Comment fonctionne l’appareil de chauffage

Pour les solutions d’eau chaude sanitaire, le choix se porte souvent sur un chauffe-eau instantané à gaz. Mais pour choisir un bon modèle parmi les nombreux qui existent sur le marché, il faut avoir un minimum de connaissances sur l’appareil et sur le principe de fonctionnement du chauffage au gaz.

Les moyens d’allumer le gaz

Il existe plusieurs types d’allumage dans les colonnes, mais ils ont tous un point commun : le brûleur principal de l’appareil est allumé par l’unité d’eau, qui donne le signal d’alimentation en gaz.

Sinon, toutes les enceintes disposent des types d’allumage suivants.

1. Allumage par élément piézo. Une variante du fonctionnement manuel, dans laquelle il y a un bouton d’alimentation sur le panneau extérieur de l’appareil. Un élément piézoélectrique, lorsqu’il est pressé, allume l’allumeur, qui allume le chauffage pilote. Ce type d’allumage présente l’inconvénient de devoir éteindre l’allumeur manuellement. Si cela n’est pas fait, il continuera à brûler, ce qui entraînera une consommation excessive de gaz et la formation de tartre sur les parois des tubes.
2. De la batterie. Dans ces modèles, l’allumage est d’abord déclenché par la tige de combustion, puis une étincelle électrique allume le brûleur. Dans ces constructions, le rôle d’allumeur est joué par des électrodes spéciales – le brûleur principal s’allume directement à partir de celles-ci. L’un des inconvénients de ces modèles est la nécessité de changer régulièrement les piles. Au moins une fois tous les 10 mois, ou tous les 2 mois en cas d’utilisation régulière.
   
3. De la turbine hydraulique. Dans certains cas, le gaz peut être allumé par une turbine rotative entraînée par une charge d’eau. Dans ces appareils, le brûleur principal est également allumé par une étincelle électrique, mais il n’est pas nécessaire de remplacer les piles. La raison en est que la turbine produit elle-même l’électricité nécessaire en tournant. Les chauffe-eau à turbine hydraulique ne sont pas courants dans le monde. Ceci est dû à la nécessité de garantir une hauteur de chute suffisante dans les tuyaux. Le réchauffeur fonctionnera à une pression minimale de 0,3 bar. Et ce n’est pas le cas partout.

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Type de chambre de combustion

Quelle que soit la méthode d’allumage, tous les appareils ont deux types de chambres de combustion : ouvertes ou fermées.

Si la chambre de combustion est conçue type ouvert, Si un condenseur de gaz de combustion est installé dans une chambre étanche, l’air ambiant entre directement dans la chambre, et tous les gaz de combustion sont extraits à l’aide d’une hotte aspirante standard. Ces dispositifs présentent plusieurs avantages :

• conception simple ;
• n’émet pratiquement aucun bruit pendant le fonctionnement ;
• Ils n’ont pas besoin d’électricité la plupart du temps.

Cependant, ces chambres présentent un inconvénient majeur. Si le ventilateur extracteur ne fonctionne pas correctement, il peut provoquer une pollution de l’air ambiant.

Chambres de combustion fermées sont caractéristiques des appareils à gaz avec une turbine. À l’exception des tuyaux d’entrée et de sortie d’air, ces appareils sont complètement étanches. L’air est évacué par les ventilateurs intégrés et expulsé par la cheminée.

Schéma d’un chauffage au gaz

L’avant et les côtés de l’appareil sont fermés par un couvercle métallique (1). Sur la face avant de l’appareil se trouve un fenêtre d’inspection (2) pour le contrôle visuel de l’unité. Il y a des régulateurs sous la fenêtre : un bouton de réglage du débit de gaz (3) et un régulateur de débit d’eau (4). Entre les boutons se trouve un écran LCD (5) qui indique la température de l’eau fournie à l’appareil.

Tout en bas de l’appareil se trouvent les robinets d’entrée et de sortie d’eau, ainsi que l’entrée de gaz. Sur le côté droit du réchauffeur se trouve une buse (6), qui se connecte à l’eau froide de l’alimentation en eau, et sur le côté gauche se trouve un tuyau (7) pour l’évacuation du liquide chauffé. A côté, mais un peu plus près du centre, il y a une buse (8). On y raccorde le tuyau qui relie l’appareil de chauffage au réseau de gaz et dans certaines situations Bouteille de gaz. Tout en haut de l’appareil, il y a une bride (9) pour le raccordement d’un tuyau d’évacuation (cheminée).

Tous les éléments de l’unité sont fixés sur une base métallique (10) qui fait office de paroi arrière de l’unité. Elle comporte 2 trous permettant de fixer l’unité sur un mur à l’aide de supports.

