12.3. Газовые проточные водонагреватели

Основными узлами проточного водонагревателя (рис. 12.3) являются: газогорелочное устройство, теплообменник, система автоматики и газоотвод.

Газ низкого давления подается в инжекционную горелку 8. Продукты сгорания проходят через теплообменник и отводятся в дымоход. Теплота продуктов сгорания передается протекающей через теплообменник воде. Для охлаждения огневой камеры служит змеевик 10, через который циркулирует вода, проходящая через калорифер.

Газовые проточные водонагреватели оборудованы газоотводящими устройствами и тягопрерывателями, которые в случае кратковременного нарушения тяги предотвращают погасание пламени

газогорелочного устройства. Для присоединения к дымоходу имеется дымоотводящий патрубок.

Проточные водонагревательные аппараты предназначены для получения горячей воды там, где нет возможности обеспечить ее в централизованном порядке (от котельной или теплоцентрали), и относятся к приборам немедленного действия.

Рис. 12.3. Принципиальная схема проточного водонагревателя:

1 – отражатель; 2 – верхний колпак; 3 – нижний колпак; 4 –калорифер; 5 – запальник; 6 – кожух; 7 – блок-кран; 8 – горелка; 9 – огневая камера; 10 – змеевик

Аппараты оборудованы газоотводящими устройствами и тягопрерывателями, которые предотвращают в случае кратковременного нарушения тяги погасание пламени газогорелочного устройства. Для присоединения к дымовому каналу имеется дымоотводящий патрубок.

По номинальной тепловой нагрузке аппараты подразделяются:

• с номинальной тепловой нагрузкой 20934 Вт;

• с номинальной тепловой нагрузкой 29075 Вт.

Отечественная промышленность серийно выпускает аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые ВПГ-20-1-3-П и ВПГ-23-1-3-П. Техническая характеристика указанных водонагревателей приведена в табл. 12.2. В настоящее время разрабатываются новые виды водонагревателей, но их конструкция близка к ныне действующим.

Все основные элементы аппарата смонтированы в эмалированном кожухе прямоугольной формы.

Передняя и боковые стенки кожуха съемные, что создает удобный и легкий доступ к внутренним узлам аппарата для профилактических осмотров и ремонтов без снятия аппарата со стены.

Применяют водонагревательные проточные газовые аппараты типа ВПГ конструкция, которого представлена на рис. 12.4.

Н а передней стенке кожуха аппарата расположены ручка управления газовым краном, кнопка включения электромагнитного клапана и смотровое окно для наблюдения за пламенем запальной и основной горелок. Сверху аппарата размещено газоотводящее устройство, служащее для отвода в дымоход продуктов сгорания, снизу – патрубки для подсоединения аппарата к газовой и водяной сетям.

Рис. 12.4. Аппарат водонагревательный проточный газовый бытовой типа ВПГ:

1 – газопровод; 2 – кран блокировочный газовый; 3 – горелка запальная; 4 – горелка основная; 5 – вход воды; 6 – тройник горелки; 7– теплообменник; 8 – устройство безопасности по тяге; 9 – датчик тяги; 10 – термопара; 11 – выход горячей воды; 12 – отвод отработанного газа

Аппарат имеет следующие узлы: газопровод 1, кран блокировочный газовый 2, горелку запальную 3, горелку основную 4, патрубок холодной воды 5, блок водогазовый с тройником горелки 6, теплообменник 7, автоматическое устройство безопасности по тяге с электромагнитным клапаном 8, датчиком тяги 9, патрубок горячей воды 11 и газоотводящее устройство 12.

Принцип работы аппарата следующий. Газ по трубе 1 поступает в электромагнитный клапан, кнопка включения которого расположена справа от ручки включения газового крана. Газовый блокировочный кран водогазогорелочного блока осуществляет принудительную последовательность включения запальной го­релки и подачу газа к основной горелке. Газовый кран снабжен одной ручкой, поворачивающейся слева направо с фиксацией в трех положениях. Крайнему левому положению соответствует закрытие подачи газа на запальную и основную горелки. Среднему фиксированному положению (поворот ручки вправо до упора) соответствует полное открытие крана для поступления газа на запальную горелку при закрытом положении крана на основную горелку. Третьему фиксированному положению, достигаемому нажимом на ручку крана в осевом направлении до упора с последующим поворотом до конца вправо, соответствует полное открытие крана для поступления газа на основную и запальную горелки. Кроме ручной блокировки крана, на пути газа к основной горелке имеются два автоматических блокировочных устройства. Блокировка поступления газа в основную горелку 4 при обязательной работе запальной горелки 3 обеспечивается электромагнитным клапаном.

