Как работает водонагреватель накопительный – Устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды: как работает накопительный водонагреватель

Водонагреватель накопительный — как работает, как выбрать

Чтобы не отказывать себе в комфорте во время летнего отключения горячей воды, жители квартир и обладатели загородных домов покупают водонагреватель. Наибольшую популярность получил электрический водонагреватель накопительный, поскольку эти устройства более  безопасны в эксплуатации и менее «прожорливы» по сравнению со своими проточными «собратьями».  Попробуем разобраться в принципе действия накопительного водонагревателя и как его выбирать.

Как работает водонагреватель накопительный

Итак, сложные технические процедуры выполнены: бойлер купили, установили и подключили к водопроводной и электрической сетям. Рассмотрим процессы, происходящие внутри водонагревателя.

1. Набор воды происходит через входную трубку. Под давлением жидкость поступает во внутренний бак, где нагревается и хранится до того момента, как нам потребуется горячая вода. Именно поэтому приборы с баком называют накопительными.

Попав в резервуар, вода начинает греться. Её подготовка происходит благодаря ТЭНу – нагревательному элементу. Их может быть сразу два: в этом случае процесс нагрева значительно ускоряется. Например, в POLARIS STREAM IDF V/H установлены ТЭНы мощностью 1000 Вт и 1500 Вт. Когда пользователь выбирает один из трёх режимов работы, электроника запускает нужный нагревательный элемент: в «экономичном» включается ТЭН мощностью 1000 Вт (30 л за 1 час 55 мин.), в «стандартном» – 1500 Вт (30 л за 1 час 18 мин.), а в «ускоренном» задействованы сразу оба (30 л за 44 мин.).

С помощью панели управления можно задать необходимую температуру нагрева от 40 до 75°С. В более современных приборах встроен LED-дисплей, отображающий текущие параметры работы. Если в модели предусмотрена функция «отложенного старта», то вы сможете нагреть воду, например, к возвращению с работы. Для этого следует установить таймер на нужное время. При достижении заданной температуры встроенный термостат автоматически отключает нагревательный элемент.

Вода, хранящаяся в баке водонагревателя, активно вступает во взаимодействие с разными химическими элементами, поэтому резервуар должен быть надёжным, устойчивым к коррозии и разрушению внутренних и внешних элементов. Поэтому в изготовлении водонагревателей широкое распространение получила нержавеющая сталь. Её механические свойства позволяют производить прочные, но тонкостенные баки. Благодаря их малому весу снижается нагрузка на крепления. К примеру, в современных моделях POLARIS используется высококачественная сталь AISI 304. Хром, входящий в её состав, образует прочный антикоррозионный защитный слой.

Дополнительной преградой на пути электрохимической коррозии во время нагрева прибора становится специальное покрытие бака – например, биостеклоэмаль COLOROBBIA. Этот материал устойчив к воде любого качества, в том числе богатой железом и азотом. Он не влияет на свойства воды, даже если водонагреватель не использовался несколько дней.

Одно из слабых мест приборов – сварные швы бака, так как именно они в наибольшей степени подвержены коррозионным процессам. И чтобы продлить срок службы бойлера, нужно внимательно изучить технологии, используемые производителем, и оценить их. Так, чтобы обеспечить герметичность сварных швов баков STREAM от POLARIS, в производстве используются роботы. Такое решение позволяет минимизировать количество брака. Применяемая при этом особая вольфрамовая сварка обеспечивает защиту швов от коррозии.

2. После окончания процесса нагрева оборудование находится в режиме поддержания температуры: электроника включает ТЭН, когда вода остывает ниже заданного показателя.

Чтобы на постоянный подогрев воды не тратилось много энергии, между внешней и внутренней частями бака бойлера предусмотрен слой теплоизоляции. Благодаря ему бойлер часто сравнивают с термосом. Чем толще слой и равномернее структура изоляции, тем экономичнее водонагреватель. Например, в моделях POLARIS применяется пенополиуретан CCS III (Closed Cell Structure III – полимер с закрытой клеточной структурой третьего поколения). Этот современный материал не деформируется под действием перепадов температур, возникающих при нагреве и остывании воды в баке. Этим пенным материалом заполняется полость бойлера между внешним корпусом и внутренним. А чтобы обеспечить равномерность слоя, производители используют специальное оборудование. Оно гарантирует водонагревателю качественную теплоизоляцию без уплотнений или пузырей.

