Название: Бытовые газовые приборы - Методические указания (М. Е. Орлов)

Жанр: Строительный

Просмотров: 1369


2.1. устройство и особенности конструкции газовых проточных водонагревателей

 

Нагревание проточной воды для целей горячего водоснабжения в быту, происходит в водонагревателях проточных газовых (ВПГ). Существуют так- же емкостные газовые водонагреватели, которые применяются главным об- разом для отопления (см. лаб. работу №3).

Все проточные водонагреватели по тепловой нагрузке делятся на три группы: 33 600, 75 600 и 105 000 кДж/ч; по степени автоматизации — на высший и первый классы. КПД водонагревателей при номинальной нагрузке должен быть не ниже 80\%, содержание оксида углерода в продуктах сгора- ния водонагревателя не должно превышать 0,05 \%; водонагреватели должны обеспечивать паспортную производительность в пределах расчетных давле- ний газа при наименьшем значении его низшей теплоты сгорания; темпера- тура продуктов сгорания за тягопрерывателем должна быть не менее 180°С.

Основные технические характеристики наиболее распространенных проточных газовых бытовых аппаратов приведены в прил. 2.

Все основные элементы аппарата типа ВПГ (рис. 2.1) смонтированы в эмалированном кожухе прямоугольной формы. Передняя и боковые стенки кожуха – съемные, что делает удобным и легким доступ к внутренним узлам аппарата для профилактических осмотров и ремонтов без снятия аппарата со стены. На передней стенке кожуха аппарата расположены ручка управления газовым краном, кнопка включения электромагнитного клапана и смотровое окно для наблюдения за пламенем запальной и основной горелок. Вверху размещено газоотводящее устройство, через которые продукты сгорания на-

правляются в дымоход, внизу находится патрубок для подсоединения аппа-

рата к газовой и водяной сетям.

 

Рис. 2.1. Аппарат водонагревательный проточный бытовой типа ВПГ

 

Аппарат имеет следующие узлы: газопровод 1, кран блокировочный га-

зовый 2, горелку запальную 3, горелку основную 4, патрубок холодной воды

5, блок водогазогорелочный с тройником горелки 6, теплообменник 7, авто-

матическое устройство безопасности по тяге с электромагнитным клапаном

8, датчиком тяги 9 и термопарой 10, патрубок горячей воды 11 и газоотводя-

щее устройство 12.

Водонагреватель оборудован инжекционной горелкой с двумя инжекто- рами (рис. 2.2), обеспечивающими поступление первичного воздуха до 60\% необходимого для сгорания. Это обеспечивает полное сгорание газа в ко- ротких факелах.

Теплообменник состоит из огневой камеры и калорифера. Размещенные на наружной стороне огневой камеры змеевики предохраняют стенки камер от перегрева. В первых моделях водонагревателей применялись два змеевика, один для подачи холодной воды к калориферу, другой — горячей воды к раз-

борному крану. В современных конструкциях ВПГ змеевик делает лишь один оборот вокруг огневой камеры.

 

Рис. 2.2. Инжекционная горелка ВПГ: 1 – тройник с соплами; 2 – пласти- на; 3 – смеситель; 4 – крышка смесите- лей; 5 – распределительная трубка; 6 – сопло

 

2.2. Принцип работы аппарата

 

Принцип работы аппарата следующий. Газ поступает в электро- магнитный клапан, кнопка включения которого находится справа от ручки включения газового крана. Газовый блокировочный кран водогазогорелочно- го блока осуществляет принудительное последовательное включение запаль- ной горелки и подачу газа к основной горелке. Газовый кран снабжен одной ручкой, поворачивая которую слева направо, можно фиксировать три поло- жения. Крайнее левое положение обеспечивает закрытие подачи газа на за- пальную и основную горелки. Среднее фиксированное положение поворотом ручки вправо до упора позволяет полностью открыть кран для поступления газа на запальную горелку и закрыть кран для подачи газа на основную го- релку. Третье фиксированное положение, достигаемое нажимом на ручку крана в осевом направлении до упора с последующим поворотом до конца вправо, обеспечивает полное открытие крана для поступления газа на основ- ную и запальную горелки.

Кроме ручной блокировки крана на пути газа к основной горелке име- ются два автоматических, блокировочных устройства. Блокировку поступле- ния газа в основную горелку при обязательной работе запальной горелки обеспечивает электромагнитный клапан, работающий от термопары. Блоки- ровка подачи газа в горелку в зависимости от наличия протока воды через аппарат осуществляется с помощью клапана, имеющего привод через шток

от мембраны, расположенной в водогазогорелочном блоке. При нажатой кнопке электромагнитного клапана и открытом положении блокировочного газового крана на запальную горелку через электромагнитный клапан газ по- ступает в блокировочный кран, а далее через тройник — по газопроводу к запальной горелке.

