Как работает электрический накопительный водонагреватель – Устройство электрического водонагревателя накопительного — Только ремонт своими руками в квартире: фото, видео, инструкции

Содержание

Принцип работы водонагревателя

Электрический водонагреватель представляет собой устройство, используемое для автономного снабжения горячей водой каких-либо объектов, например, загородных домов. Жители многоэтажек также часто устанавливают автономные нагреватели воды, чтобы не зависеть от планового отключения централизованного горячего водоснабжения.

Устройство электрического водонагревателя

Электрический водонагреватель состоит из таких элементов, как:

  • кронштейн для крепления устройства к стене,
  • трубки для отбора горячей и подачи холодной воды,
  • теплоизоляция,
  • регулируемый термостат,
  • внутренний резервуар,
  • термометр,
  • тэн,
  • магниевый анод,
  • корпус устройства,
  • лампочка индикатора.

 

Принцип работы бойлера

Феномен накопительных водонагревателей в том, что их устройство достаточно простое и незамысловатое, однако они считаются одними из наиболее надежных и экономичных устройств. Работа водонагревателя основывается на двух основных его элементах:

внутреннем баке и нагревательном элементе (ТЭНе, в случае с использованием электрических нагревателей).

Основной элемент любого водонагревателя – бак. Принцип работы водонагревателя очень напоминает принцип работы обыкновенного термоса с подогревом. Именно по этой причине на сегодняшний день при изготовлении баков для водонагревательных приборов особое внимание уделяют именно внутреннему их покрытию.

Чаще всего водонагревательные баки изготавливают из стали стабилизированной, которая отличается наибольшей устойчивостью к коррозийным процессам. Изнутри баки покрыты специальным покрытием из стеклофарфора. Этот материал, благодаря своей особенной кристаллической структуре, отличающейся химической нейтральностью, обладает целым рядом полезных свойств. Этим также объясняется тот факт, что обыкновенно работа водонагревателя вызывает частичное отслаивание покрытия бака, чего не наблюдается в баках со стеклофарфоровым покрытием. В таких баках, даже при длительной работе, вода постоянно остается кристально чистой.

Схема работы водонагревательного прибора

Внутри водонагревательного прибора располагаются специальные трубочки, отвечающие за подачу в него холодной и забор горячей воды. Вода в бак поступает снизу. Здесь она равномерно распределяется по всему объему бака, благодаря специально установленному рассекателю струи. Это способствует тому, что нагретая вода в баке теплыми массами постепенно вытесняется наверх, откуда и производится ее забор. В основном работа водонагревателя основывается на принципе не смешивания разных слоев жидкостей, благодаря чему в баке получается вода однородной температуры.

На стальном фланце обыкновенно монтируются следующие приспособления:

  • ТЭН (нагревательный элемент) – нихромовая спираль, отделанная медным кожухом;
  • термостат с двойной защитой, служащий для контроля температур;
  • магниевый анод
    – приспособление, способное уменьшать коррозию внутреннего покрытия бака.

Данный фланец не является стационарным, он съемный, и его закрепляют на корпус водонагревателя отдельно.

Защита бойлера от перегрева

Кроме того, что работа водонагревателя предполагает наличие термостата для плавного регулирования температуры, этот прибор также может выполнять защитную функцию, защищая агрегат от нежелательных перегревов. Как только температура воды в баке доходит до опасной отметки, в термостате срабатывает специальное защитное устройство, которое экстренно отключает ТЭНы. Температурный режим выставляется потребителем самостоятельно. Как только температура нагретой в баке воды снижается на пару градусов, ТЭНы самостоятельно включаются и вновь возвращают температуру воды в баке до заданной отметки.

Как правильно выбрать модель

При выборе модели данного устройства необходимо обращать внимание на внутреннее покрытие резервуара. Оно может быть выполнено из нержавеющей стали, титана или стеклофарфора.

По мнению специалистов, изделия из стеклофарфора отличаются низкой стоимостью, однако они обладают рядом существенных недостатков. Самыми распространенными из них являются

короткий срок гарантийного обслуживания (не более 3 лет), а также риск образования микротрещин вследствие перепадов температуры.

Модели с внутренним покрытием резервуара, выполненным из титана или нержавеющей стали, обладают длительным сроком гарантийного обслуживания. Как правило, он находится в пределах 7-10 лет.

Наряду с этим, при выборе водонагревателя следует обращать внимание на среднесуточный показатель расхода горячей воды из расчета на одного человека. При этом нужно учитывать, что он включает в себя такие данные, как количество воды, потребляемое во время умывания, мытья посуды, а также приема душа.

Согласно мнению специалистов, принцип работы водонагревателя напрямую определяется его типом. Существуют три типа данного устройства: накопительный (в некоторых источниках его также называют емкостным), проточный и наливной.

 

Накопительный водонагреватель – мощный и надежный

Данные модели выглядят как емкость, в которой происходит нагревание воды при помощи электрических тэнов в течение определенного времени.

Принцип работы водонагревателя этого типа включает в себя постепенное нагревание воды до необходимой температуры после установления режима. После нагрева устройство автоматически отключается (этому способствует специальный контактор), а после остывания или расхода воды – автоматически включается.

Как правило, мощность тэнов в подобных изделиях составляет не более 2 киловатт.

Проточные водонагреватели - скорость нагрева воды 

  1. Вытяжная труба
  2. Теплообменник
  3. Газовая горелка
  4. Вентилятор (формирователь тяги)
  5. Пульт управления
  6. Датчик потока
  7. Горячая вода к крану
  8. Подвод газа
  9. Подвод холодной воды
  10. Холодная вода к крану

Данный тип подобных устройств отличается отсутствием емкости для воды. Принцип работы водонагревателя проточного типа заключается в запуске тэнов только после открытия крана холодной воды в ванной комнате или на кухне.

Этот тип водонагревателей также довольно распространен. Их можно разделить на два вида: напорные и безнапорные. Основное отличие состоит в количестве водоразборов. Принцип работы водонагревателя напорного вида предусматривает возможность подключения устройства к нескольким точкам потребления. Это возможно благодаря поддержанию определенного уровня давления во внутреннем резервуаре.

