Werkingsprincipe van de gasboiler: kenmerken van de constructie en werking van de gasboiler

Als uw huis geen warmwatervoorziening heeft of als het warme water regelmatig wordt afgesloten, wordt het leven erg ongemakkelijk. Maar dat is geen reden om een warme douche op een koele herfstavond op te geven, vindt u ook niet? Dit probleem kan worden opgelost door een gaskolom te installeren, zoals veel gebruikers doen. Maar hoe werkt zo'n miniatuur boiler en kan hij zijn taak aan?

Over dit alles zullen we in onze publicatie gedetailleerd praten - hier wordt het werkingsprincipe van de gaskolom besproken, schema's van de constructie. Ook wordt de nadruk gelegd op de belangrijkste storingen van de apparatuur en manieren om deze aan te pakken. Het gepresenteerde materiaal wordt aangevuld met duidelijke illustraties, schema's en video's.

Algemene constructie van een huishoudelijke gaskolom

Een gaskolom is een doorstroom boiler. Dit betekent dat het water er doorheen stroomt en onderweg wordt verwarmd. Maar voordat we overgaan tot het bespreken van hoe een huishoudelijke gaskolom voor waterverwarming is opgebouwd, herinneren wij u eraan dat de installatie en vervanging ervan verband houden met het centrale gastoevoersysteem.

Daarom moet u beslist de documenten indienen bij de gasdienst van uw regio, samen met de bijbehorende aanvraag. Over de normen en benodigde documenten kunt u lezen in onze andere artikelen, en nu gaan we over tot de constructie.

Verschillende modellen gaskolommen verschillen van elkaar, maar de algemene constructie van een huishoudelijke gaskolom ziet er ongeveer als volgt uit:

• Gasbrander.
• Waakvlam/ontstekingssysteem.
• Afzuiging en aansluiting op de schoorsteen.
• Schoorsteenaansluiting.
• Verbrandingskamer.
• Ventilator (in sommige modellen).
• Warmtewisselaar.
• Gasaansluiting.
• Waterunit.
• Watertoevoeraansluitingen.
• Warmwaterafvoeraansluiting.
• Voorpaneel met controller.

Het centrale element van de kolom is gasbrander, waarin de gasverbranding wordt onderhouden, wat bijdraagt aan het verwarmen van het water. De brander is in de behuizing geplaatst, waarin de hete verbrandingsproducten worden verzameld, met als taak het water te verwarmen.

De behuizing is gemaakt van metaal en bedekt volledig de voorkant en zijkanten van de kolom. Het is belangrijk dat het materiaal van de behuizing goed warmte geleidt, want de kwaliteit van de verwarming hangt af van de warmtedoorlaatbaarheid.

Constructieve componenten van de geiser die zich in de behuizing bevinden. Hier is gasapparatuur van het gesloten type afgebeeld.

Bovenop het apparaat bevinden zich de afzuigkap en de schoorsteen, waardoor de verbrandingsproducten de geiser en de ruimte verlaten. Hun constructie hangt af van of de geiser van het open of gesloten type is, wat hieronder wordt getoond.

De buizen slingeren als een spiraal in de behuizing, het water stroomt er onder natuurlijke druk doorheen en wordt verwarmd door de hete gassen. Dit hele buizensysteem wordt de warmtewisselaar genoemd. Aan de onderkant bevinden zich twee aansluitingen: rechts voor de toevoer van koud water uit de leiding, aan de linkerkant stroomt het warme water eruit.

Tussen het waterleidingnet en de geiser wordt vaak een filter geplaatst dat de waterhardheid regelt. Zonder filter kan de geiser bij hoge watertemperatuur kalkaanslag krijgen. Bij binnenkomst in de geiser stroomt het water door de watermodule, die als een soort 'verbinding' dient tussen de waterstroom en de gasstroom. Over deze verbinding zullen we het later hebben.

Een brandende gasbrander met elektrische ontsteking en vlamdetector. De detectoren spelen een belangrijke rol bij de werking van de apparatuur. Over hun functies praten we later.

Via een extra buis, die zich ook aan de onderkant bevindt, wordt de geiser aangesloten op de gasleiding.

Daar bevindt zich ook het voorpaneel met de bedieningseenheid. Het is uitgerust met regelaars om het gas- en waterverbruik te controleren. Afhankelijk van het model kunnen dit eenvoudige draaiknoppen zijn, of LCD-schermen waarop u vele kenmerken van de geiser kunt zien, of zelfs de aard van de storing als de geiser niet werkt.

Hoe werkt een gaskolom?

