Principio di funzionamento dello scaldabagno a gas: caratteristiche del dispositivo e del funzionamento del riscaldatore d'acqua a gas

Se nella Sua casa non c'è ACS o se l'acqua calda viene interrotta continuamente, vivere diventa molto scomodo. Ma questo non è un motivo per rinunciare a una doccia calda in una fresca sera d'autunno, non è vero? Questo problema può essere risolto installando uno scaldabagno a gas, come fanno molti utenti. Ma come funziona un tale scaldabagno in miniatura e riuscirà a svolgere il suo compito?

Di tutto questo parleremo dettagliatamente nella nostra pubblicazione: qui viene esaminato il principio di funzionamento dello scaldabagno a gas, gli schemi del suo funzionamento. Inoltre, è stata posta attenzione ai principali guasti dell'apparecchiatura e ai modi per affrontarli. Il materiale presentato è integrato con chiare illustrazioni, schemi e video.

Struttura generale dello scaldabagno domestico

Uno scaldabagno a gas è un apparecchio di riscaldamento dell'acqua a flusso continuo. Ciò significa che l'acqua lo attraversa e si riscalda lungo il percorso. Ma, prima di passare ad analizzare come è strutturato uno scaldabagno a gas domestico per il riscaldamento dell'acqua, ricordiamo che la sua installazione e sostituzione sono legate al sistema centralizzato di fornitura del gas.

Pertanto, è necessario presentare i documenti al servizio gas della Sua regione insieme alla relativa richiesta. Sulle norme e documenti necessari può leggere nei nostri altri articoli, ora invece passiamo alla struttura.

Vari modelli di scaldabagni a gas differiscono tra loro, ma la struttura generale di uno scaldabagno a gas domestico è più o meno la seguente:

• Bruciatore a gas.
• Accenditore/sistema di accensione.
• Cappa di aspirazione e collegamento alla canna fumaria.
• Raccordo della canna fumaria.
• Camera di combustione.
• Ventilatore (in alcuni modelli).
• Scambiatore di calore.
• Raccordo di alimentazione del gas.
• Gruppo acqua.
• Raccordi di ingresso dell'acqua.
• Raccordo di uscita dell'acqua calda.
• Pannello frontale con controller.

L'elemento centrale dello scaldabagno è il bruciatore a gas, in cui viene mantenuta la combustione del gas, che contribuisce al riscaldamento dell'acqua. Il bruciatore è installato in un corpo, in cui si raccolgono i prodotti di combustione incandescenti, il cui scopo è riscaldare l'acqua.

Il corpo è fatto di metallo e ricopre completamente la parte anteriore e i lati dello scaldabagno. È importante che il materiale del corpo conduca bene il calore, poiché la qualità del riscaldamento dipende dalla trasmissione del calore da parte sua.

Componenti strutturali dello scaldabagno a gas situati all'interno del corpo. Qui è raffigurata l'attrezzatura a gas di tipo chiuso.

Nella parte superiore dell'apparecchio si trovano cappa di aspirazione e camino, attraverso i quali i prodotti della combustione lasciano lo scaldabagno e l'ambiente. La loro struttura dipende dal fatto che lo scaldabagno sia di tipo aperto o chiuso, come verrà mostrato di seguito.

I tubi si snodano a serpentina all'interno del corpo, l'acqua li attraversa per pressione naturale e viene riscaldata dai gas ardenti. L'intero sistema di tubi è chiamato scambiatore di calore. Nella parte inferiore si trovano due raccordi: a destra per l'ingresso dell'acqua fredda dalla tubatura, a sinistra esce l'acqua calda.

Spesso tra la rete idrica e lo scaldabagno a gas viene installato un filtro che regola la durezza dell'acqua. Senza filtro, lo scaldabagno può essere coperto di calcare ad alta temperatura dell'acqua. All'ingresso dello scaldabagno, l'acqua passa attraverso il gruppo idraulico, che funge da sorta di 'collegamento' tra il flusso d'acqua e il flusso di gas. Di questo collegamento parleremo più avanti.

Bruciatore a gas acceso con accensione elettrica e sensore di fiamma. I sensori giocano un ruolo importante nel funzionamento dell'apparecchiatura. Delle loro funzioni parleremo in seguito.

Mediante un altro tubo, anch'esso situato nella parte inferiore, lo scaldabagno viene collegato alla rete del gas.

Nella stessa parte si trova il pannello frontale con l'unità di controllo. È dotato di regolatori per controllare il consumo di gas e acqua. A seconda del modello, possono essere semplici manopole da girare o display a cristalli liquidi su cui si possono vedere molte caratteristiche dello scaldabagno, o persino la natura del suo guasto nel caso in cui lo scaldabagno non funzioni.

Come funziona lo scaldabagno a gas?