Принцип работы безнапорного водонагревателя, наоборот, предусматривает возможность подключения только к одному водозабору. Практически мгновенное нагревание воды в подобных изделиях происходит с помощью тэнов, мощность которых составляет от 3 до 27 киловатт.

aquagroup.ru

Принцип работы накопительного водонагревателя

Накопительный водонагреватель – это удобное и надежное решение для тех, кто не понаслышке знаком с проблемой отсутствия горячей воды. Водонагреватель может быть не только накопительным, но и проточным и питаться либо электроэнергией, либо энергией, выделяемой при сгорании газа, а то и вовсе солнечной. Чтобы убедиться, что накопительный водонагреватель – это именно то, что вам нужно, нужно рассмотреть его отличительные особенности, а именно:

  • Способность обеспечить большой объем горячей воды (от 10 до 1000 литров), но не сразу, так как на ее разогрев требуется некоторое время (от 20 минут и выше)
  • Способность подавать горячую воды в несколько точек сразу (горячую воду можно использовать одновременно в ванной и кухне), чего не могут делать проточные водонагреватели. Однако стоят накопительные водонагреватели, как правило, несколько дороже, чем проточники.
  • Принцип работы накопительного водонагревателя таков, что он способен подогреть воду до достаточно высоких температур (около 55-80 градусов), при этом вода в баке сначала разогревается, а затем подогревается. Учтите, что на поддержание температуры тратится некоторая энергия.
  • Может подключаться к электро-сети без всяких «но» и «если», т.к. не имеет особых требований к мощности напряжения и надежности электропроводки. Может подключаться к водопроводной магистрали, не требуя при этом высокого давления в ней. Может подключаться к газоподводящим линиям, опять-таки, не предъявляя высоких требований к ним. При всем при этом накопительные водонагреватели могут нуждаться в постоянном техническом обслуживании и иногда – в ремонте.
  • Накопительный водонагреватель может заниматься достаточно много места, особенно если объем бака велик.
  • Вода из накопительного водонагревателя, как правило, не используется в пищу – для этих целей больше подойдет проточный водонагреватель.

Как устроен водонагреватель?

Итак, как мы уже сказали, принцип работы накопительного водонагревателя состоит в том, что вода сначала разогревается, а в дальнейшем подогревается устройством. В отличие от накопительного, принцип работы проточного водонагревателя основан по прогревании воды по мере ее прохождения через прибор – это происходит быстрее, но вода на выходе имеет гораздо более низкую температуру.

Устройство накопительного водонагревателя таково:

  • Емкость для воды (водный бак), размер которого может быть разным
  • Внешний бак (наружный корпус) и система теплоизоляции
  • Нагревательный элемент (ТЭН) и магниевый анод, либо дымоходные трубы и горелка, если речь идет о газовом накопительном водонагревателе
  • Трубка для подачи холодной воды и трубка для забора горячей воды

Чтобы понять принцип работы накопительного водонагревателя, достаточно представить себе термос. Между водным баком и наружным корпусом расположена система теплоизоляции, задача которой заключается в том, чтобы минимизировать потерю тепла.

Чтобы горячая и холодная вода не смешивалась в накопительном водонагревателе предусмотрено следующее: холодная вода поступает в бак снизу и вытесняет горячую воду, забор которой из емкости происходит сверху. Таким образом обеспечивается однородность температуры воды, поступающей из водонагревателя.

Правильная эксплуатация водонагревателя

Поскольку электрические водонагреватели распространены больше, мы рассмотрим их более подробно.

  • Во-первых, любое оборудование любит бережное отношение и накопительные водонагреватели не являются исключением. Принцип работы накопительного водонагревателя таков, что заставлять его постоянно трудиться на полную мощность совершенно не обязательно. Более того, делать это не рекомендуется. Если постоянно выставлять верхний предел для подогрева воды, ТЕНы могут быстро прийти в негодность. Оптимальная рекомендуемая температуры – 60 градусов.
  • Даже если вы переборщили с температурой нагрева, в устройстве сработает системы защиты от перегрева. Как только температуры воды достигнет 85%, термостат отключит ТЭН от сети. Это не значит, что агрегат больше не включиться и вода в баке остынет. Помните: есть еще и заданная вами температура. Как только вода в баке станет на 3 градуса холоднее заданного вами уровня, ТЭН начнет работать снова.
  • Поскольку ночью действует льготный тариф на электроэнергию, этим можно воспользоваться для экономии средств. Более того, многие современные модели имеют функцию экономичного нагрева. Это значит, что вода греется ночью, а днем ее температура поддерживается на минимальном уровне – т.е. 55 градусов.
  • Для безопасной работы прибора необходимо несколько элементов: во-первых, заземление. Во-вторых, редуктор, который призван компенсировать повышенное давление в водопроводной магистрали. В-третьих, предохранительный клапан, который защищает накопительный водонагреватель от излишнего давления внутри бака и при необходимости сливает воду. Наконец, в четвертых, обратный клапан, который блокирует слив воды из бака если ее подача по какой-то причине прекращается – это сделано для того, чтобы не сгорели ТЭНы. Три последних элемента называются «группой безопасности» и они не всегда идут в комплекте с основным прибором. Иногда его нужно приобретать отдельно. Некоторые производители собрали элементы из группы безопасности в одно целое для удобства его монтировки.
  • Скорость нагрева воды зависит от мощности прибора, как, впрочем, и уровень потребления электроэнергии.

При использовании воды из накопительного водонагревателя следует учесть следующее:

  • Если вода застаивается, для пищи ее лучше не использовать. Это особенно верно в тому случае, если температуры воды падала до уровня, когда в ней могли начать размножение различные бактерии.
  • Если ваш накопительный водонагреватель установлен за городом и вы используете воду из скважины, то изредка, хотя бы раз в месяц, необходимо нагревать воду до предельной температуры в целях профилактики и дезинфекции.
  • Внутренняя поверхность бака очень важна. Если ваши финансы это позволяют, выбирайте модели со специальным покрытием, например, из стеклофарфора. Благодаря нему, вода в баке остается чистой.
  • Если вы уезжаете и накопительный водонагреватель какое-то время не будет использоваться, воду надо слить. Особенно это важно, если вы уезжаете на зимний период – если при отрицательной температуре вода в баке замерзнет, это отрицательно скажется на его работе.