3. В тот момент, когда мы открываем кран, горячая вода поступает из бака водонагревателя через специальную выходную трубку. В то же время, под действием давления в водопроводе, снизу в резервуар набирается новая порция холодной. Конструкция водонагревателя обеспечивает забор воды из верхней части бака, где сохраняется горячий пласт. Но в некоторых водонагревателях под напором входящей струи слои перемешиваются. Из-за этого, моясь в душе, приходится постоянно крутить кран, добавляя напор горячей воды. Предотвратить это неудобство помогает специальная технология подачи холодной воды в бойлер. Специальный рассекатель струи снижает напор потока, поступающего в бак. В результате вода набирается равномерно, образуя два слоя: сверху – горячий, а снизу – холодный. Смешения не происходит. Холодная вода плавно вытесняет нагретую воду наверх. И до тех пор, пока она не закончится в баке, из крана будет течь вода постоянной температуры.

4. Водонагреватели бывают разного объёма: модели на 5-15 литров – как правило, используются на кухне, на 30-150 л – подойдут для душа, на 200-400 л – применяются, когда нужно подключить сразу мойку, душ и ванну. Ещё одним важным фактором выбора модели служит количество людей, проживающих в квартире или приезжающих на дачу. Так, для семьи из трёх человек, использующих водонагреватель только в ванной комнате, подойдёт бойлер ёмкостью 80 литров. Если выбрать меньший объём, то после принятия душа одним-двумя домочадцами последнему придётся подождать, пока нагреется новая порция воды. Но часто приходится жертвовать комфортом  и покупать маленький водонагреватель, чтобы уместить его в небольшом помещении. Решением проблемы могут стать компактные модели с баком плоской формы.

Как защищен электрический водонагреватель

Одной из причин широкого распространения электрических водонагревателей в квартирах и загородных домах стала высокая степень безопасности приборов, которую обеспечивает комплекс защитных устройств.

• Электрозащиту от повреждений сети (а также при незначительных повреждениях оболочки ТЭНа или электроизоляции) обеспечивает устройство защитного отключения (УЗО), которым комплектуются водонагреватели некоторых производителей – например, POLARIS.

• Перегрев воды (в случае выхода из строя штатного термостата) контролирует
  резервное устройство, отключающее ТЭН при превышении предела в 95 градусов.
• В случае включения водонагревателя без воды срабатывает биметаллический размыкатель, который защитит водонагреватель от пожара.
• Защитный клапан предотвращает последствия скачков давления воды в водопроводе. Через него излишки воды стравливаются обратно в подводящие трубы.

Защитный клапан

• Чтобы дополнительно защитить стенки и швы бака от повреждений, в накопительном водонагревателе устанавливается специальный стержень. Он выполнен из материала, который вступает в реакцию с кислородом гораздо активнее железа. Таким образом, стержень «перетягивает» на себя коррозию со стального бака. На этом же стержне откладываются соли, содержащиеся в воде. В ходе эксплуатации он окисляется и полностью разрушается, поэтому требует замены примерно раз в год.

Многоэтапная защита делает водонагреватели абсолютно безопасными, несмотря на соседство в нём воды и электричества. Залогом же приятной и многолетней эксплуатации являются технологии, применяемые производителем, а также следование потребителя рекомендациям по регулярному обслуживанию. Современные материалы и дополнительные полезные опции, встроенные в эти приборы, позволяют настроить их в соответствии с собственным ритмом жизни и потребностями.

cookeda.com

Принцип работы накопительного электрического водонагревателя

Несмотря на кажущуюся простоту водонагревателя накопительного типа, в его конструкции используется множество оригинальных технических решений, позволяющих устройству надежно и эффективно функционировать. Вместе с тем бойлер работает на очень простом физическом законе, согласно с которым слои с разной температурой имеют различную плотность и не смешиваются между собой. Рассмотрим принцип работы накопительного водонагревателя подробнее, чтобы понять, как законы физики помогают повысить комфорт в нашем доме.[contents h3 h4]

Конструкция водонагревателя

Чтобы понять принцип действия бойлера, необходимо иметь представление о том, как устроен прибор и как функционируют отдельные его части.

Кожух и внутренний бак

Водонагреватель накопительного типа состоит из пластикового или стального корпуса (кожуха), внутри которого установлен стальной бак для воды. Пространство между кожухом и внутренней емкостью заполнено теплоизоляционным материалом, в качестве которого чаще всего используется вспененный полиуретан. Такая технология позволяет устройству сохранять температуру воды в течение длительного времени.