При нормальной тяге в дымоходе (разрежение не менее 2,0 Па) термо- пара, нагреваемая пламенем запальной горелки, передает импульс электро- магнитному клапану, который автоматически открывает доступ газа к блоки- ровочному крану. Если тяга нарушена или отсутствует, биметаллическая пластина датчика тяги нагревается уходящими продуктами сгорания газа, от- крывает сопло датчика тяги и газ, поступающий во время нормальной работы аппарата на запальную горелку, уходит через сопло датчика тяги. Пламя за- пальной горелки гаснет, термопара охлаждается, и электромагнитный клапан отключается в течение 60 с, т. е. прекращает подачу газа.

Для 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 ос- новной горелки.

Основное количество теплоты передается воде  через  калорифер (см. рис. 2.3). Охлаждение огневой камеры обеспечивается одним витком змеевика. Калорифер 3 собран из одного ряда медных пластин и пересекается тремя гори- зонтальными участками змеевика 4. Теплота передается радиацией, конвекцией и теплопроводностью через металлические стенки, которые находятся в кон- такте с одной стороны с водой, с другой – потоком отходящих газов.

Водяная часть блок-крана имеет верхнюю и нижнюю водяные камеры, разделенные мембраной из прочной резины. Если открыть водяной вентиль перед колонкой, то верхнюю и нижнюю камеры заполнит вода. По принципу сообщающихся сосудов давление на мембрану сверху и снизу станет одина- ковым, т.е. мембрана будет находиться в равновесии. Если открыть водораз- борный вентиль, то вода потечет через водонагреватель. Минуя подмембран- ное пространство, вода, прежде чем попасть по соединительной трубе в змее- вик, проходит через сопло Вентури (dВ=3,4 мм). При прохождении воды че- рез узкую часть сечения скорость ее значительно возрастает, за счет чего создается разность давлений над и под мембраной. Давление воды в верхней водяной камере блок-крана понизится, а в нижней водяной камере увеличит- ся настолько, что мембрана передвинется в верхнее положение. Шток таре-

лочки при движении вверх упрется в толкатель газового клапана, пересилит давление действующей на него пружины и медленно откроет газовый клапан. Если будет открыт газовый кран основной горелки, то газ начнет поступать в горелку и загорится от запальника.

 

 

1

 

2

 

21

3

 

4

20

5

А         19

6

 

 

   А     

 

22

 

6

 

 

7

 

8

12

9

 

13        10

 

11

15

 

 

17        14

18        16

 

 

 

Рис. 2.3. Принципиальная схема водонагревателя ВПГ: 1- предохранитель от обратной тяги; 2- газоотводящее устройство; 3- калорифер; 4- змеевик; 5- огневая камера;

6- запальник; 7- клапан безопасности; 8- клапан блокировки газа; 9 - блок-кран; 10 - вход газа, 11 - вход воды; 12 – горелка; 13 - шариковый замедлитель зажигании; 14 - трубка Вентури; 15 – мембрана; 16 - мембранная камера; 17 - выход воды; 18 – кожух; 19 – кла- пан; 20 – шток; 21 – уплотнение; 22 – биметаллическая пластина

 

Если прекратится подача воды, то давление на мембрану сверху и сни- зу уменьшится, а газовый клапан под действием пружины перекроет газ на горелку. Это предохранит радиатор от распаивания. То же произойдет, если перекрыть водоразборный вентиль.

Для автоматизации подачи газа на основную горелку в проточном во- донагревателе предусмотрен биметаллический термоклапан. В зону действия термоклапана вводится согнутая биметаллическая пластина 22. В холодном состоянии верхняя полоса пластинки находится в горизонтальном положе- нии, вследствие чего клапан 19 через шток 20 удерживается в закрытом по- ложении, перекрывая проход газа на основную горелку. При нагревании би- металлической пластины 22 верхняя полоса ее опускается, что приводит к перемещению клапана и открытию прохода на горелку.

В новых конструкциях водонагрева- телей предусмотрены дополнительные функции автоматики по блокировке рабо- ты основной горелки, например, вместо биметаллического термоклапана установ- лен электромагнитный датчик пламени (рис. 2.4). В зону пламени запальной го- релки введена термопара 2, которая явля-

ется датчиком электродвижущей силы для

 

 

Рис. 2.4. Электромагнитный датчик пламени: 1 - запальная горел- ка; 2 - термопара; 3 - основная горелка

электромагнитного клапана, управляюще-

го доступом газа к горелке водонагрева-

теля.