Ремонт водонагревателя накопительного типа – дело не самое трудоемкое, но его можно избежать, если обеспечить вашему водонагревателю регулярное техническое обслуживание. Благодаря этому можно значительным образом продлить срок жизни бака и ТЭНов. Магниевый анод рекомендуется менять ежегодно. Обеспечить техническое обслуживание должен официальный технический центр от фирмы-производителя. Важный момент: при выполнении работ по поддержанию исправного функционирования водонагревателя, в его паспорте необходимо ставить штамп. В противном случае, вам могут отказать в замене бака, если тот вдруг потечет. При покупке водонагревателя убедитесь, что вы будете иметь право на обслуживание в сервисном центре и на его доступность!

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

remkasam.ru

Как работают накопительные электрические водонагреватели

Мы расскажем вам о накопительных электрических водонагревателях, покажем конструкцию внутренних баков, расскажем, как они устроены внутри и как работают.

  1. Внешний вид водонагревателя

Внешне водонагреватель может выглядеть по-разному – может быть круглым, квадратным, овальным, плоским. Далее идёт небольшой слой теплоизоляции и внутренний бак, где греется вода.

Но как бы не выглядел водонагреватель внешне, а внутренний бак у него всегда круглый. Это необходимо потому, что вода заливается в бак под давлением, а при нагреве она ещё и расширяется, давление при этом увеличивается. Только в круглом баке давление распределяется равномерно на все стенки.

Верхнюю и нижнюю части водонагревателя, как правило, тоже делают полукруглыми. Это делается всё для тех же целей – для того, чтобы распределить давление как можно равномернее.

Давайте вкратце рассмотрим, что будет с внутренним баком, если сделать его квадратным. Когда начнёт расти давление во внутреннем баке, углы квадратного бака останутся практически неподвижными, а вот стенки бака начнут раздуваться, как шарик.

При нагреве и остывании воды давление во внутреннем баке постоянно будет меняться. От этого бак постоянно будет то надуваться, то сдуваться, и очень быстро разрушится.

Вот пример. Практически квадратный водонагреватель с закругленными краями. Однако, если заглянуть внутрь водонагревателя, то увидим, что внутренний бак, куда заливается вода, будет абсолютно круглым.

  1. Устройство внутреннего бака

Давайте рассмотрим, как устроен внутренний бак обычного вертикального классического водонагревателя. Итак, у всех водонагревателей есть вход холодной воды. Подача происходит в нижнюю часть накопительного водонагревателя.

Также в конструкции бака имеется ещё один патрубок, через который выходит горячая вода с накопительного водонагревателя.

Для того, чтобы забирать только нагретую воду, забор воды производится из верхней части бака. Для нагрева воды во всех водонагревателях устанавливается электрический тэн и гильза с погружным датчиком для измерения температуры воды.

  1. Как работает водонагреватель

Заполняем водонагреватель холодной водой.

После заполнения включаем водонагреватель, и тэны начинают греть холодную воду. По законам физики горячая вода легче холодной, поэтому накопление горячей воды в баке начинается с верхней части.

После полного прогрева до заданной температуры погружной температурный датчик даёт сигнал термостату водонагревателя выключить тэн.

  1. Универсальные водонагреватели

У некоторых моделей водонагревателей есть возможность универсального монтажа. Их можно вешать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении.

Для этого в конструкцию водонагревателя внесены кое-какие изменения. Патрубок, через который поступает холодная вода внутри бака, повёрнут вниз, патрубок, через который выходит горячая вода, повёрнут вверх. В результате холодная вода поступает в нижнюю часть водонагревателя, а отбор горячей воды происходит через верхнюю часть бака. Расположение тэнов и погружной гильзы, куда вставляется датчик, тоже будет отличаться. Если оставить их как есть, то горячая вода будет нагреваться ровно до уровня тэнов с погружным датчиком, а в нижней части бака вода останется непрогретой.

Для того, чтобы исключить такую вероятность, сами тэны и погружная гильза устанавливаются с наклоном в нижнюю часть бака.

После внесения таких изменений вода будет прогреваться полностью, и водонагреватель будет работать также, как и при вертикальной установке.

Холодная вода в водонагреватель, как правило, поступает с большим напором, и чтобы холодная вода не смешивалась с уже нагретой водой, в баке устанавливается вот такой распределитель потока:

Таким образом, холодная вода, которая поступает в бак, распределяется только в нижней части водонагревателя и практически не смешивается с уже нагретой водой.

  1. Плоские водонагреватели, их устройство и работа

Далее рассмотрим плоские водонагреватели и их устройство внутри. Для того, чтобы сделать водонагреватель плоским, производителям пришлось установить целых два круглых бака.

Внутренние баки бывают выполнены из нержавейки либо из обычной стали с защитным покрытием. Вот таким образом выглядят два внутренних бака, в данном случае из нержавейки.

В нижней части имеется вход-выход и отверстие для установки тэна. Давайте рассмотрим, как эти нагреватели устроены внутри. Как во всех водонагревателях, в них установлены один или два тэна. Вместе с тэнами устанавливается гильза для погружного температурного датчика. В данном случае всё это устанавливается во втором баке справа.

Холодная вода подаётся в первый бак, горячая выходит из второго бака. Заполняем водонагреватель холодной водой, включаем тэны.

Нагретая вода начинает накапливаться в верхней части бака, где установлены тэны.

Так как оба бака соединены между собой в верхней и нижней части, вода переливается из второго бака в первый и из первого во второй.

Таким образом, вода полностью прогревается в обоих баках. Плоские водонагреватели с двумя баками в данном исполнении можно устанавливать только в вертикальном положении. В горизонтальном положении их устанавливать нельзя, работать они не будут. Для горизонтальной установки есть отдельные модели. Конструкция их внутри немного отличается от моделей с вертикальной установкой. Вход и выход у таких моделей водонагревателя расположен в нижнем баке. Холодная вода подаётся в нижний бак, горячая забирается из верхнего бака. У некоторых моделей водонагревателей ещё имеется третье отверстие для установки магниевого анода. Тэны же расположены в нижнем баке, там же установлена и гильза для температурного датчика.

Итак, заполняем водонагреватель водой.

Заполняется сначала нижний бак, потом верхний. Включаем тэны. Вода начинает прогреваться, горячая вода начинает накапливаться в верхнем баке, потом постепенно прогревается нижний бак. Вот и всё – можно пользоваться водонагревателем.

  1. Плоские водонагреватели с универсальным монтажом

У плоских водонагревателей с двумя баками есть модели с универсальным монтажом. Их можно вешать как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. В разрезе очень хорошо видно, что у каждого бака имеется свой отдельный тэн и свой отдельный температурный датчик.