Сегодня на рынке представлены приборы самого разного размера и формы

Внутренний бак во избежание коррозии покрывают специальным стеклофарфоровым покрытием. Такой защитный слой имеет схожий со сталью температурный коэффициент расширения, поэтому не растрескивается и не отслаивается при перепадах температур внутри емкости. Кроме того, гладкая поверхность бака защищает внутреннюю часть от образования накипи и скапливания грязи.

Некоторые модели водонагревателей оснащаются емкостями из нержавеющей стали либо имеют титановое покрытие. Это позволяет увеличить срок службы устройств, но значительно повышает их стоимость.

Внутри бака установлены патрубки для подачи и отвода воды. Более длинный «горячий» патрубок установлен с учетом расстояния до наиболее прогретого водяного слоя. На «холодной» трубке смонтирован рассекатель, замедляющий струю входящей воды во избежание перемешивания слоев.

Электрические компоненты

Нагрев воды в бойлере осуществляется при помощи трубчатого электронагревателя (ТЭНа). Мощность нагревательного элемента зависит от объема бака и составляет от 1,2 до 6 кВт. В отдельных случаях устанавливаются несколько ТЭНов для повышения производительности водонагревателя при сохранении его экономичности.

ТЭН и анод, смонтированные на фланце

Нагревательный элемент устройства смонтирован на съемном фланце. Такая конструкция предоставляет возможность не только быстро отремонтировать прибор в случае поломки, но и производить профилактические мероприятия.

Чаще всего на фланце также закрепляется и магниевый анод, защищающий внутренние металлические части от коррозии, а также монтируется термореле и термостат. Эти элементы служат для управления нагревом, а также защищают нагреватель от перегрева.

Водонагреватели премиум-класса кроме основных элементов имеют и электронный блок управления, позволяющий реализовать дополнительные сервисные функции.

Группа безопасности

Для того чтобы давление внутри электрического бойлера не превысило критическое, каждый водонагреватель оснащается предохранительным клапаном. Этот элемент производит сброс давления при его превышении свыше установленного значения. С помощью предохранительного клапана осуществляется и сброс излишков воды, образующихся при расширении жидкости во время ее нагрева.

Один из вариантов исполнения группы безопасности

Эксплуатация водонагревателя без такого клапана запрещена, так как при выходе из строя терморегулятора критическое повышение давления может привести к взрыву.

Часто предохранительный клапан выполняют в одном корпусе с клапаном обратным. Такое решение уменьшает размер устройства, хоть и весьма спорно с точки зрения надежности.

Как работает и действует водонагреватель

Как уже говорилось ранее, принцип действия бойлеров накопительного типа основан на перемещении более горячего водяного слоя вверх, в то время как холодная вода имеет более высокую плотность и занимает нижнюю часть бака.

Во время первичного включения водонагревателя ТЭН подогревает жидкость до температуры, при которой контакты термостата размыкают электрическую цепь. Инверсии нагретой воды в подающую магистраль препятствует обратный клапан, поток жидкости через который возможен только в одну сторону.

Составные части накопительного водонагревателя

При открывании расходного крана на мойке или в ванной верхний слой горячей воды начинает поступать к потребителям через «горячий» патрубок. Соответственно давление внутри бака начинает падать, поэтому холодная вода из водопровода устремляется внутрь емкости.

Смешиванию нагретой жидкости холодным водяным потоком препятствует установленный на входном патрубке рассекатель, распределяющий струю с одновременным снижением ее скорости. Таким образом, холодная вода распределяется в нижней части прибора, именно там, где установлен ТЭН. При снижении температуры контакты терморегулятора замыкаются, и нагреватель вновь подключается к электрической сети. Именно так работает электрический бойлер в штатном режиме.

В случае использования в конструкции водонагревателя нескольких ТЭНов, при резком снижении температуры внутри бака вследствие большого водоразбора, в работу включаются все нагреватели. Именно поэтому такие бойлеры обладают повышенной производительностью. Если же температура воды снижается медленно (вследствие естественного остывания), то при достижении порогового значения температуры автоматика включает только один электронагреватель. Такой алгоритм работы существенно снижает время, необходимое для приготовления очередной порции горячей воды, а также способствует более высокой экономичности изделия.

Критическое повышение давления внутри бойлера (как правило, более 6-7 атмосфер), связанное с повышенным давлением в магистральном водопроводе или выходом из строя термостата, вызывает срабатывание предохранительного клапана, жесткость пружины которого рассчитана на номинальную величину. В этом случае произойдет «разгерметизация» трубопровода горячего водоснабжения и часть воды или пара будет удалена в канализацию посредством шланга, установленного на патрубок защитного клапана. При снижении давления до номинального уровня тарелка предохранительного клапана будет прижата к его седлу с помощью рабочей пружины и герметичность «горячей» магистрали будет восстановлена.