Блокировка подачи газа в горелку в зависимости от наличия протока воды через аппарат производится клапаном, имеющим привод через шток от мембраны, расположенной в водогазогорелочном блоке. При нажатии на кнопку электромагнита клапана и открытом положении блокировочного газового крана на запальную горелку газ через электромагнитный клапан поступает в блокировочный кран и далее через тройник по газопроводу к запальной горелке. При нормальной тяге в дымоходе (разрежение составляет не менее 2,0 Па). Термопара, нагреваемая пламенем запальной горелки, передает импульс электромагнитному клапану, который автоматически открывает доступ газа к блокировочному крану. При нарушении тяги или ее отсутствии биметаллическая пластина датчика тяги нагревается уходящими продуктами сгорания газа, открывает сопло датчика тяги, и газ, поступающий во время нормальной работы аппарата на запальную горелку, уходит через сопло датчика тяги. Пламя запальной горелки гаснет, термопара охлаждается, и электромагнитный клапан отключается (в течение 60 с), т. е. прекращает подачу газа к аппарату. Для обеспечения плавного зажигания основной горелки предусмотрен замедлитель зажигания, работающий при вытекании воды из надмембранной полости как обратный клапан, частично перекрывающий сечение клапана и тем самым замедляющий движение мембраны вверх, а, следовательно, и зажигание основной горелки.

Таблица 12.2

Технические характеристики проточных газовых водонагревателей

Характеристика	Марка водонагревателя
	ВПГ-Т-3-П I	ВПГ-20-1-3-П I	ВПГ-231	ВПГ-25-1-3-В
Тепловая мощность основной горелки, кВт	20,93	23,26	23,26	29,075
Номинальный расход газа, м3/ч: природного сжиженного	2,34-1,81 0,87-0,67	2,58-2,12 0,96-0,78	2,94 0,87	не более 2,94 не более 1,19
Коэффициент полезного действия, %, не менее	82	82	83	83
Расход воды при нагреве на 45 °С, л/мин, не менее	5,4	6,1	7,0	7,6
Давление воды перед аппаратом, МПа: минимальное номинальное максимальное	0,049 0,150 0,590	0,049 0,150 0,590	0,060 0,150 0,600	0,049 0,150 0,590
Разряжение в дымоходе для нормальной работы аппарата, Па	2	2	2	2
Габариты аппарата, м: высота ширина глубина	780 390 295	860 390 315	800 375 225	780 420 315
Масса аппарата, кг, не более	20	22	15,5	25

К высшему классу относится аппарат водонагревательный проточный ВПГ-25-1-3-В (табл. 12.2). Всеми процессами он управляет автоматически. При этом обеспечивается: доступ газа к запальный горелке только при наличии на ней пламени и протока воды; прекращение подачи газа к основной и запальной горелкам при отсутствии разряжения в дымоходе; регулирование давления (расхода) газа; регулирование расхода воды; автоматический розжиг запальной горелки. Пока еще широко используются емкостные водонагреватели АГВ-80 (рис. 12.5) состоящие из бака из листовой стали, горелки с запальником и приборов автоматики (электромагнитный клапан с термопарой и терморегулятором). В верхней части водонагревателя установлен термометр для контроля за температурой воды.

Рис. 12.5. Автоматический газовый водонагреватель АГВ-80

1 – тягопрерыватель; 2 – муфта термометра; 3 – блок автоматики безопасности по тяге;

4 – стабилизатор; 5 – фильтр; 6 – магнитный клапан; 7– - терморегулятор; 8 – кран газовый; 9 – горелка запальная; 10 – термопара; 11 – заслонка; 12 – диффузор; 13 – горелка основная; 14 – штуцер для подачи холодной воды; 15 – бак; 16 – термоизоляция;

17 –кожух; 18 – патрубок; для выхода горячей воды к квартирной разводке;

19 – предохранительный клапан

Элементом безопасности служит электромагнитный клапан 6. Газ, поступая в корпус клапана из газопровода через кран 8, зажигая запальник 9, нагревает термопару и поступает на основную горелку 13, на которой газ зажигается от запальника.