Esaminiamo il principio di funzionamento dello scaldabagno a gas sotto forma di un semplice algoritmo:

• quando l'acqua scorre attraverso il gruppo idraulico, la membrana si tende e spinge verso l'alto l'asta collegata alla valvola del gas;
• poi la valvola apre l'alimentazione del gas al bruciatore principale;
• il gas viene acceso da un elettrodo o accenditore, brucia e riscalda l'acqua che scorre attraverso i tubi dello scambiatore di calore;
• il flusso di acqua riscaldata viene inviato al rubinetto attraverso il raccordo sinistro;
• attraverso il camino o la cappa di aspirazione vengono espulsi i prodotti della combustione del gas — qui c'è una differenza sostanziale tra gli scaldabagni di tipo aperto e di tipo chiuso, come verrà dettagliato di seguito.

Nel frattempo, la potenza della fiamma e la portata dell'acqua attraverso lo scaldabagno possono essere regolate tramite i regolatori sul pannello frontale.

Ora esaminiamo più in dettaglio come avviene l'accensione del bruciatore e come è correlato il già menzionato gruppo idraulico.

Elementi costruttivi e principio di funzionamento del gruppo idraulico. In gergo viene chiamato 'rana'. Nella figura, le frecce gialle mostrano la direzione del movimento del gas, le frecce blu – la direzione del movimento dell'acqua.

Metodo di accensione del gas

In generale, gli scaldabagni a gas si basano su tre metodi di accensione del gas. Come si vede nello schema, in tutti e tre i casi il segnale per l'accensione del bruciatore principale è la reazione del gruppo idraulico (a rana).

Ecco i tre metodi di accensione:

• con l'ausilio di un piezoelemento;
• da pile;
• dalla rotazione di una idroturbina.

L'accensione con l'ausilio di un piezoelemento è un'accensione manuale e richiede la presenza di un pulsante sul pannello frontale. La pressione del pulsante provoca la chiusura del piezoelemento, che accende la fiamma pilota. Essa, a sua volta, accende il bruciatore principale dopo il segnale dell'asta, che viene mossa dalla membrana dell'acqua in presenza di una pressione attiva dell'acqua.

La fiamma pilota continua a bruciare con una piccola fiamma finché non viene spenta manualmente. Ciò comporta un aumento del consumo di gas e una maggiore formazione di calcare nei tubi. Uno degli scaldabagni a gas a flusso continuo con accensione manuale è Bosch Therm 4000 O W 10-2 P.

Schema di uno scaldabagno a gas con accensione piezoelettrica. Nella figura sono indicati i «componenti interni» dello scaldabagno – i principali gruppi strutturali situati all'interno del corpo, e i pulsanti/manopole situati all'esterno.

Gli scaldabagni a gas di alcuni modelli funzionano a pile. Inoltre, l'accensione avviene tramite una scintilla elettrica dopo il segnale dello stelo. Pertanto, invece della fiamma pilota, qui sono presenti elettrodi che accendono direttamente il bruciatore a gas principale.

Ma le pile devono essere sostituite in media ogni 10 mesi, e con un uso costante — ogni 2 mesi, per evitare imprevisti. Uno di questi scaldabagni a pile è Zanussi GWH 10 Fonte Glass La Spezia.

Talvolta l'accensione avviene dalla rotazione di una idroturbina (con il flusso d'acqua). L'accensione avviene anche tramite una scintilla elettrica, ma non è necessario cambiare le pile, poiché la turbina stessa genera elettricità nel processo di scorrimento dell'acqua.

Ma per l'attivazione della turbina idraulica è necessaria una pressione elevata nei tubi, almeno 0,3 bar. Non in ogni casa c'è una tale pressione. In Russia e in altri paesi della CSI sconsigliano l'acquisto di tali scaldabagni a causa della pressione dell'acqua instabile. Come esempio di tale modello — lo scaldabagno a gas Bosch Therm 6000 O WRD 15-2 G, che è notevolmente più costoso dei due modelli sopra indicati.

Struttura del gruppo acqua dello scaldabagno

La struttura del gruppo idraulico è di particolare interesse. La sua struttura può essere vista nello schema in basso, le didascalie dei componenti si trovano sotto lo schema. Gli altri elementi indicati servono per i fissaggi.