Подробное видео о принципах работы накопительного водонагревателя смотрите ниже:

При установке накопительного электрического водонагревателя важно придерживаться всех требований производителя. Только в таком случае можно рассчитывать на эффективную, надежную, а главное, безопасную работу прибора.

all-for-teplo.ru

Водонагреватели накопительные: принцип работы

Проблема отсутствия горячего водоснабжения имеет достаточно широкое распространение в большинстве наших городов. Даже там, где оно в принципе есть, случаются периоды, когда горячая вода в кране попросту отсутствует. Накопительный водонагреватель – это приемлемое решение данной проблемы. Существуют и другие типы водогрейного оборудования, но в данной статье мы рассмотрим именно водонагреватели накопительные: принцип работы этих устройств, особенности эксплуатации, обслуживания и ремонта. Эти устройства могут работать от сжигания газа, от электричества и даже от солнечной энергии, главное, чтобы они соответствовали, предъявляемым к данному типу бытовых приборов требованиям.

Требования к накопительному водонагревателю

Чтобы убедиться, в том, что накопительный водонагреватель является именно тем прибором, который вам необходим, нужно рассмотреть его главные отличительные особенности. Собственно, это:

• Способность обеспечить снабжение квартиры или дома достаточно большим объемом (от 10 до 1000 литров) горячей воды, но не мгновенно, так как на ее нагревание до требуемой температуры требуется определенное время, чаще всего от 20 минут и выше.
• Способность бесперебойно подавать горячую воду сразу в несколько точек. Например, кран с горячей водой можно одновременно открыть на кухне и в ванной, что не повлияет на работоспособность прибора. В случае проточного водонагревателя это никак невозможно. Вместе с тем стоимость накопительных устройств несколько выше, чем проточных.
• Принцип работы водонагревателя накопительного типа таков, что он способен нагревать большой объем воды до достаточно высоких (около 55-80 градусов) температур. В процессе работы, вначале происходит разогрев воды до нужной температуры, после чего осуществляется ее поддержание путем постоянного подогрева. На эти цели тратится определенное количество энергии тоже.
• Может быть подключен к электрической сети без каких-либо условий, в связи с тем, что не имеет особых требований ни к мощности напряжения, ни к надежности электропроводки. Может быть подключен к водопроводной магистрали, при этом не требуя наличия высокого давления внутри нее. Если в качестве источника энергии для нагрева воды используется природный газ, то к источникам газоснабжения такой нагреватель способен подключаться обычной гибкой подводкой для газа.
• При всем при этом водонагреватели накопительного типа могут нуждаться в частом техническом обслуживании, а иногда и в ремонте.
• Накопительный водонагреватель, как правило, занимает достаточно большой полезный объем, что особенно характерно для моделей с большим баком.
• Нельзя использовать в пищу воду из накопительного водонагревателя, в отличие от проточного.

Самый обычный водонагреватель накопительного типа с электрическим нагревом

Каково устройство водонагревателя

Итак, как мы установили, принцип работы водонагревателя накопительного типа заключается в том, что воде сначала передается тепловая энергия, которая приводит к ее разогреванию, а в дальнейшем тепловой поток снижается и остается на уровне, достаточном для поддержания требуемой температуры. В проточном же устройстве вода нагревается при прохождении через нагревательные элементы. Поэтому на выходе она имеет значительно меньшую температуры, чем у накопительного, хотя, нагрев до нее происходит очень быстро.

Накопительные водонагреватели имеют следующее устройство:

• Емкость, которая наполняется водой из водопроводной системы под давлением. Ее размер бывает различным от 10 до 100 л.
• Внешний корпус, под которым имеется толстый слой теплоизоляции.
• Электрический нагревательный элемент (ТЭН) либо магниевый анод. В случае газового варианта — дымоходные трубы и газовая горелка. Это «сердце» устройства, которое собственно и обеспечивает нагревание воды в баке.
• Патрубок для подачи холодной воды из системы и патрубок для выхода горячей воды из прибора. Он часто снабжен предохранительным клапаном, которые открывается при превышении давления в водонагревателе.
• Электронный блок управления, который получает сигналы от термодатчиков и регулирует работу всего прибора. На нем же имеются кнопки для ручного выставления параметров нагрева, среди которых максимальная температура и скорость разогрева воды.