Laten we kennis maken met het werkingsprincipe van de gasgeiser in de vorm van een eenvoudig algoritme:

• Wanneer water door de watermodule stroomt, spant het membraan zich en beweegt het de stang omhoog, die verbonden is met de gasklep;
• Vervolgens opent de klep de gastoevoer naar de hoofdbrander;
• Het gas wordt ontstoken door een elektrode of waakvlam, verbrandt en verwarmt het water dat door de buizen van de warmtewisselaar stroomt;
• De verwarmde waterstroom wordt via de linker aansluiting naar de kraan gevoerd;
• Via de schoorsteen of afzuigkap worden de verbrandingsproducten afgevoerd — hier is een principieel verschil tussen geisers van het open en gesloten type, waarover hieronder in detail wordt uitgelegd.

Tegelijkertijd kunnen de vlamsterkte en de waterstroom door de geiser worden geregeld met de regelaars op het voorpaneel.

Laten we nu in meer detail bekijken hoe de brander wordt ontstoken en hoe de reeds genoemde watermodule hiermee verbonden is.

Constructie-elementen en werkingsprincipe van de watermodule. In de volksmond wordt het een 'kikker' genoemd. Op de afbeelding geven gele pijlen de richting van het gas aan, blauwe pijlen – de richting van het water.

Methode voor het ontsteken van gas

Over het algemeen zijn gasboilers gebaseerd op drie methoden om gas te ontsteken. Zoals te zien in het schema, is in alle drie de gevallen het signaal voor het ontsteken van de hoofdbrander de reactie van het waterblok (kikker).

Hier zijn de drie ontstekingsmethoden:

• met behulp van een piëzo-element;
• via batterijen;
• door rotatie van de hydroturbine.

Ontsteking met behulp van een piëzo-element is een handmatige ontsteking en vereist een knop op het voorpaneel. Het indrukken van de knop veroorzaakt een kortsluiting van het piëzo-element, dat de waakvlam ontstekt. Op zijn beurt steekt deze de hoofdbrander aan na een signaal van de stang, die door het waterdiafragma wordt bewogen bij actieve waterdruk.

De waakvlam blijft branden met een kleine vlam totdat deze handmatig wordt uitgeschakeld. Dit leidt tot een verhoogd gasverbruik en een verhoogde kalkaanslag in de leidingen. Een van de gasdoorstroomverwarmers met handmatige ontsteking is de Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schema van een gasboiler met piëzo-ontsteking. In de afbeelding zijn de 'binnenkant' van de boiler aangeduid – de belangrijkste constructieonderdelen in de behuizing, en de knoppen/handgrepen aan de buitenzijde.

Gasboilers van sommige modellen werken op batterijen. Daarbij vindt de ontsteking plaats door een elektrische vonk na een signaal van de stang. In plaats van een waakvlam zijn hier elektroden aanwezig die direct de hoofdbrander ontsteken.

Maar batterijen moeten gemiddeld elke 10 maanden worden vervangen, en bij constant gebruik — elke 2 maanden, om onvoorziene omstandigheden te voorkomen. Een van dergelijke boilers op batterijen is de Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Soms vindt de ontsteking plaats door rotatie van de hydroturbine (bij waterstroom). De ontsteking gebeurt ook door een elektrische vonk, maar batterijen hoeven niet te worden vervangen, omdat de turbine zelf elektriciteit opwekt tijdens het stromen van water.

Maar voor het activeren van de hydroturbine is een hoge druk in de leidingen nodig, minimaal 0,3 bar. Lang niet elk huis heeft zo'n druk. In Rusland en andere GOS-landen wordt afgeraden om dergelijke boilers te kopen vanwege de onstabiele waterdruk. Als voorbeeld van een dergelijk model is de gasboiler Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, die aanzienlijk duurder is dan de twee bovengenoemde modellen.

Constructie van de waterunit van de kolom

De structuur van het waterblok is van bijzonder belang. De structuur is te zien in het schema hieronder, de bijschriften bij de onderdelen staan onder het schema. De overige aangegeven elementen dienen voor bevestigingen.

Constructieve elementen van de reparatieset van de waterunit van de gasketel van het merk “Neva”: 1) siliconen membraan D 54 mm; 2) afdichting van de koudwatertoevoerconnector 19x14x2,5 mm; 3) afdichting van de afvoerklep 10x6x2 mm; 4) afdichting van de waterdebietregelaar 14,5x9,5x2,5 mm – 2 stuks; 5) afdichting van de stangafdichting schroefdraad M12 x 1 5,34x1,78x1,78 mm – 2 stuks; 6) afdichting van de stangbus M12 x 1 14x11x1,5 mm; 7) afdichting van de schroef van de ondermembraandrukregelaar 6,4x2,6x1,9 mm; 8) afdichting van de schroef van de waterstroomregelaar 7x3,2x1,9 mm; 9) afdichting van de verbinding van water- en gasunit 27,5x23,5x2 mm; 10) afdichting van de verbinding van de watergasunit met de brander 18x13x2,5 mm; 11) afdichting van de watertemperatuursensor 10x6x2 mm

De belangrijkste werkende onderdelen zijn de stang en het membraan, onder invloed waarvan deze beweegt wanneer in het onderste gedeelte de waterstroom begint. De stang opent de klep en laat gas naar de brander door, dat vervolgens wordt ontstoken.

