищены термостойким материалом.

На турбированной газовой колонке эта деталь состоит из двух частей:

1. Пластинчатый теплообменник для отбора тепла и продуктов сгорания газа с помощью конвекции (похож на котельный вариант).
2. Нижняя часть представляет собой коробку из тонколистовой меди с навитой поверх трубкой-змеевиком. Фактически – это корпус топочной камеры. Он поглощает лучистое тепло от горячих дымовых газов.

На патрубке, в месте стыковки двух частей теплообменного аппарата, как правило, устанавливают датчик перегрева/закипания воды.

Медный корпус не защищен теплоизоляцией. В процессе работы газовой колонки он сильно разогревается и может передавать часть тепла на лицевую панель. Поэтому в дешевых моделях турбированных колонок краска фасада обычно темнеет, а медь покрывается жирным коричневым налетом.

Как рассчитать мощность

Для того чтобы вычислить потребную тепловую мощность водогрейного аппарата, нужно знать температуру и расход горячей воды, а также иметь паспорт на модель турбированной колонки.

Первоначально нужно выбрать определенный тип газовых нагревателей одного типа и одного производителя. Второе – турбированная колонка должна быть сертифицирована. В паспорте или сертификате качества компания приводит производительность аппаратов конкретного типа в виде тепловой мощности при определенном расходе воды и нагреве потока воды на 25 ^оС.

Чтобы определить нужную теплопроизводительность, необходимо в пропорции пересчитать уменьшение/увеличение мощности для своих данных расхода и повышения температуры.

Например, газовая турбированная колонка «Aton ВПГ-20 турбо» обеспечивает производительность на уровне 10 л/мин при тепловой мощности 20 кВт. Максимальное потребление газа – 2,25 м³/ч.

Для получения горячей воды в доме 2,25 куба газа в час – это слишком много, хотя эту модель можно считать одной из лучших по критерию энергоэффективности. КПД = 90%, что на 2% больше, чем у китайского Аристона.

Для хозяйственных нужд, мытья посуды, умывания и душа достаточно объема горячей воды на уровне 6 л/мин, максимум – 10 л/мин, оптимально – 8 л/мин, при нагреве от 15 ^оС до 40 ^оС. Получается, что для 8 литров нужна мощность не менее 16 кВт. Но если греть воду из скважины от 9 ^оС до 40 ^оС, получается 18 кВт.

Типы колонок

Обычно турбированную колонку делают в двух вариантах – автомат и полуавтомат. В первом случае пламя в закрытой горелке модулируется автоматикой так, чтобы температура воды на выходе из крана оставалась постоянной. Система датчиков и электронная плата управления считывает расход воды (давление в трубе) и корректирует тепловую мощность горелочного устройства.

Соответственно меняется производительность дымососа. Это удобно, потому что турбированная колонка никогда не закипит и не погонит холодную воду, как это часто бывало в старых советских водонагревателях.

Полуавтомат отличается от автомата тем, что температуру нужно выставлять вручную, поворотом ручки регулятора или регулируя расход воды на выходе из колонки специальным краном.

Существует еще один вид газовых бездымоходных колонок – это модели, в которых стандартный водонагреватель имеет сопряжение с бойлером. В данном случае воду греет не прожорливый ТЭН, а турбированная горелка.

Это удобно, если, например, необходимо небольшое количество горячей воды, 10-15 л. Запускать газовую колонку ради работы в течении полутора минут нет смысла. Первые порции тепла уйдут на нагрев металлических деталей теплообменника. Проще отобрать воду из бойлера.

Работает турбированная бойлерная колонка не так, как обычный проточный водонагреватель. При открытии крана ГВС на мойке или на стиральной машине газовая горелка и клапаны остаются заблокированы, пока из бойлера не будет использовано 2/3 объема горячей воды. Только после этого автоматика разблокирует газовый клапан, включит турбированный подсос воздуха и запустит горелочное устройство. После восполнения запаса горячей воды в бойлере (70-100 л) водонагреватель отключится автоматически.

На что следует обратить внимание при выборе

Большинство моделей турбированных колонок разных производителей во многом схожи по устройству и принципу работы. Различия касаются лишь конструкторского оформления отдельных узлов и качества сборки.

Розжиг

Во всех моделях поджиг пламени газовой горелки выполняется электроразрядом на свече. Это может быть небольшой трансформатор с крохотной платой генератора или полноценный электронный модуль с дополнительными функциями контроля фронта горения.

Первый вариант, как правило, запитан от пары «пальчиковых» батареек и не зависит от наличия электросети. Схема розжига получается дешевой – ее используют в подавляющем большинстве газовых водогрейных аппаратов бюджетного класса, сделанных в Китае. Поэтому китайские мастера перенесли простое решение на новую турбированную колонку, даже на модели, изготовленные по лицензии.