Принцип действия накопительного водонагревателя основан на особенностях термоса. Большой бак с нагретой до высокой температуры водой заключен в кокон из теплоизоляционного материала, который обеспечивает минимальную потерю калорий. В результате остывание происходит очень медленно. Полный бак может остыть до комнатной температуры после выключения прибора только через 2 – 3 суток. Это позволяет пользоваться горячей водой даже при выключении электроэнергии.

Схема устройства водонагревателя накопительного типа

При остывании воды до определенной температуры, ТЭНы включаются, и она вновь нагревается. Чтобы горячая вода не смешивалась с холодной, и температура не понижалась быстро, в водонагревателе накопительного типа всегда предусмотрено следующее: холодная вода, поступающая в бак снизу, вытесняет горячую воду. Ее забор из емкости происходит напротив сверху. Таким образом гарантируется однородность температуры воды, которая поступает в кран из водонагревателя.

Правила эксплуатации водонагревателя

Поскольку электрические водонагревающие устройства распространены гораздо шире, мы рассмотрим именно их более подробно. Понятно, что любое оборудование нуждается в бережном отношении. Не исключение и накопительные водонагреватели. Принцип работы этого устройства таков, что не стоит заставлять его работать постоянно на полную мощность. Это может привести к достаточно быстрому выходу из строя ТЭНов, либо срабатывании защитного реле, для включения которого придется вызывать мастера. Оптимальная достаточная температура – это 60 градусов. Для ее достижения нужно пользоваться всеми ТЭНами. Это не сильно повышает расход электроэнергии, зато делает их износ более равномерным.

Большинство моделей отключаются автоматически при нагреве до 85%, а включение произойдет только после ее некоторого остывания, если не сработает защита. По ночам действует льготный тариф на пользование электроэнергией, что позволяет экономить средства при оптимальном выборе режима нагрева. Ведь днем прибор можно отключать. Все равно вода в нем не остынет до самого вечера. Осуществляемый в ночное время нагрев воды будет стоить уже в два раза дешевле. Некоторые современные модели уже снабжены функцией экономичного нагрева. Ее суть в том, что вода греется ночью, а днем только происходит поддержание ее температуры на минимально допустимом уровне – т.е. 55 градусов.

Схема подключения накопительного водонагревателя к внутриквартирному водопроводу

Чтобы работа прибора была полностью безопасной, необходимо несколько простых элементов: во-первых, обычное заземление. Во-вторых, защитный редуктор, который нужен для компенсации повышенного давления в водопроводной сети. В-третьих, предохранительный клапан, защищающий водонагреватель от слишком высокого давления внутри. Он при необходимости просто сливает воду. В-четвертых, обратный клапан, блокирующий выход воды из бака если ее подача вдруг прекращается – это нужно для того, чтобы не вышли из строя ТЭНы. Три последних перечисленных элемента называются производителем «группой безопасности» и они не обязательно идут в комплекте с основным устройством. Часто их нужно приобретать отдельно. Бывает, что некоторые производители собирают все три компонента в один блок, что позволяет осуществлять более удобный монтаж. Скорость нагрева воды в устройстве напрямую зависит от мощности самого прибора, как и уровень потребления электрической энергии.

Как выбрать накопительный водонагреватель в зависимости от количества членов семьи

Если вы используете воду из накопительного водонагревателя, то учтите следующие важные моменты:

• Если вода в баке застаивается, для пищи ее использовать ни в коем случае нельзя. Это особенно опасно, когда температуры воды падала до такого уровня, когда в ней могли зародиться и начать размножение различные болезнетворные бактерии.
• Если ваше накопительное водонагревательное устройство установлено за городом, и вы используете обычную воду из скважины, то хотя бы раз в месяц, нужно нагревать воду до максимальной температуры в целях дезинфекции и профилактики.
• Очень важно состояние внутренней поверхности бака. При наличии достаточных финансов лучше выбрать модель, имеющую специальное покрытие, например, из стеклофарфора. Оно обеспечит чистоту воды в баке, независимо от времени ее нахождения там.
• Если вы на долго уезжаете, и водонагреватель накопительного типа какое-то время не будет эксплуатироваться, воду обязательно надо слить. Тем более это важно, если вы уезжаете на всю зиму. Ведь замерзание воды внутри бака ни к чему хорошему не приведет. Это просто выведет прибор из строя полностью и ремонту он уже подлежать не будет.