Elementi costruttivi del kit di riparazione del gruppo acqua dello scaldabagno a gas marca “Neva”: 1) membrana siliconica diametro 54 mm; 2) tenuta del raccordo di ingresso acqua fredda 19x14x2,5 mm; 3) tenuta della valvola di scarico 10x6x2 mm; 4) tenuta del regolatore di flusso acqua 14,5x9,5x2,5 mm - 2 pezzi; 5) tenuta di tenuta dello stelo filettato M 12 x 1 5,34x1,78x1,78 mm - 2 pezzi; 6) tenuta di tenuta del manicotto dello stelo M 12 x 1 14x11x1,5 mm; 7) tenuta della vite del regolatore di pressione sotto membrana 6,4x2,6x1,9 mm; 8) tenuta della vite del regolatore di flusso acqua 7x3,2x1,9 mm; 9) tenuta del collegamento tra gruppo acqua e gas 27,5x23,5x2 mm; 10) tenuta del collegamento del gruppo acqua-gas con il bruciatore 18x13x2,5 mm; 11) tenuta del sensore temperatura acqua 10x6x2 mm

I principali componenti di lavoro sono lo stelo e il diaframma, sotto l'azione del quale si muove quando nella parte inferiore inizia il flusso dell'acqua. Lo stelo apre la valvola e lascia passare il gas al bruciatore, che poi viene acceso.

Un altro elemento di lavoro è una sfera in PVC, che funge da fusibile. Interrompe il flusso del gas in caso di brusche variazioni di pressione nei tubi dell'acqua — colpi d'ariete idraulici, di cui parleremo anche più avanti.

Tipo di camera di combustione

Per quanto riguarda la struttura della camera di combustione, gli scaldabagni a gas sono di due tipi: con camera aperta e con camera chiusa.

Gli scaldabagni con camera di combustione aperta hanno un accesso d'aria aperto al bruciatore e i prodotti della combustione vanno nella cappa.

Tali modelli sono più semplici di quelli turbinati, di cui parleremo più avanti; il loro funzionamento è praticamente silenzioso e nella maggior parte dei casi non richiedono elettricità. Tuttavia, a causa del collegamento aperto tra la camera di combustione e l'ambiente, è possibile l'inquinamento dell'aria nell'ambiente in caso di cattivo funzionamento della cappa.

Gli scaldabagni con camera di combustione chiusa sono turbinati. La camera di combustione è ermetica, tranne che per i canali di immissione e uscita dell'aria. L'aria viene immessa da un ventilatore attraverso tubi coassiali ed esce all'esterno attraverso il camino, insieme ai prodotti della combustione.

Questi scaldabagni sono generalmente completamente automatizzati, privi di elementi di comando manuale, e i sensori di tiraggio e temperatura sono più sensibili. Questi scaldabagni sono “moderni” e più sicuri.

Nelle illustrazioni sopra era raffigurato uno scaldabagno a gas proprio con camera di combustione chiusa. Per confronto, nell'illustrazione successiva si può vedere la struttura degli scaldabagni dei due tipi affiancati. Troverete molti elementi simili, ma il principio di evacuazione dei prodotti della combustione è notevolmente diverso.

Confronto delle camere di combustione negli scaldabagni. A sinistra è raffigurata la camera di combustione di uno scaldabagno a camera aperta. A destra – uno scaldabagno a gas con camera di combustione chiusa, dove l'aria viene immessa nella camera tramite un ventilatore.

Caratteristiche principali degli scaldabagni

Adesso parliamo degli aspetti pratici dell'utilizzo dello scaldabagno. Una delle caratteristiche principali è la prestazione. Essa è direttamente correlata alla potenza, che viene indicata in kW e mostra il volume d'acqua riscaldato al minuto a 25 °C.

Le specifiche sono solitamente indicate nel libretto del dispositivo. Un normale scaldabagno riscalda 10-20 litri d'acqua al minuto a 25 °C, anche se questo valore può variare notevolmente.

Un'altra caratteristica dei moderni scaldabagni — la modulazione della potenza. Mostra come la potenza dello scaldabagno può variare in base al flusso d'acqua e viene misurata in percentuale della potenza iniziale.

Per la modulazione, gli scaldabagni sono dotati di una valvola speciale con una membrana che modifica l'erogazione del gas al bruciatore in base al flusso. È considerata normale una modulazione nell'intervallo 40-100% della potenza dell'apparecchio.

Nello schema è raffigurata la valvola di modulazione e il principio del suo funzionamento, simile al funzionamento del gruppo acqua e della sua membrana.

Sensori di sicurezza e loro importanza

Uno scaldabagno a gas può essere pericoloso, poiché è collegato contemporaneamente alle tubature dell'acqua e del gas, ciascuna delle quali, anche singolarmente, può rappresentare una minaccia.

In caso di problemi con l'erogazione del gas o dell'acqua, i sensori di sicurezza disattivano il funzionamento dello scaldabagno e delle valvole speciali interrompono l'erogazione dell'acqua o del gas.

Di solito gli scaldabagni a gas resistono a pressioni fino a 10-12 bar, che è 20-50 volte superiore alla normale pressione nei tubi. Tali sbalzi bruschi sono possibili durante i cosiddetti colpi d'ariete.