Универсальные водонагреватели имеют ещё несколько отличий по сравнению с обычными плоскими водонагревателями. Если в обычных моделях два бака соединяются между собой в верхней и нижней части, в универсальных моделях таких перемычек нет.

Вместо них идёт ещё одна трубка в первом баке сверху донизу. Трубка эта сквозная, она имеет выход в нижней части бака. Эта трубка служит выходом нагретой воды из первого бака. Далее идёт переливная трубка, которая соединяет первый и второй бак.

В работе такие водонагреватели тоже немного отличаются от простых моделей. При подаче воды в водонагреватель сначала заполняется первый бак, потом вода попадает в верхнюю часть патрубка и через переливную трубку попадает во второй бак.

После этого можно пользоваться водонагревателем. У таких водонагревателей есть очень полезная функция: можно включить только половину мощности.

Таким образом, у водонагревателя будет нагреваться только один бак. Если включить второй тэн, то вода будет прогреваться в обоих баках. Такие водонагреватели можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально. Единственное примечание: их можно разворачивать либо только вправо, либо только влево. Будьте внимательны при их выборе. Как правило, информация о том, в какую сторону можно повернуть водонагреватель, указывается в инструкции по установке. Принцип работы при горизонтальной установке практически ничем не отличается от вертикальной.

Заполняется сначала первый бак, потом второй. Точно также можно включить один тэн для половины мощности для прогрева одного бака либо полную мощность для прогрева обоих баков.

  1. Конструкция тэнов

Коротко расскажем про конструкцию тэнов, которые устанавливаются в электрические накопительные водонагреватели.

Чаще всего устанавливаются один или два тэна разной мощности.

Тэны, как правило, устанавливаются непосредственно в сам бак и имеют прямой контакт с нагреваемой водой. Бывают водонагреватели с так называемыми сухими тэнами, у которых нет прямого контакта с водой.

Такие тэны находятся в специальной защитной капсуле.

Тэн вставляется непосредственно в саму капсулу, прогревается сам тэн, потом капсула, и от капсулы, от этой гильзы, уже прогревается сама вода, которая находится в водонагревателе. Такие тэны считаются более долговечными, так как прямого контакта с водой они не имеют, и срок службы таких тэнов резко увеличивается.

Если даже такой тэн выйдет из строя, его очень легко заменить – не надо сливать воду, откручивать фланец. Тэн просто вынимается, и на его место вставляется новый.

transkribator.guru

Бойлеры электрические - принцип работы, виды, видео

Жить без горячей воды плохо. Поэтому если дом не обеспечивается централизованно горячим водоснабжением, приходится устанавливать водонагреватель. Если жилье не оборудовано отоплением от котельной, ТЭЦ или подключение к сетям аппарата для подогрева воды невозможно по различным причинам используют бойлеры электрические (хотя такое название не вполне корректно оно уже прижилось, по правилам это просто водонагреватели). Рассмотрим подробнее принципы работы бойлеров, и их разновидности.

Как работает электрический бойлер для нагрева воды?

При прохождении тока через проводник обладающий сопротивлением, согласно закону Джоуля – Ленца он нагревается (вот формула определяющая соотношение параметров значений тепловой энергии и электрического тока согласно ему — Q=R*I2, здесь Q — тепловая энергия, R – сопротивление, I – ток). Располагая проводник в воде, выделяющееся тепло передается ей.

Хотя, надо отметить, на сегодня анонсированы водонагреватели, которые работают по принципу прямой передачи энергии (через микроволновое излучение) молекулам воды, но пройдет время пока они широко распространяться.

Следует отметить, все электрические бойлеры оборудуются системами контроля над температурой, они могут быть собраны как по простейшей схеме с помощью биметаллических выключателей, или быть более сложными вплоть до применения микропроцессоров.

Также почти все нагреватели, а особенно накопительные имеют системы защиты от чрезмерного давления, чаще всего это предохранительные клапана.

Классификация

Различают две разновидности электрических бойлеров для нагрева воды:


  1. Прямоточный бойлер, вода нагревается, проходя через теплообменники, обладающие большой площадью. Такие аппараты более компактны и подают тепло сразу после включения в сеть. Однако они имеют большую удельную электрическую мощность и во многих случаях требовательны к подходящей к ним проводке и защитным устройствам.
  2. Накопительный — здесь используются нагреватели меньшей мощности (следовательно, потребляющие меньший ток). Нагрев воды происходит не в проходящем потоке, а в емкости (которая обязательно снабжается теплоизоляцией). Преимущество такого устройства не только в меньшем токе который проходит через электронагреватели, но и в том что они легко справляются с пиковыми (например утром когда вся семья принимает душ и умывается) расходами воды. Также при широко внедряющейся дифференцированной оплате за электроэнергию (в ночные часы киловатт стоит меньше), использование их оправдано по экономическим причинам — вода может нагреваться, когда электросчетчик считает по минимальному тарифу (в ночное время). К минусам накопительных электрических бойлеров можно отнести их значительные габариты. Если вам нужен такой нагреватель, обязательно разберитесь с логикой работы его систем управления. От этого, а также от качества тепловой изоляции его корпуса зависит — сколько потребляет электроэнергии бойлер.

Что такое ТЭНы

Для того чтобы окончательно понять, принцип работы электрического бойлера нужно понять, как устроен ТЭН (это более правильная аббревиатура, хотя часто используется более подходящая для произношения в славянских языках ТЕН).

Расшифровка сокращения ТЭН — трубчатый электрический нагреватель. Он представляет собой трубу (металлическую, фарфоровую, стеклянную и т.п.) в которой расположен нагревательный элемент окруженный слоем термостойкого диэлектрика.

Их геометрические размеры и форма могут быть самой разнообразной — прямые, «U» — образные, согнутые в спираль. Разъемы или резьба для подключения электрического тока могут располагаться тоже по-разному либо на одном конце трубы либо на обоих. Стоит отметить, что этот прибор был изобретен и запатентован еще в середине позапрошлого века.