Особенности ремонта накопительного водонагревателя

Ремонт накопительного водонагревателя не очень трудоемок, так как в нем отсутствуют движущиеся части. Однако и его можно успешно избежать, если обеспечить водонагревателю регулярное и качественное техническое обслуживание. Благодаря этому видится возможным значительным образом увеличить срок жизни самого бака и ТЭНов. Магниевый анод требуется менять ежегодно. Обеспечением технического обслуживания должен заниматься официальный технический центр от той фирмы-производителя, водонагреватель которой вы приобрели. Важный момент: при выполнении всех регламентных и ремонтных работ по поддержанию исправного функционирования устройства, в его паспорте требуется ставить штамп. Иначе, вам могут внезапно отказать в замене бака, в случае его протечки. При покупке того или иного водонагревателя необходимо достоверно убедиться, что вы будете иметь полное право на обслуживание в сертифицированном сервисном центре и на его доступность в вашем городе. В противном случае стоит выбрать другую модель и производителя устройства.

Многообразие проточных водонагревателей

Таким образом, приобретение накопительного водонагревателя более предпочтительно, чем проточного, если горячее водопотребление в домовладении достаточно высокое. Запасы горячей воды в нем позволят не только помыть посуду, но и помыться всей семье в воде с комфортной температурой.

stroyvopros.net

Принцип действия водонагревателя накопительного: его работа

Принцип действия накопительного нагревателя основан на постепенном нагревании воды, что позволяет экономно потреблять электроэнергию. Народное название такого водонагревателя — бойлер, он способен нагревать воду до температуры 55-75 градусов и работает в автоматическом режиме. Это универсальное оборудование, которое может быть установлено и эксплуатироваться в любом помещении.

Преимуществами накопительного водонагревателя являются: небольшое электропотребление и использование данного оборудования несколькими водозаборными точками одновременно.

Разновидности водонагревателей

Промышленные модели имеют более высокие мощность и производительность. Обычно они используются на производствах, где требуются большие объемы горячей воды.

Бытовые модели имеют меньшую мощность, но они более экономичные и предназначены для применения в квартирах и частных домах, где есть система водоснабжения.

По типу энергоносителя водонагреватели делятся на:

• электрические;
• газовые;
• комбинированные;
• жидкотопливные;
• твердотопливные;
• солнечные.

Самыми распространенными энергоносителями, которые используются для нагрева воды, являются газ и электричество.

Реже в качестве источника топлива используется твердое или жидкое топливо, а также солнечная энергия.

Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа.

Вернуться к оглавлению

По принципу работы

• проточного типа — вода нагревается, проходя через нагревательный элемент. Такое оборудование обеспечивает постоянную подачу горячей воды, основная их характеристика — мощность нагревательного элемента;
• накопительного типа — вода нагревается в накопительном баке. Такой водонагреватель действует по принципу термоса, основная его характеристика — емкость бака;

Водонагреватели накопительного типа имеют большие размеры, чем модели проточного типа.

Вернуться к оглавлению

По типу подключения

• открытого типа, могут обслуживать только одну точку. Здесь при открытии крана холодная вода выталкивает горячую воду и сразу поступает в бак;
• закрытого типа — могут обслуживать несколько точек. В баке поддерживается постоянное давление, равное давлению в водопроводе.

Вернуться к оглавлению

Электрический накопительный водонагреватель

Принцип работы накопительного водонагревателя.

Принцип действия электрического водонагревателя основан на том, что вода нагревается до установленной температуры, а затем поддерживается на указанном уровне в автоматическом режиме. Еще одним преимуществом водонагревателя является то, что холодная вода в него поддается под давлением, и горячая вода выдается под таким же напором.

Наиболее экономически выгодным режимом работы водонагревателя считается температура 60-65 градусов. Такой температуры достаточно для того, чтобы пользователь чувствовал себя комфортно, а тепловые потери значительно ниже, чем при работе на полную мощность.

От чего зависит скорость нагрева воды:

• от мощности нагревательного элемента. Если емкость водонагревателя меньше 150 л, то используются ТЭНы мощностью 1,2 — 2,0 кВт. Для тех моделей, емкость которых больше, требуются более мощные нагревательные элементы, но принцип действия у всех водонагревателей одинаковый;
• от емкости водонагревателя, обычно чем она больше, тем дольше будет нагреваться вода.

Если у вашего накопительного бойлера объем 100 л и в нем установлен ТЭН мощностью 1,5 кВт, то для нагрева воды до максимума потребуется 3 часа 45 минут, для водонагревателя с таким же ТЭНом, но емкостью 22 л, всего 22 минуты.