Nog een werkend element is de PVC-bal, die als beveiliging dient. Deze blokkeert de gastoevoer bij plotselinge drukverschillen in de waterleidingen — waterslag, waarover we later nog zullen spreken.

Type verbrandingskamer

Wat betreft de verbrandingskamerindeling zijn er gasketels van twee typen: met open en met gesloten.

Ketels met een open verbrandingskamer hebben een open luchttoegang tot de brander, en de verbrandingsproducten gaan naar de afzuiging.

Dergelijke modellen zijn eenvoudiger dan geturbineerde, waarover later meer, hun werking is vrijwel geruisloos en in de meeste gevallen hebben ze geen elektriciteit nodig. Echter, vanwege de open verbinding tussen de verbrandingskamer en de ruimte is luchtverontreiniging in de ruimte mogelijk bij slechte werking van de afzuiging.

Ketels met een gesloten verbrandingskamer zijn geturbineerd. De verbrandingskamer is daarin afgedicht, behalve de kanalen voor luchttoevoer en -afvoer. De lucht wordt daar door een ventilator via coaxiale buizen ingeblazen en naar buiten afgevoerd via de schoorsteen, samen met de verbrandingsproducten.

Dergelijke ketels zijn meestal volledig geautomatiseerd, ze hebben geen handbedieningselementen, en de trek- en temperatuursensoren zijn daarin gevoeliger. Deze ketels zijn “modern” en veiliger.

Op de bovenstaande afbeeldingen was een gasketel met een gesloten verbrandingskamer afgebeeld. Ter vergelijking, op de volgende afbeelding kunt u de constructie van de ketels van twee typen naast elkaar zien. U zult er veel overeenkomstige elementen in vinden, maar het principe van afvoer van verbrandingsproducten verschilt aanzienlijk.

Vergelijking van verbrandingskamers in ketels. Links is de verbrandingskamer van een open-type ketel afgebeeld. Rechts – een gasketel met een gesloten verbrandingskamer, waar de lucht in de kamer wordt geblazen met behulp van een ventilator.

Belangrijkste kenmerken van kolommen

Laten we nu praten over aspecten van het praktisch gebruik van de boiler. Een van de belangrijkste kenmerken is prestatie. Het heeft direct betrekking op het vermogen, dat wordt aangegeven in kW en het volume water weergeeft dat per minuut wordt verwarmd met 25 °C.

De specificaties staan meestal in het paspoort van het apparaat. Een normale boiler verwarmt per minuut 10-20 liter water met 25 °C, hoewel deze waarde aanzienlijk kan variëren.

Nog een kenmerk van moderne boilers — vermogensmodulatie. Het laat zien hoe het vermogen van de boiler kan veranderen afhankelijk van de waterstroom en wordt gemeten in procenten van het oorspronkelijke vermogen.

Voor modulatie worden boilers uitgerust met speciale fittingen met een membraan, die de gastoevoer naar de brander aanpast afhankelijk van de doorstroming. Normale modulatie wordt beschouwd in het bereik van 40-100% van het apparaatvermogen.

Op het schema is de modulerende fitting afgebeeld en het werkingsprincipe, dat lijkt op de werking van het waterblok en zijn membraan.

Veiligheidssensoren en hun betekenis

Een gasboiler kan gevaarlijk zijn, omdat hij tegelijkertijd verbonden is met de water- en gasleidingen, die elk afzonderlijk een bedreiging kunnen vormen.

Bij problemen met de gas- of watertoevoer schakelen veiligheidssensoren de boiler uit en speciale kleppen sluiten de water- of gastoevoer af.

Normaal gesproken zijn gasboilers bestand tegen een druk tot 10-12 bar, wat 20-50 keer hoger is dan de normale druk in leidingen. Zulke plotselinge stijgingen zijn mogelijk bij zogenaamde waterslag.

Maar als de druk lager is dan 0,1-0,2 bar, kan de boiler niet werken. Het is nodig om de handleiding en specificaties zorgvuldig te bestuderen voor aankoop, om te begrijpen of de boiler is geoptimaliseerd voor lage waterdruk in leidingen van de GOS-landen en of hij correct zal werken. En omgekeerd — of hij bestand is tegen plotselinge drukschommelingen, wat helaas ook niet zeldzaam is in onze omstandigheden.