Принцип работы

Кроме того, что мы рассмотрели общий принцип работы электрических бойлеров, рассмотрим их отдельные разновидности. Причем оговоримся, различие это относится не столько к типу электронагревателей, классификацию которых мы уже разобрали, а больше к особенностям конструкции. Поэтому рассмотрим, отдельные особые виды электрических бойлеров, и то, как они работают, уделим каждому небольшой абзац. Хотя эти нагреватели от стандартных типов отличаются и не сильно, для того чтобы владеть ситуацией, с ними обязательно нужно ознакомиться.

Бойлеры электрические с сухим ТЭНом

Обычно ТЕН находится непосредственно в воде, а его соединение с корпусом отделяется герметизирующими прокладками. Однако есть разновидность называемая бойлеры электрические с сухим ТЕНом, в них нагревательные элементы находятся в полостях и изолированы от контакта с водой. Эти нагреватели более безопасны (есть двойная защита от проникновения потенциала, опасного для жизни в воду, которая все-таки является проводником) и в них могут применяться более дешевые тепловыделяющие элементы.

Еще один плюс таких аппаратов — простая замена самих греющих элементов, не требуются дополнительные прокладки можно просто снять вышедший из строя ТЭН и установить новый. Причем, нет разности какая это разновидность, такие водонагреватели гораздо проще в обслуживании.

Бойлер двухконтурный электрический

Этот аппарат предназначен для нагревания воды, как с помощью электрического тока, так и с помощью систем теплоснабжения. Главная особенность которую имеет, бойлер двухконтурный электрический — это то, что в нем кроме ТЭНов располагаются еще и теплообменники для горячего водоснабжения, работающие от отопления. Такой подход позволяет обеспечить жилье горячей водой, даже в период, когда не работают котельные или теплоэлектроцентрали.

Преимущество данной системы еще и в том, что нагрев воды электричеством всегда более дорог, чем использование тепловых сетей.
Чаще всего эти устройства снабжаются системой автоматики, которая позволяет не только переключать нагревательные элементы, но и при необходимости. Причем это может быть как бойлер проточный электрический, так и аппарат, работающий по накопительному принципу. Даже  из-за того, что требуются для размещения двух типов водонагревателей большие размеры устройства, двухконтурные бойлеры чаще бывают накопительными.

Вкратце это все что можно рассказать о бойлерах греющих воду с помощью электроэнергии в небольшой статье. Хотя чтобы иметь исчерпывающую информацию об этой теме нужно постоянно следить за новинками, как в теплотехнике, так и в последних разработках электротехнических компаний. Но это уже тема для книги, а не статьи.

Видео: как правильно выбрать бойлер

glav-dacha.ru

Как функционируют бойлеры накопительного типа? Принцип работы

При отсутствии системы централизованного горячего водоснабжения или во время проведения работ по ее профилактическому обслуживанию, выходом из ситуации может стать бытовой водонагреватель. Благодаря конструктивной простоте, удобству монтажа и использования, наибольшее распространение получили электрические бойлеры накопительного типа. Их модели отличаются формой, емкостью, мощностью нагревательного элемента (ТЭНа) и порядком подключения. Особой популярностью на отечественном рынке пользуется продукция брендов Термекс и Аристон.

Оглавление:

  1. Устройство и функционирование водонагревателя
  2. Нюансы безопасной эксплуатации
  3. Основы самостоятельного монтажа, советы специалистов

Принцип функционирования и свойства

Обычный электрический водонагреватель накопительного типа представляет собой классический термос. Он состоит из внутренней колбы, ТЭНа и внешнего корпуса из металла или прочного пластика. Так как принцип работы накопительного водонагревателя заключается в максимально быстром подъеме температуры и длительной поддержке ее на нужном уровне, свободное пространство между его наружной и внутренней частью заполняется теплоизолирующим материалом, чаще всего плотным пенополиуретаном. Чем толще его слой, тем эффективнее работа и меньше энергозатраты.

Традиционный бойлер оснащается устройствами контроля и управления нагревом, а некоторые модели — переключателями мощности. Термостаты, используемые компанией Термекс, позволяют гибко регулировать температуру в диапазоне от +7 до +75 ºС, а водонагреватель Аристон имеет увеличенный верхний порог до +85 ºС. В момент достижения установленного значения, ТЭНы отключаются от электрической сети, а при остывании жидкости в накопителе — вновь включаются в работу. Практически каждый бойлер премиального уровня имеет встроенную систему защиты от замерзания. Принцип работы прибора напорного типа прост: при открытии крана смесителя, горячая вода из верхней части накопительной колбы выталкивается наружу напором холодной, поступающей снизу. Чтобы не допустить смешивания слоев с разной температурой, над подающим патрубком располагается защитный козырек.

Линейка водонагревателей Термекс предлагает расширенный выбор накопительных емкостей, объемом от 10 до 300 литров, а в модельном ряду Аристон предел — 100 литров. Чтобы воспрепятствовать развитию коррозии, производители используют различные технологии защиты внутренней колбы. В водонагреватель Аристон внедряют термостойкие эмалевые составы, а в Термекс — элементы из нержавеющей стали. Последние дополнительно покрывают биостойким стеклофарфором. Самым уязвимым местом любых накопительных баков, даже нержавеющих, являются сварные швы. К тому же, применение особо стойких сортов стали делает бойлер слишком дорогим, а производители предпочитают экономить.

Комплект безопасности

В связи с тем, что принцип работы водонагревателя связан с неблагоприятными внутренними электрохимическими процессами, для их нейтрализации используют специальный магниевый анод. Обладая более низким электрическим потенциалом (по сравнению со сталью накопителя и медью ТЭНа), он играет роль элемента, постепенно разрушающегося вместо них. В зависимости от химического состава жидкости и концентрации солей, рекомендуется менять его каждые 1–2 года. Это достаточно трудоемкая работа: необходимо отключить водонагреватель от сети, опустошить бак и демонтировать фланец, поэтому чаще всего она выполняется мастером из сервиса. Так как магниевые аноды отличаются физическими размерами и диаметром шпильки, лучше их приобретать в фирменном магазине производителя.

Для правильного функционирования накопительный электрический водонагреватель требует установки на канал подачи холодной воды группы безопасности, включающей в себя обратный и предохранительный клапаны. Работа первого — блокирование слива водонагревателя при прекращении подачи жидкости из центральной магистрали, что может привести к перегреву и выходу из строя ТЭНа. Второй выравнивает внутреннее давление в накопительной колбе, вызванное тепловым расширением. Обычно обратный и предохранительный клапаны конструктивно объединяются в единое устройство, входящее в комплект поставки.