Вернуться к оглавлению

Устройство электрического бойлера

Схема подключения бойлера.

На сегодняшний день дизайнерские решения водонагревателя могут быть самыми разнообразными. Есть вертикальные, горизонтальные, круглые, плоские модели, но любой бойлер работает по типу термоса. Внутренний бак, в котором находится вода, и корпус водонагревателя отделяет слой теплоизоляционного материала, это позволяет эффективно сохранять воду в горячем состоянии.

Основные части накопительного бойлера:

• нагревательный элемент;
• термостат — прибор, который позволяет в автоматическом режиме поддерживать заданную температуру воды, он периодически включает и отключает ТЭН;
• магниевый анод предназначен для защиты внутреннего бака с водой от коррозии;
• предохранительный и обратный клапаны, обычно они идут в одном корпусе, предохраняют конструкцию от избыточного давления и ТЭН от перегорания при отсутствии воды.

Вернуться к оглавлению

Конструкция внутреннего бака

В качестве материала для внутреннего бака может быть использована нержавеющая сталь или углеродистая сталь с эмалевым покрытием и другими покрытиями, защищающими его от коррозии.

Указанный элемент является основным в конструкции накопительного бойлера. Работает внутренний бак при высоких температурах, давлении, а также подвержен коррозии. В основном все конструкции бойлеров неразборные, поэтому срок службы накопительного бойлера в основном зависит от срока службы внутреннего бака. Более длительный срок службы имеют модели, у которых бак выполнен из нержавеющей стали, но они более дорогие.

Конструкция наружного корпуса может быть выполнена из пластмассы или эмалированной стали. Кроме того, что это корпус водонагревателя, он также выполняет и эстетическую функцию.

Толщина теплоизоляционного слоя в большинстве моделей составляет от 2 до 3 см, в основном для этих целей используется вспененный пенополиуретан.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки накопительного электрического водонагревателя

Схема устройства водонагревателя косвенного нагрева.

Преимущества:

• небольшая мощность нагревательных элементов, поэтому нет необходимости устанавливать отдельную проводку;
• к одному бойлеру можно подключать несколько точек водозабора;
• водонагреватель может быть установлен на значительном расстоянии от точки забора воды;
• наличие смесителя позволяет получать воду необходимой температуры, не меняя напор воды;
• простота использования.

Недостатки:

• значительные габаритные размеры, что надо учитывать при установке;
• если вода полностью используется, то для ее нагрева потребуется некоторое время.

Проточно-накопительный водонагреватель

Особенностью указанного типа является то, что в таком водонагревателе есть небольшой бак. Есть возможность регулировать мощность нагревательного элемента, и таким образом он может использоваться как нагреватель проточного или накопительного типа. Наличие небольшого бака позволяет постоянно иметь определенный запас горячей воды. Если возникает необходимость, то такое оборудование можно использовать для постоянной подачи горячей воды.

Для квартиры или дома лучшим вариантом является использование накопительного электрического водонагревателя. Это простой прибор, который позволит в вашем доме всегда иметь горячую воду и не зависеть от централизованного горячего водоснабжения.

Вернуться к оглавлению

Газовые проточные водонагреватели

Схема проточного газового водонагревателя.

Газовые колонки работают по тому же принципу, что и электрические водонагреватели, основной их характеристикой является мощность, чем она выше, тем выше производительность водонагревателя.

Газовые колонки бывают с электро-, пьезорозжигом и HydroPower. Колонки с пьезорозжигом запускаются вручную, для этого надо нажать кнопку. Колонки с электророзжигом запускаются автоматически, после того как открывают кран с горячей водой.

Если газовая колонка HydroPower, то ток для розжига вырабатывает турбина, а она приводится в действие потоком воды, поэтому электричество или батарейку подключать не надо. Газовые накопительные водонагреватели менее распространены, это связано со сложностью их установки.

1poteply.ru

Как работает электрический водонагреватель

Чтобы не отказывать себе в комфорте во время летнего отключения горячей воды, жители квартир и обладатели загородных домов покупают водонагреватель. Наибольшую популярность получил электрический водонагреватель накопительный, поскольку эти устройства более  безопасны в эксплуатации и менее «прожорливы» по сравнению со своими проточными «собратьями».  Попробуем разобраться в принципе действия накопительного водонагревателя и как его выбирать.

Как работает водонагреватель накопительный

Итак, сложные технические процедуры выполнены: бойлер купили, установили и подключили к водопроводной и электрической сетям. Рассмотрим процессы, происходящие внутри водонагревателя.

