Вечная популярность газовых колонок
Автор: Антон КораблёвDecember 26, 2022
Оригинал статьи – https://telegra.ph/Vechnaya-populyarnost-gazovyh-kolonok-12-26
Созданием проточного газового водонагревателя, позволяющего в любой момент получить в быту горячую воду в достаточных количествах, человечество обязано разработкам немецких изобретателей Хуго Юнкерса и Йохана Вайлланта, сделанным ещё в конце XIX в. С тех пор, не поменяв принципиальной конструкции, но становясь удобнее и безопаснее в эксплуатации, эти приборы и сегодня остаются востребованными потребителем для производства горячей воды.
Рис. 1. Газовые колонки в музее газового оборудования
Давняя история
Более века назад, в 1892 г. Хуго Юнкерс, исследуя теплотворную способность природного газа посредством проточного нагревания воды, изобрёл прибор калориметр. Идея, заложенная в принципе работы этого прибора, привела к созданию водонагревателя большой мощности. В 1894 г. Йохан Вайллант разработал и получил патент на проточный водонагреватель из меди, в котором вода, протекая по медной трубке, нагревалась пламенем газовой горелки. А уже через три года, после разработки калориметра, Хуго Юнкерс открыл в г. Дессау фабрику по производству первых в мире газовых водонагревателей.
В 1905 г. появился первый водонагреватель в настенном исполнении, до этого все такие приборы устанавливались на полу, как уже привычные в те времена обывателю газовые плиты. Этот первый настенный газовый проточный водонагреватель выпустила компания Vaillant, выросшая из механической мастерской Йохана Вайланта. Компания же Junkers, основанная изобретателем калориметра, скоро обеспечила безопасность эксплуатации газовых водонагревателей благодаря применению в их конструкции термоэлектрического выключателя газа.
В настенном исполнении безопасные в эксплуатации газовые проточные водонагреватели быстро завоевали популярность по всему миру. Первые газовые водонагреватели, работавшие, как фонари и газовые плиты тех времён, ещё на искусственно производящемся светильном газе, изначально получили распространение там, где этот газ был – в городах.
После начала промышленной добычи природного газа и по мере распространения газификации популярность проточных водонагревателей распространилась и на сельские поселения. Пик популярности этих приборов (рис. 1) приходится на середину XX в., но и в настоящее время они достаточно широко представлены на рынке и стойко удерживают свою рыночную нишу.
Ниша современности
Сегодня проточные газовые водонагреватели, получившие также название газовых колонок, находят применение не только в сельских населённых пунктах, но и в городах России – чаще там, где отсутствует централизованное горячее водоснабжение (рис.2). В городах в большинстве случаев данный тип оборудования применяется в существующих системах водоснабжения, заведомо предназначенных для использования именно газовых проточных водонагревателей. Согласно СНиПу 41-01-2003: « …применение теплогенераторов с открытой камерой сгорания, для систем горячего водоснабжения (проточные водонагреватели)» допускается «в квартирах жилых домов высотой до 5 этажей». Сегодня выпускаются газовые проточные водонагреватели и с закрытой камерой сгорания, применение которых в зависимости от этажности СНиПами не ограничивается. Сегодня новые модели колонок часто приобретаются пользователями для замены устаревших и вышедших из строя старых моделей, установленных ранее.
Рис. 2. Газовая колонка в ванной комнате
Единственным, но не абсолютным ограничением на использование газового проточного водонагревателя в частном доме при соблюдении регламентированных СНиПом норм является отсутствие в населённом пункте газоснабжения. Однако это не значит, что выхода нет. В большинстве моделей газовых водонагревателей, реализуемых на российском рынке, предусмотрена установка форсунок для работы на сжиженном («баллонном») газе. В сельской местности такие водонагреватели устанавливаются в индивидуальные системы для обеспечения горячего водоснабжения (рис. 3) в комплексе с котельным оборудованием типа АОГВ (аппарат отопительный газовый водогрейный), обеспечивающими отопление дома. Однако тенденция такова, что сегодня количество продаваемых АОГВ становится меньше. На смену им приходят настенные газовые котлы, дающие возможность одновременного создания и отопления и горячего водоснабжения (двухконтурные газовые котлы). Тем самым уменьшается доля использования газовых колонок в частном секторе.