Тонкости самостоятельной установки

Схема монтажа, а также технические условия, при которых водонагреватель накопительного типа включается в работу, указаны в сопроводительной документации производителя. Их невыполнение приводит к потере права на бесплатное гарантированное обслуживание в случае выхода системы из строя. В первую очередь надо выбрать место, где будет установлен бойлер. Главный принцип — это удобство доступа для проведения профилактического обслуживания и ремонта.

Штатная работа накопительного водонагревателя вызывает рост внутри него избыточного давления пара, который затем конденсируется и удаляется из сливного отверстия предохранительного клапана в виде капель. Ввиду этого, к нему необходимо подсоединить дренажную трубку, а ее свободный конец вывести в канализацию. Рекомендуется также установить на входе водонагревателя (накопительного) фильтр грубой или тонкой механической очистки жидкости от взвеси и мусора. При избыточной концентрации солей поможет специальный фильтр умягчения. Стандартная схема монтажа коммуникаций предполагает использование жестких полипропиленовых (диаметр 20 или 25 мм) или металлопластиковых труб (16 или 22 мм).

Не желательно выбирать гибкие резиновые шланги в металлической оплетке из-за их узкого сечения и недолговечности. Обычный бытовой водонагреватель накопительного типа, объемом до 100 л, потребляет от 1,2 до 2 кВт мощности. Если он не оборудован штатным проводом, то для подсоединения к сети рекомендуется трехжильный кабель, сечением не менее 1,5 мм2. Так как работа накопительного электрического водонагревателя связана с потенциальной опасностью поражения током, то схема его подключения подразумевает проведение отдельной силовой линии от щитка питания и оборудование ее дифференциальным автоматом или УЗО.

 

termoframe.ru

Принцип работы накопительного водонагревателя и устройство прибора

Бойлеры сегодня хорошо знакомы не только владельцам частных домов, но и городским жителям.

Домовладельцам, которые греют воду в кастрюльках, стоит присмотреться к этой технике внимательнее.

Давайте же разберем принцип работы накопительного водонагревателя и поговорим немного о разновидностях этих приборов.

Устройство накопительного водонагревателя

Накопительный водонагреватель представляет собой стальной бак с теплоизоляцией и двумя патрубками, оснащенный нагревательным элементом. В роли последнего могут выступать ТЭНы, газовые горелки или катушки из провода.

Резистивный электронагреватель (ТЭН)

Вариант, получивший наибольшее распространение.

ТЭН монтируется снизу во внутреннем пространстве бака, для чего в стенке последнего приходится проделывать отверстие.

Главным элементом резистивного нагревателя является спираль из нихрома или другого материала с высоким электрическим сопротивлением, которая при подключении к источнику тока начинает нагреваться.

По конструктивному исполнению ТЭНы делятся на две группы:

  • Мокрые: в этом варианте нагревательная спираль помещается в медную трубку, заполненную кварцевым песком. Последний выполняет функцию изолятора, предотвращающего контакт спирали с медной оболочкой. Такой ТЭН имеет доступную стоимость, но ему присуща характерная особенность: велика вероятность пробоя, в результате которого медная трубка, контактирующая с водой, окажется под напряжением. В этом случае пользователь может получить удар электротоком. Еще один недостаток мокрых ТЭНов – сравнительно большие размеры.
  • Сухие: в ТЭНах этой разновидности спираль помещается в прочную колбу из диэлектрика, так что ее контакт с наружной оболочкой абсолютно исключается. Соответственно, устраняется риск получить электротравму во время пользования горячей водой. Также из-за более компактных размеров появляется возможность установить в водонагревателе два ТЭНа, повысив тем самым его надежность.
Наиболее надежными (с точки зрения электробезопасности), прочными и термостойкими являются сухие ТЭНы, корпуса которых выполнены из силиката магния, также называемого стеатитом.

Каркас такого нагревателя является наборным. Он не боится перегрева и не может провоцировать электрохимическую коррозию стенок бака, как обычные ТЭНы.

Газовая горелка

При оснащении водонагревателя газовой горелкой целостность бака не нарушается, что полностью исключает возможность протечек.

Еще один плюс – более низкая стоимость газа по сравнению с электричеством.

Но эксплуатация такого прибора допускается только при наличии дымохода (обычный вентканал для этой роли не годится) и хорошей приточной вентиляции.

Газовые водонагреватели уступают электрическим в плане безопасности. Во-первых, наличие пламени обуславливает риск возникновения пожара, во-вторых, газ при сбое в системе автоматики может попасть в помещение и стать причиной отравления людей или взрыва.

Катушка из провода

Собственно, этот элемент не является нагревателем. Он генерирует высокочастотное переменное магнитное поле, которое наводит в корпусе бака вихревые токи. Они-то и вызывают нагрев стальных стенок. Такой нагрев называется индукционным. В промышленности он применяется достаточно давно, но бытовые водонагреватели на его основе пока большого распространения не получили.

Элементом, отвечающим за включение и отключение нагревателя, является терморегулятор. Благодаря ему, процесс нагрева воды в бойлере происходит автоматически. Участие пользователя требуется только для настройки температуры на шкале терморегулятора.

Несколько элементов накопительного водонагревателя объединены в так называемую группу безопасности:

  1. Обратный клапан: устанавливается на вводе (входной патрубок бойлера расположен снизу и помечен синим цветом). Врезка запорной арматуры между этим элементом и водонагревателем не допускается. Задача обратного клапана – препятствовать истечению воды из бойлера в магистраль холодного водоснабжения при отсутствии в ней давления. Таким образом, бак всегда остается заполненным, что исключает возможность перегрева нагревательного устройства.
  2. Редуктор: этот механизм также устанавливается со стороны ввода холодной воды. Благодаря редуктору давление в емкости накопителя всегда поддерживается в допустимых пределах независимо от того, каким оно является в водопроводной сети.
  3. Предохранительный клапан: если давление в баке все же оказалось выше предельно допустимой величины (в большинстве случаев это 6 атм, реже – 9 атм), часть жидкости будет выпущена через предохранительный клапан. Это явление может быть вызвано не только аварийными, но и некоторыми штатными ситуациями, поэтому бить тревогу при виде подтекающего клапана не следует. На его сопло нужно надеть резиновую или полимерную трубку подходящего диаметра (например, от системы для капельниц), и вывести ее в любую емкость.