Не стоит удивляться, если в китайском варианте турбированная колонка Ariston, например, «Marco Polo M1 10L FF», также оборудована розжигом от батареек, хотя есть и основное электропитание от сети 230В для работы дымососа.

Более менее качественная турбированная колонка имеет свой блок питания от 230 В, через который подключается модуль розжига, система модуляции горелки и все важные датчики.

КПД

Большинство компаний производителей приводят данные о коэффициенте полезного действия в паспорте или в сертификате соответствия. Сведения о том, насколько энергоэффективна турбированная колонка, можно получить у официальных дилеров или в сервисных центрах.

Турецкие и китайские турбированные колонки, как правило, имеют КПД в пределах 88-90%, водонагреватели из ЕС стабильно показывают эффективность 90%. Отличный результат у польских «Termet Aqua Comfort Turbo» – 93%.

Некоторые газовые водонагреватели имеют заниженный показатель КПД, например, аппарат «РОСС ВПГ-21/10 МТ» показывает лишь 84%. Но это не означает, что данная турбированная колонка спроектирована неправильно. При более низком КПД она способна нагревать воду до 75 ^оС и выше при небольшом расходе воды в 6 л/мин.

В схему турбированного газового нагревателя были заложены конструкторские решения, обеспечивающие «выживание» теплообменника при эксплуатации в неблагоприятных условиях.

Учитывать КПД при выборе водонагревателя, конечно, нужно, но стоит помнить, что результаты испытаний на энергоэффективность во многом зависят от качества и состава газа. А некоторые малоизвестные производители могут несколько завышать характеристики.

Система безопасности

В недорогих моделях турбированных газовых водонагревателей устанавливаются лишь два датчика – температуры (он же используется для защиты от закипания) и прессостат, контролирующий наличие тяги воздуха в камере сгорания.

Третьим элементом безопасности можно назвать газовый датчик, который не откроется, пока не будет давления воды и газа в трехходовом клапане. Если турбированная водогрейка ставится в кухне или ванной комнате небольшой квартиры, то этого набора достаточно для нормальной работы аппарата.

Более дорогие турбированные колонки дополнительно оснащаются независимыми датчиками закипания и замерзания воды. Первый устанавливается на самом горячем месте выходного патрубка теплообменника. По сигналу выключается подача газа, при работающем дымососе. Нехитрая система дает возможность увеличить ресурс работы теплообменника на 20-25%.

Датчик замерзания нужен для водонагревателей, устанавливаемых в неотапливаемых помещениях. При падении температуры воздуха до +5 ^оС включается подогрев теплообменника и трубы с водой.

Теплообменник и корпус

Некоторые модели имеют дополнительный защитный элемент – воздушный створчатый клапан или створки, установленные на фланце крепления коаксиального дымохода. Они прикрывают выхлопное отверстие трубы. Конструкция створок такова, что под действием напора выходящих газов они приподнимаются, освобождая путь продуктам сгорания газовоздушной смеси. После остановки турбированной колонки клапан закрывается, перекрывая выход из топки.

Устройство полезное во всех отношениях. Лепестковый клапан блокирует внутреннее пространство камеры сгорания от холодного уличного воздуха. Часто менеджеры по продажам объясняют покупателям, что закрытый клапан не дает холодному зимнему воздуху разморозить теплообменник. Это верно, но только для тех турбированных моделей, которые устанавливаются в неотапливаемых помещениях.

В реальности лепестки нужны для того, чтобы холодный воздух с улицы не попадал внутрь корпуса, и соответственно не выпадал водяной конденсат на металле теплообменника. Иногда следы влаги обнаруживаются на клеммах, проводке, и самое главное – на электронных платах водяного нагревателя.

Некоторые компании-производители делают теплообменники из меди с луженой внешней поверхностью. Защитный слой олова препятствует окислению, поэтому ресурс увеличивается.

В процессе работы турбированная колонка может сильно нагреваться. Поэтому многие производители укладывают по внутренней поверхности коробки тонкий слой минваты. Этого достаточно, чтобы блокировать шум и избежать нагрева.

Итоги

Турбированная газовая колонка – это неплохой вариант для условий, когда в квартире есть проблемы с централизованным ГВС. В любом случае водонагреватель на газу лучше электрического бойлера, даже если речь идет о простых и доступных по цене моделях.

Как выбрать газовую колонку: видео.

Расскажите о своем опыте установки и ремонта – насколько сложной оказалась турбированная колонка в эксплуатации? Были ли проблемы с обслуживанием аппаратов после окончания срока действия гарантии? Сохраните материал в закладках, чтобы в любое время можно было к нему вернуться.