Schema van de ontsteking van de brander die werkt op een elektrische vonk. Locaties van de belangrijkste veiligheidssensoren van een huishoudelijke gasboiler.

Over het algemeen bevat een moderne gasboiler veel veiligheidssensoren. Ze kunnen allemaal worden vervangen in geval van een storing.

Meer details over de functie en locatie van de sensoren — in onderstaande tabel.

Veelvoorkomende problemen en hoe deze te verhelpen

Als we het hebben over de structuur en werkingsprincipes van een huishoudelijke gasboiler, en ook over de ingebouwde sensoren, is het de moeite waard om kort stil te staan bij mogelijke storingen en problemen. Hier zullen we niet stilstaan bij volledige reparatie of vervanging van de boiler, maar we lopen snel alle elementen door die in de beschrijving van de brander worden genoemd en beschrijven hun problemen, evenals manieren om deze met uw eigen handen op te lossen.

Zoals reeds vermeld, het belangrijkste onderdeel van de boiler — gasbrander. Vaak gaat de brander uit door het activeren van veiligheidssensoren, waar we het al over hadden. Veelvoorkomende problemen die tot dit scenario leiden — zijn vervuiling van de warmtewisselaar met roet en kalkaanslag.

De oorzaak van lage waterdruk — is kalkaanslag in de leidingen van de warmtewisselaar. In dat geval moet u de warmtewisselaar verwijderen en de leidingen spoelen met speciale vloeistoffen om kalkaanslag te verwijderen.

Op deze foto is een vervuilde warmtewisselaar te zien. In dit geval moet u deze verwijderen en het roet eruit reinigen. Als de boiler in de buurt van een fornuis is geplaatst, kan de warmtewisselaar ook vervuild raken met vet van etenswaren.

Als de verbranding van gas onvolledig is of de boiler langdurig wordt gebruikt, hoopt zich aan de buitenkant roet op in de kamer, wat de warmtegeleiding en de kwaliteit van de waterverwarming aanzienlijk vermindert.

Om meer te weten te komen over de oorzaken van lage waterdruk en de fijne kneepjes van het reinigen, klikt u alstublieft op deze link.

Als de gasklep niet opent vanwege een lage waterdruk, moet u het filter verwijderen, controleren of het verstopt is en indien nodig reinigen. Als de water- of gasdruk onvoldoende is, zult u contact moeten opnemen met de desbetreffende overheidsdienst.

Als er water direct uit de boiler lekt, betekent dit dat de afdichting van de leidingen is verbroken. U moet ze demonteren en de afdichtingselementen vervangen. Indien nodig zult u de leidingen zelf moeten vervangen.

Afzonderlijk moet u herinnerd worden aan de storing van het watermembraan. Als de boiler lange tijd in gebruik is, slijt het membraan van de watermodule en neemt de gevoeligheid aanzienlijk af. Het reageert niet meer op lage waterdruk en geeft dus geen signaal dat de brander moet worden ontstoken. In het beste geval moet u het elke 5-6 jaar vervangen.

Wanneer het membraan versleten is, kunt u een reparatieset aanschaffen en de vervanging zelf uitvoeren. De waterunit bestaat uit hoofdelementen zoals het rubberen membraan, deksel, behuizing en een plastic schijf met veer.

Soms ligt het probleem ook in de stang die door het membraan wordt bewogen, ook die kunt u indien nodig vervangen, want er bestaan speciale reparatiesets hiervoor.

Om de werking van uw model gasboiler beter te begrijpen, moet u de gebruiksaanwijzing en het productpaspoort zorgvuldig bestuderen. Dit bespaart u niet alleen tijd en moeite, maar verbetert ook op zichzelf het begrip van hoe dit apparaat werkt.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Om het begrip van de structuur van de gasboiler te versterken, kunt u een video-overzicht bekijken, waarin de locatie van alle elementen van de boiler aan de hand van een live voorbeeld gedetailleerd wordt uitgelegd:

In dit materiaal hebben we de constructie en werking van de huishoudelijke gasboiler bestudeerd. Vervolgens hebben we de werking van de belangrijkste onderdelen bekeken. En als u de belangrijkste componenten en elementen van de gasapparatuur kent, evenals de sensoren van het veiligheidssysteem, kunt u zelf een storing diagnosticeren. En als de oorzaak van de defecten in vervuiling van bepaalde constructie-elementen ligt, dan kunt u ook het onderhoud zelf uitvoeren van de gasboiler.

Wilt u het bovenstaande materiaal aanvullen met nuttige aanbevelingen of vragen stellen die we hier niet hebben behandeld? Vraag advies aan onze experts en andere bezoekers van de site – het contactformulier vindt u hieronder.