Таблица 12.3

Технические характеристики газовых водонагревателей

с водяным контуром

Характеристика	Марка водонагревателя
	АОГВ-6-3-У	АОГВ-10-3-У	АОГВ-20-3-У	АОГВ-20-1-У
Габариты, мм: диаметр высота ширина глубина	410 970 – –	410 970 – –	– 850 380 656	420 980 – –
Площадь отапливаемого помещения, м2, не более	60	75	150	80–150
Номинальная тепловая мощность основной горелки, Вт	6878	11630	23260	23260
Номинальная тепловая мощность запальной горелки, Вт	290	290	290	290
Температура воды на выходе из аппарата, °С	50–90	50–90	50–90	50–90
Минимальное разряжение в дымоходе, Па	3	3	3	3
Температура продуктов сгорания на выходе из аппарата, °С, не менее	110	110	110	110
Присоединительная трубная резьба штуцеров, дюйм: для подвода и отвода воды для подачи газа	1 ½ 1 ½	1 ½ 1 ½	2 ¾	3 ¾
Коэффициент полезного действия, %, не менее	82	80	80	82

Автоматический газовый водонагреватель АГВ-120 предназначен для местного горячего водоснабжения и отопления помещений площадью до 100 м². Водонагреватель представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар вместимостью 120 л, заключенный в стальной кожух. В топочной части установлена чугунная инжекционная газовая горелка низкого давления, к которой закреплен кронштейн с запальником. Горение газа и поддержание определенной температуры воды регулируются автоматически.

Схема автоматического регулирования двухпозиционная. Основные элементы блока автоматики регулирования и безопасности - сильфонный терморегулятор, запальник, термопара и электромагнитный клапан.

Водонагреватели с водяным контуром типа АОГВ работают на природном газе, пропане, бутане и их смеси.

Рис. 12.6. Аппарат отопительной газовой АОГВ-15-1-У:

1 – терморегулятор; 2 – датчик тяги; 3 – запорно-регулирующий кран;

4 – клапан-отсекатель; 5 – штуцер запальной горелки; 6 – фильтр;

7 – термометр; 8 – штуцер прямого (горячего) водопровода; 9 – соединительная трубка (общая); 10 – тройник; 11 – соединительная трубка датчика тяги; 12 – импульсный трубопровод запальной горелки; 13 – предохранительный клапан; 14 – соединительная трубка датчика погасания пламени; 15 – крепежный болт; 16 – асбестовая прокладка; 17 – облицовка; 18 – датчик погасания пламени; 19 – коллектор; 20 – газопровод

Аппараты типа АОГВ в отличие от емкостных водонагревателей применяются только для отопления.

Аппарат АОГВ-15-1-У (рис. 12.6), выполненный в виде прямоугольной тумбы с белым эмалевым покрытием, состоит из котла теплообменника, дымоотводящего патрубка с регулировочной заслонкой в качестве стабилизатора тяги, кожуха, газогорелочного устройства и блока автоматического регулирования и безопасности.

Газ из фильтра 6 попадает в клапан-отсекатель 4, из которого имеется три выхода:

1) основной – на запорно-регулирующий кран 3;

2) к штуцеру 5 верхней крышки для подачи газа на запальную горелку;

3) к штуцеру нижней крышки для подачи газа к датчикам тяги 2 и погасания пламени 18;

Через запорно-регулирующий кран газ поступает в терморегулятор 1 и по газопроводу 20 в коллектор 19, откуда через два сопла подается в конфузор горелочных насадков, где смешивается с первичным воздухом, и затем направляется в топочное пространство.

а б

Рис. 12.7. Горелки вертикальная (а) и регулируемая с горизонтальным

трубчатым смесителем (б):

1 – колпачок; 2 – огневой насадок; 3 – диффузор; 4 – шибер; 5 – ниппель сопла;

6 – корпус сопла; 7 – резьбовая втулка; 8 – трубка-смеситель; 9 – мундштук-смеситель