Le nouveau modèle de chauffe-eau à gaz Astra a un design similaire.

Structure interne de l’unité

Voyons maintenant comment le chauffage au gaz est installé de l’intérieur, sans l’enveloppe extérieure. Comme mentionné ci-dessus, les connecteurs numérotés 6, 7 et 8 sont conçus pour connecter l’eau froide, évacuer l’eau chaude et connecter le gaz.

Le bloc d’eau de l’unité (12) se raccorde au tuyau d’arrivée d’eau (6). La tige (13) qui maintient le bouton de réglage du débit d’eau est située sur la sortie du bloc d’eau. En dessous se trouve une pièce cylindrique (14), dont les parois présentent une encoche. Il sert de bouchon qui peut être retiré pour vidanger l’unité au cas où une réparation serait nécessaire. La prise est également équipée d’une soupape de sécurité qui s’ouvre en cas de surpression dans l’alimentation en eau.

Au centre de l’unité, il y a Boîte de contrôle électronique (16). De là partent, dans différentes directions, des fils allant vers divers éléments de l’unité et des capteurs.

L’intérieur de l’unité

Sur le côté gauche, symétriquement au module eau, se trouve le module gaz (17). Les deux modules et assemblés de telle sorte qu’ils forment une seule unité. La tige (18) de réglage du débit de gaz en sort comme de la vanne d’eau. Au centre entre le raccord de gaz et la vanne de commande (19) (électrovanne).

Il y a également un micro-interrupteur (15) sur le bloc de gaz qui est pressé avec un poussoir spécial lorsque le bloc de gaz est éteint. Ci-dessus, vous pouvez voir le collecteur (20) relié au bloc de gaz par une douille reliée à la bride. Collecteur fixé au boîtier à l’aide de 2 vis (21). Les buses se trouvent à l’arrière du collecteur. C’est par elle que le gaz est acheminé vers le brûleur (22) qui comporte 10 rangées. À l’avant du collecteur, il y a deux éléments qui sont similaires en apparence mais qui remplissent des rôles différents. Sur le côté droit se trouve la bougie d’allumage (23) qui allume les brûleurs, et sur le côté gauche se trouve le capteur de flamme (24).

Au-dessus du collecteur se trouve Échangeur de chaleur en cuivre (25). Il transmet la chaleur résultant de la combustion du gaz à l’eau qui le traverse. Le module d’eau (26) est relié à l’échangeur de chaleur sur le côté droit, et la sortie d’eau chauffée (27) sur le côté gauche. Le module échangeur de chaleur est fixé au boîtier de l’appareil à l’aide de 2 vis (28). Sur le tuyau de sortie de l’eau chauffée, il y a 2 capteurs. celui du haut (29) protège le réchauffeur contre la surchauffe et celui du bas (30) sert de thermomètre. Cela conduit à l’écran LCD fixé au boîtier de l’appareil.

Sur le dessus de l’appareil, il y a un dispositif pour le retrait de produit d’échappement de la combustion (31). Grâce au système de traverses de différentes formes, le flux de gaz d’échappement chauds est dirigé vers le conduit de cheminée. Il y a un capteur de tirage (32) sur le côté gauche qui communique avec le capteur de surchauffe (29) au moyen d’un circuit électrique. Au bas du corps du chauffe-eau se trouve un bloc (34) pour 2 batteries (piles). Pour fixer le boîtier extérieur de l’unité, il y a des points de fixation à vis sur les deux côtés du boîtier (33).

La disposition interne des appareils à gaz Oasis n’est pas différente de celle des appareils précédents, à l’exception de la présence d’un interrupteur été-hiver sur le panneau frontal. Il est conçu pour arrêter la moitié des brûleurs qui fonctionnent en été afin d’économiser du gaz.

Comment fonctionne le chauffage au gaz

L’eau s’écoule vers l’échangeur de chaleur par la partie inférieure de la chambre. Une tige de piston avec une plaque en plastique qui repose sur le diaphragme est montée sur le dessus. La tige s’étend vers l’extérieur à travers un trou au milieu, vers le module de gaz. En face de cette tige, dans le module de gaz, se trouve la même, mais reliée à la valve à ressort à laquelle est fixée la tige de poussée, provenant de l’interrupteur.

Que se passe-t-il quand l’eau commence à couler

Comment fonctionne le chauffe-eau à gaz si l’eau est captée ?? Lorsque le robinet d’eau du point d’utilisation (prise d’eau) est ouvert, il se produit ce qui suit.