Рис. 3. Места установки газовой колонки с закрытой камерой сгорания в частном доме
Современные колонки
Современные модели газовых водонагревателей (рис. 4) выпускаются с пьезо- и электророзжигом от запальной горелки (требуются батарейки). Электронный розжиг подразумевает автоматическое включение при открытии крана холодной воды, что заметно экономит расход газа. Для этого применяется автономный источник питания, гальванический элемент (батарейка). В газовых проточных водонагревателях с пьезорозжигом батарейки для розжига пламени горелки не требуется. И в том, и в другом случае работа водонагревателя независима от электросети, что имеет некоторые преимущества при эксплуатации прибора в условиях нестабильного электроснабжения – фактор, к сожалению, нередкий в российских сельских населённых пунктах.
Рис. 4. Современная газовая колонка
Важной характеристикой для газовых колонок, предназначенных для эксплуатации в условиях российских сельских поселений, является также возможность работы при низком давлении газа на входе (ниже 5 мбар) и низком давлении воды в водопроводной сети. Большой диаметр трубок теплообменника также имеет значение при эксплуатации с так называемой жёсткой водой, с повышенным содержанием ионов кальция (Ca2 +) и магния (Mg2 +), которые при нагревании будут образовывать нерастворимые соли жёсткости, выпадающие в осадок и оседающие на стенках трубок теплообменника.
Во всех колонках старого поколения применялась одно- или двухступенчатая модуляция пламени, при работе которой регулировка температуры воды происходит неплавно, и время реакции занимает до нескольких секунд. В современных моделях наряду со ступенчатой применяется электронная плавная модуляция пламени горелки. В большинстве новых, выводящихся на рынок моделей, предусмотрена функция поддержки водонагревателем выбранной температуры при изменении давления воды, а также защита пользователя от ожога горячей водой (устанавливается ограничитель температуры). Вообще безопасности эксплуатации водонагревателей разработчики уделяют повышенное внимание. В современных моделях от добросовестных производителей система безопасности состоит из четырёх ступеней: термопара (контролирует температуру отводящих газов), датчик тяги (перекрывает подачу газа в колонку в случае отсутствия или ослабления отвода продуктов сгорания), ионизационный контроль пламени (контролирует наличие или отсутствие пламени), гидравлический клапан (осуществляет подачу газа в основную горелку только при наличии в теплообменнике воды). Помимо этого система безопасности может быть усилена ещё и интеллектуальным электронным управлением, предусматривающим постоянный контроль и анализ работы колонки, всех датчиков. В случае возникновения ошибок плата интеллектуального управления принимает решение о прекращении или продолжении работы колонки.
Новые возможности
Новые эксплуатационные возможности газовых проточных водонагревателей открывает применение конденсационных технологий. Конденсационные газовые колонки не только способствуют экономии энергоносителя и сохраняют экологию окружающей среды, но и при объединении в каскады позволяют получать горячую воду в больших количествах.
Температура воды в водопроводе редко превышает 10–15 °С, а следовательно, возможностей для использования конденсационного тепла гораздо больше, чем, например, при применении конденсационных котлов.
При включении конденсационных водонагревателей в систему солнечных коллекторов они делают её работу гораздо более эффективной. В водонагревателях модуляция осуществляется посредством электронного измерения температур на выходе и входе в аппарат, а также измерением расхода воды. Такая модуляция позволяет точно рассчитывать необходимую мощность аппарата и регулировать температуру на выходе с точностью до 1 °С. Таким образом, к водонагревателю можно подводить заранее подогретую воду. Это позволяет отказаться от использования в системе солнечных коллекторов бивалентного бака косвенного нагрева, а вместо него применять обычный моновалетный. Кроме этого, отпадает необходимость в дополнительных устройствах, контролирующих температуру, и есть возможность избежать перепадов температур при частом изменении потребления горячей воды.
HeatClub #10/2022