Такую емкость приходится периодически опорожнять, что не очень удобно. Если есть возможность, дренаж лучше вывести в сливной бачок унитаза.

Схема устройства накопительного газового водонагревателя

Важным элементом бойлера, оборудованного ТЭНом, является магниевый анод. Как известно, на металлических поверхностях, контактирующих с горячей водой, со временем образуются солевые отложения, в обиходе именуемые накипью. Наросты такого рода обладают теплоизолирующими свойствами.

Если ими будет покрыта поверхность ТЭНа, он будет хуже греть воду и может выйти из строя из-за перегрева. Магниевый анод, устанавливаемый внутри бойлера, как раз и предотвращает такие явления. Он притягивает молекулы солей к собственной поверхности, вследствие чего ТЭН остается чистым.

Магниевый анод подвержен износу. По мере эксплуатации его поверхность становится все более рыхлой и через определенное время эту деталь приходится менять. Как долго может прослужить магниевый анод – зависит от качества воды. Производители рекомендуют выполнять замену ежегодно.

Специалисты рекомендуют производить замену магниевого анода только в том случае, если бойлер стал явно хуже греть воду или при включении ТЭНа раздается шипение.

Если же устройство работает нормально, его лучше оставить в покое. Известно немало случаев, когда водонагреватели отлично работали без замены магниевого анода в течение 15-ти и более лет.

Накопительный водонагреватель электрический — принцип работы

Входной патрубок бойлера подключается к трубе ХВС (через тройник), а выходной – к трубе, питающей «горячую» сторону смесителей.

После включения прибора ТЭН нагревает воду и отключается, как только ее температура достигнет заданного предела – срабатывает термореле.

При падении температуры вследствие остывания или поступления холодной воды нагреватель снова включится.

Нагретая вода поднимается вверх, откуда через выходной патрубок поступает к потребителям.

Чем отличается принцип работы горизонтальных и вертикальных приборов?

Оба устройства работают абсолютно одинаково, разница заключается только в компоновке: горизонтальный бойлер подходит для помещений, где из-за недостатка места разместить вертикальный нельзя.

Особенность модели горизонтального типа состоит в том, что она занимает наименее востребованное человеком пространство. Ее можно разместить под самым потолком, на полу под умывальником или же в нише. Таким образом, прибор, несмотря на весьма солидный объем, остается практически незаметным.

Что стоит выбрать?

Если помещение, в котором предполагается установить бойлер, не является слишком тесным, лучше выбрать вертикальный водонагреватель.

Дело в том, что горизонтальный бойлер весьма неудобен в эксплуатации: открыв кран, пользователь сначала получает достаточно горячую воду, но буквально через минуту ее температура заметно понижается.

Это объясняется тем, что поступающая в бойлер холодная вода легко перемешивается с верхним горячим слоем из-за близкого расположения последнего.

Нагревателю вертикального типа эти недостатки не свойственны, поэтому температура воды на «горячей» стороне смесителя остается стабильной долгое время.

Если вы предпочитаете горизонтальный бойлер, выбирайте модель с теплообменником – такие аппараты греют воду гораздо быстрее обычных. А вот нагревателей с боковым расположением ТЭНа, напротив, следует избегать.

Перед установкой водонагревателя нужно правильно выбрать место для монтажа, а также знать нюансы подключения прибора к водопроводу и электросети. Как подключить проточный водонагреватель, читайте в статье.

Что такое индукционный водонагреватель, вы узнаете в этом блоке.


microklimat.pro

Как работает бойлер: основные моменты

Накопительный водонагреватель — это прибор, который предназначен для обеспечения бесперебойной подачи горячей воды. Накопительный водонагреватель имеет множество преимуществ перед своим проточным аналогом: он потребляет меньше электроэнергии, не требует прокладки специальной электропроводки, обеспечивает доступ к солидному запасу воды в любое время. Перед покупкой такого оборудования важно разобраться в особенностях его устройства и узнать, как работает бойлер.

Таблица выбора объема накопительного водонагревателя.

Из чего состоит водонагреватель?

Бойлер накопительного типа можно установить на даче, в коттедже, загородном доме, городской квартире. Это оборудование позволяет существенно сэкономить на коммунальных платежах и избежать проблем, связанных с сезонным прекращением подачи горячей воды.

Изучив принцип работы накопительного водонагревателя, вы получите ответы на все имеющиеся вопросы и сможете выбрать такой прибор, который лучше всего подойдет именно для вашей ситуации. Схема накопительного бойлера представлена на Рис. 1.

Понять, по какому принципу работает накопительный бойлер, можно лишь полностью разобравшись в особенностях его устройства (см. Рис. 2).

Рис.1. Схема накопительного бойлера.

На современном рынке доступен большой выбор водонагревателей от самых разных производителей, однако каждый из них состоит из набора определенных элементов, а именно:

  • наружный корпус, который может быть сделан из пластика или высококачественной стали;
  • внутренний бак, для изготовления которого может использоваться нержавеющая сталь и стеклофарфор, может быть нанесено титановое напыление;
  • слой теплоизоляционного материала, уложенного между наружной и внутренней частью устройства, обычно используется пенополиуретан;
  • ТЭН — нагревательный элемент бойлера, главная задача которого заключается в переработке электрической энергии в тепловую, за счет чего и обеспечивается подогрев воды;
  • система для крепления бака к стене, представляет собой пластину с несколькими отверстиями;
  • трубки отвода холодной и подачи горячей воды;
  • магниевый анод, который защищает внутренний бак от коррозии;
  • термометр, уведомляющий пользователя о температуре жидкости;
  • регулируемый термостат, благодаря которому обеспечивается подогрев и поддержание температуры воды на нужном уровне;
  • индикаторная лампочка, которая свидетельствует об активной работе водонагревателя.

Рис.2. Принцип работы накопительного бойлера.

Водонагреватели бывают разных типов. Каждый конкретный тип может иметь свои индивидуальные особенности. К примеру, в настоящее время становятся очень популярными накопительные бойлеры с сухим ТЭНом. Особенность такого водонагревателя в том, что его ТЭН заключен в специальную колбу, которая защищает его от накипи. Нагревательный элемент не контактирует с водой, за счет чего он и получил такое название. Водонагреватель напольного типа в отличие от настенного бойлера не имеет системы крепления.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы водонагревателя: основные моменты

Существует три основные разновидности водонагревателей. В зависимости от типа конструкции их делят на горизонтальные, вертикальные и универсальные модели. Разница заключается не только в особенностях расположения емкости, но и в принципах функционирования оборудования. Ознакомиться с особенностями установки бойлера вы можете на Рис. 3.