1. Lorsque le fluide traverse la grenouille, une pression négative est créée dans la chambre de la grenouille. La membrane en caoutchouc se plie sous la pression accrue et force le clapet à sortir. Ce dernier transmet un mouvement de poussée à la tige du piston. La tige du module d’eau pousse la tige opposée du module de gaz (37).
2. Ensuite, le poussoir, qui est relié à la tige du piston, ne retient plus la plaque de commutation et celle-ci est libérée. Un interrupteur ferme le circuit et le module de commande électronique est alimenté par le compartiment de la batterie.
3. Le mouvement de la tige du piston fait également sortir le ressort de la valve mécanique de son siège, ce qui ouvre la ligne d’alimentation en gaz vers le collecteur.
4. L’électrovanne, une fois alimentée par les piles, s’ouvre et n’empêche pas l’écoulement du gaz à travers la soupape à ressort vers le collecteur.
5. Pendant ce temps, l’unité de commande génère et envoie une impulsion électrique à la fiche (23) pour créer un signal d’alarme décharge d’étincelles, qui peut enflammer la flamme. Lorsque tous les composants fonctionnent correctement, le brûleur s’allume.

Le processus d’allumage est surveillé par le capteur d’ionisation (24). Si le brûleur ne s’allume pas dans les 6 à 7 secondes, le module électronique coupe l’alimentation en gaz pour éviter l’accumulation d’une forte concentration de mélange explosif, sans recevoir d’impulsion de la part du capteur. En cas de combustion, le capteur génère une impulsion pour éteindre la bougie d’allumage. Si la flamme s’éteint après le démarrage du chauffe-eau, l’impulsion du capteur s’éteint et le module de commande réagit immédiatement en fermant l’alimentation en gaz à l’aide de l’électrovanne.

Toutes ces fonctions du chauffe-eau à gaz Neva ne peuvent être réalisées qu’à une seule condition : le circuit entre les deux capteurs ne doit pas être interrompu, à savoir entre le capteur de contrôle de l’eau de sortie (29) et le capteur de tirage (32). Ces relais sont connectés en série et leurs contacts sont fermés lorsque les capteurs sont en fonctionnement. Les deux capteurs doivent donc fermer le circuit pour que le module de commande soit alimenté.

Si dans la boîte à fumée un faible courant d’air est produit, les produits de combustion, grâce à la conception spéciale de l’unité d’extraction des gaz, ne peuvent pas passer dans la direction du canal central et sont envoyés dans les cavités latérales. Comme il y a un capteur de température sur le côté gauche, il « détecte » une hausse soudaine de la température en interrompant le circuit d’alimentation du module de commande. Cela entraîne l’arrêt du mélange et la fermeture des brûleurs.

De même, le relais, situé sur la sortie d’eau chaude de l’échangeur de chaleur, est également activé. Lorsque la température de l’eau atteint 90°C, considérée comme un niveau critique, le circuit alimentant l’unité électronique est interrompu.

Fonctionnement lorsque l’eau est coupée

Lorsque l’alimentation en eau est coupée, il se produit ce qui suit.

1. La pression dans les chambres de la grenouille est équilibrée. Le retour en position de la membrane en caoutchouc entraîne le déplacement du plateau relié au plongeur dans la direction appropriée jusqu’à ce qu’il atteigne la position de départ.
2. Lorsque la tige du piston revient, la soupape à disque est libérée, ce qui coupe de manière fiable l’alimentation en carburant.
3. Au même moment, le poussoir commence à appuyer sur la plaque de commutation, ce qui entraîne une interruption du circuit qui alimente le module de commande.
4. Comme l’électrovanne ne reçoit pas d’électricité lorsque l’unité de commande est éteinte, elle se ferme également.

L’arrêt de l’eau déclenche donc une chaîne de processus qui éteint automatiquement le chauffe-eau. Pour plus de clarté, la photo ci-dessous montre les principaux composants de l’unité (vue du bas) qui affectent son fonctionnement (la numérotation a été conservée et une nouvelle position a été ajoutée, au numéro 40 – le poussoir du microcontact).

Les principaux composants d’un appareil de chauffage au gaz

L’écran d’information (38) est également relié par quelques fils au circuit de commande électronique du réchauffeur et à la sonde de température (39) du robinet de sortie. L’affichage ne joue que rôle informatif et ne participe pas au fonctionnement et au réglage du chauffe-eau à gaz.

L’unité peut également fonctionner avec l’écran LCD éteint, par exemple après avoir retiré le boîtier extérieur sur lequel il est monté.

Pour résumer ce qui précède, nous pouvons dire que le chauffage au gaz est un appareil plutôt complexe et fiable dans son fonctionnement. La conception de ces unités n’a pas beaucoup changé au fil des ans, si ce n’est que des dispositifs électroniques de contrôle et de surveillance ont été mis en place pour un fonctionnement plus pratique des unités.