Ma se la pressione è inferiore a 0,1-0,2 bar, lo scaldabagno non potrà funzionare. È necessario studiare attentamente le istruzioni e le specifiche prima dell'acquisto per capire se lo scaldabagno è ottimizzato per la bassa pressione dell'acqua nelle tubature dei paesi della CSI e se funzionerà correttamente. E viceversa — se resisterà a brusche variazioni di pressione, che purtroppo non sono rare nelle nostre condizioni.

Schema di accensione del bruciatore che funziona a scintilla elettrica. Posizione dei principali sensori di sicurezza dello scaldabagno a gas domestico.

In generale, uno scaldabagno a gas moderno contiene molti sensori di sicurezza. Tutti, in caso di guasto, possono essere sostituiti.

Maggiori dettagli sullo scopo e sulla posizione dei sensori sono nella tabella seguente.

Guasti principali e modi per risolverli

Parlando della struttura e dei principi di funzionamento di uno scaldabagno a gas domestico e dei sensori in esso incorporati, vale la pena menzionare brevemente i possibili guasti e problemi. Qui non ci soffermeremo sulla riparazione completa o sulla sostituzione dello scaldabagno, ma passeremo rapidamente in rassegna tutti gli elementi elencati nella descrizione del bruciatore e descriveremo i loro guasti, oltre ai modi per risolverli da soli.

Come già accennato, l'elemento principale dello scaldabagno — il bruciatore a gas. Spesso il bruciatore si spegne a causa dell'attivazione dei sensori di sicurezza, di cui abbiamo già parlato. I problemi frequenti che portano a questo scenario — sono l'accumulo di fuliggine e calcare nello scambiatore di calore.

La causa della debole pressione — è la formazione di calcare nei tubi dello scambiatore di calore. In tal caso, è necessario rimuovere lo scambiatore di calore e pulire i tubi con liquidi speciali per rimuovere il calcare.

In questa foto è mostrato uno scambiatore di calore sporco. In questo caso è necessario rimuoverlo e pulirlo dalla fuliggine. Se lo scaldabagno è posizionato vicino ai fornelli della cucina, è possibile anche l'accumulo di grassi alimentari sullo scambiatore.

Se la combustione del gas non è completa, o se lo scaldabagno viene utilizzato per molto tempo, nella camera si accumula fuliggine all'esterno, riducendo significativamente la conducibilità termica e la qualità del riscaldamento dell'acqua.

Per saperne di più sulle cause della debole pressione e sui dettagli della pulizia, segua, per favore, questo link.

Se la valvola del gas non si apre a causa della debole pressione dell'acqua in entrata, è necessario estrarre il filtro, verificare quanto è ostruito e, se necessario, pulirlo. Se invece la pressione dell'acqua o del gas è insufficiente, sarà necessario rivolgersi al servizio statale competente.

Se l'acqua perde direttamente dallo scaldabagno, significa che la tenuta stagna dei tubi è compromessa. È necessario smontarli e sostituire gli elementi di tenuta. Se necessario, bisognerà sostituire i tubi stessi.

Separatamente, vale la pena ricordare il malfunzionamento della membrana dell'acqua. Se lo scaldabagno è in uso da molto tempo, la membrana del gruppo acqua si usura e la sua sensibilità diminuisce notevolmente. Cessa di rispondere alla bassa pressione dell'acqua e, di conseguenza, non dà il segnale per accendere il bruciatore. Nel migliore dei casi, va sostituita ogni 5-6 anni.

Quando la membrana è usurata, è possibile acquistare un kit di riparazione e procedere alla sostituzione in autonomia. Il gruppo acqua è composto da elementi principali come una membrana in gomma, un coperchio, un corpo e un piattello in plastica con molla.

A volte il problema è anche nello stelo, che viene mosso dalla membrana; anche questo può essere sostituito se necessario, poiché esistono kit di riparazione specifici per questo.

Per comprendere meglio il funzionamento del proprio modello di colonna a gas, è necessario studiare attentamente il manuale di istruzioni e il libretto dell'apparecchio. Ciò non solo farà risparmiare tempo e fatica, ma migliorerà anche la comprensione di come funziona l'apparecchio.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per consolidare la comprensione della struttura dello scaldabagno a gas, può guardare la video recensione, dove viene spiegata dettagliatamente la disposizione di tutti gli elementi dello scaldabagno su un esempio reale:

In questo materiale abbiamo studiato la struttura dello scaldabagno a gas domestico e il suo principio di funzionamento. Poi abbiamo esaminato il funzionamento degli elementi principali. E conoscendo i componenti e gli elementi principali dell'apparecchiatura a gas, i sensori del suo sistema di sicurezza, si può diagnosticare autonomamente il guasto. E se la causa del malfunzionamento è l'accumulo di sporco su alcuni elementi della struttura, si può anche eseguire la manutenzione fai-da-te dello scaldabagno a gas.

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