В водонагревателе вертикального типа трубы располагаются особым образом. Так, труба, предназначенная для забора холодной воды, находится внизу водонагревателя. Эта труба имеет рассекатель, который обеспечивает распределение воды по всему баку. Плотность горячей воды изменяется, в результате чего она поднимается в верхнюю часть бака, где по трубке подачи поступает к пользователю. Перемешивание горячей и холодной воды исключено.

Рис.3. Установка бойлера.

Благодаря этому появляется возможность беспрерывного использования бойлера при одновременном доборе им холодной жидкости и ее нагреве. Именно по причине особого расположения трубок вертикальный водонагреватель нельзя устанавливать горизонтально. Поставить его так можно, но следует быть готовым к тому, что производительность бойлера в этом случае снизится в два раза.

При помощи термостата пользователь может установить нужную ему температуру воды. Термостат соединен с нагревательным элементом. При перегреве воды он отключает ТЭН. Если вода начнет падать ниже установленного уровня, термостат включит ТЭН и вода подогреется до нужной температуры.

Очень важным моментом является теплоизоляция бойлера.

Утеплитель играет очень важную роль. Благодаря ему температура воды продолжительное время сохраняется на нужном уровне, что позволяет экономить электричество.

Именно благодаря теплоизоляции накопительный бойлер является наиболее экономичным. В случае отключения оборудования от электросети температура воды будет снижаться не более чем на 8°С в день. Так что даже при отсутствии электричества накопительный водонагреватель сможет обеспечивать пользователей теплой водой. После возобновления подачи электроэнергии нагрев воды возобновится в автоматическом режиме.

Схема работы проточно-накопительного водонагревателя.

Автоматически осуществляется в водонагревателе и спуск давления. В трубке подачи воды устанавливается клапан. После того как разница давления в системе подачи воды и внутри бака достигает максимально допустимого уровня, этот клапан открывается и минимизирует разницу. Помимо этого данный клапан позволяет избавиться от воды в баке в случае отключения холодного водоснабжения.

Таким образом, вкратце механизм работы вертикального накопительного бойлера выглядит следующим образом: в емкость поступает холодная вода, после чего термостат включает ТЭН и она подогревается до заданной температуры. По мере расходования жидкости водонагреватель добирает ее из системы водоотведения, после чего она опять подогревается до требуемой температуры.

Обращать внимание на водонагреватели горизонтального типа нужно в том случае, если для установки вертикального не хватает места. Этот прибор имеет несколько другую схему работы. Из-за особенностей конструкции предотвратить смешивание горячей воды с холодной невозможно. Придется постоянно регулировать температуру поступающей жидкости при помощи смесителя, что доставляет множество неудобств.

Вернуться к оглавлению

Рекомендации по выбору и использованию водонагревателя

Таблица, для ориентировки времени нагрева воды до 50°C в электрическом накопительном водонагревателе, в зависимости от объема бака в бойлере.

Перед тем как купить какую-то конкретную модель бойлера, нужно определиться с местом его установки и доступным пространством. Помимо этого важно рассчитать приблизительный расход воды. Отталкивайтесь от того, что человеку в сутки нужно порядка 50-70 л горячей воды. Если у вас небольшая семья из 2-3 человек, вам вполне будет достаточно бака емкостью до 200 л. Если же бойлером будет регулярно пользоваться 3-4 человека, то лучше присмотреться к напольным моделям емкостью от 300 л. Подберите для установки водонагревателя место, расположенное как можно ближе к точке забора теплой воды.

Бойлер может быть закрытого и открытого типа. Устройства открытого типа будут обеспечивать водой всего одну конкретную точку водозабора (душ, ванну и т. д.). К прочности такого оборудования не предъявляется серьезных требований, они могут быть изготовлены даже из пластмассы. Бойлер закрытого типа сможет обеспечить подогретой жидкостью сразу несколько точек водозабора. Такие агрегаты изготавливаются из прочных и основательных материалов (углеродистой стали, меди и т. д.).

Схема подключения накопительного бойлера косвенного нагрева.

Оборудование, внутренняя поверхность которого покрыта стеклофарфором, имеет более доступную стоимость, однако важно не забывать о том, что такое покрытие плохо переносит постоянное температурное воздействие и через какое-то время непрерывной эксплуатации может растрескаться. Поэтому куда целесообразнее покупать водонагреватели, внутренняя поверхность которых защищена нержавейкой или титановой эмалью. Подобный бойлер стоит заметно дороже, но это в полной мере компенсируется сроком его службы. Если вы решили установить именно такой водонагреватель, регулярно проверяйте места сварки на предмет протечек.

Самая распространенная и важная проблема любого бойлера — это накипь, которая со временем оседает на внутренней поверхности бака и нагревательном элементе. Очень важно регулярно чистить водонагреватель при помощи специально предназначенных для этого средств. В целях увеличения срока службы водонагревателя проводите регулярный осмотр и по необходимости замену магниевого анода. Это нужно делать не реже чем 1 раз в 2 года. Соблюдайте эти несложные правила, и ваш бойлер будет исправно выполнять свои функции в течение многих лет.

Вернуться к оглавлению

Основные различия между накопительным и проточным бойлером

Нагрев воды в бойлере.

Чтобы до конца разобраться в особенностях работы накопительного бойлера, нужно сравнить его с проточным аналогом. В накопительном водонагревателе осуществляется нагрев определенного объема жидкости, соответствующего объему бака. В случае же с проточным аппаратом нагреется ровно такой объем воды, который за один раз потратит пользователь, т. е. вода подогревается в режиме реального времени.

Накопительный водонагреватель, по сравнению со своим проточным аналогом, для подогрева одинакового объема жидкости израсходует меньше электроэнергии. Это является очень большим преимуществом. Среди недостатков можно отметить более внушительные габариты.

Таким образом, принцип работы современных водонагревателей предельно прост, что делает их достаточно экономичными и производительными. Новейшие модели бойлеров оснащаются системами электронного управления, что позволяет эффективно работать с ними даже людям, абсолютно не разбирающимся в технике.

1popechi.ru