1. Набор воды происходит через входную трубку. Под давлением жидкость поступает во внутренний бак, где нагревается и хранится до того момента, как нам потребуется горячая вода. Именно поэтому приборы с баком называют накопительными.

Попав в резервуар, вода начинает греться. Её подготовка происходит благодаря ТЭНу – нагревательному элементу. Их может быть сразу два: в этом случае процесс нагрева значительно ускоряется. Например, в POLARIS STREAM IDF V/H установлены ТЭНы мощностью 1000 Вт и 1500 Вт. Когда пользователь выбирает один из трёх режимов работы, электроника запускает нужный нагревательный элемент: в «экономичном» включается ТЭН мощностью 1000 Вт (30 л за 1 час 55 мин.), в «стандартном» – 1500 Вт (30 л за 1 час 18 мин.), а в «ускоренном» задействованы сразу оба (30 л за 44 мин.).

С помощью панели управления можно задать необходимую температуру нагрева от 40 до 75°С. В более современных приборах встроен LED-дисплей, отображающий текущие параметры работы. Если в модели предусмотрена функция «отложенного старта», то вы сможете нагреть воду, например, к возвращению с работы. Для этого следует установить таймер на нужное время. При достижении заданной температуры встроенный термостат автоматически отключает нагревательный элемент.

Вода, хранящаяся в баке водонагревателя, активно вступает во взаимодействие с разными химическими элементами, поэтому резервуар должен быть надёжным, устойчивым к коррозии и разрушению внутренних и внешних элементов. Поэтому в изготовлении водонагревателей широкое распространение получила нержавеющая сталь. Её механические свойства позволяют производить прочные, но тонкостенные баки. Благодаря их малому весу снижается нагрузка на крепления. К примеру, в современных моделях POLARIS используется высококачественная сталь AISI 304. Хром, входящий в её состав, образует прочный антикоррозионный защитный слой.

Дополнительной преградой на пути электрохимической коррозии во время нагрева прибора становится специальное покрытие бака – например, биостеклоэмаль COLOROBBIA. Этот материал устойчив к воде любого качества, в том числе богатой железом и азотом. Он не влияет на свойства воды, даже если водонагреватель не использовался несколько дней.

Одно из слабых мест приборов – сварные швы бака, так как именно они в наибольшей степени подвержены коррозионным процессам. И чтобы продлить срок службы бойлера, нужно внимательно изучить технологии, используемые производителем, и оценить их. Так, чтобы обеспечить герметичность сварных швов баков STREAM от POLARIS, в производстве используются роботы. Такое решение позволяет минимизировать количество брака. Применяемая при этом особая вольфрамовая сварка обеспечивает защиту швов от коррозии.

2. После окончания процесса нагрева оборудование находится в режиме поддержания температуры: электроника включает ТЭН, когда вода остывает ниже заданного показателя.

Чтобы на постоянный подогрев воды не тратилось много энергии, между внешней и внутренней частями бака бойлера предусмотрен слой теплоизоляции. Благодаря ему бойлер часто сравнивают с термосом. Чем толще слой и равномернее структура изоляции, тем экономичнее водонагреватель. Например, в моделях POLARIS применяется пенополиуретан CCS III (Closed Cell Structure III – полимер с закрытой клеточной структурой третьего поколения). Этот современный материал не деформируется под действием перепадов температур, возникающих при нагреве и остывании воды в баке. Этим пенным материалом заполняется полость бойлера между внешним корпусом и внутренним. А чтобы обеспечить равномерность слоя, производители используют специальное оборудование. Оно гарантирует водонагревателю качественную теплоизоляцию без уплотнений или пузырей.

3. В тот момент, когда мы открываем кран, горячая вода поступает из бака водонагревателя через специальную выходную трубку. В то же время, под действием давления в водопроводе, снизу в резервуар набирается новая порция холодной. Конструкция водонагревателя обеспечивает забор воды из верхней части бака, где сохраняется горячий пласт. Но в некоторых водонагревателях под напором входящей струи слои перемешиваются. Из-за этого, моясь в душе, приходится постоянно крутить кран, добавляя напор горячей воды. Предотвратить это неудобство помогает специальная технология подачи холодной воды в бойлер. Специальный рассекатель струи снижает напор потока, поступающего в бак. В результате вода набирается равномерно, образуя два слоя: сверху – горячий, а снизу – холодный. Смешения не происходит. Холодная вода плавно вытесняет нагретую воду наверх. И до тех пор, пока она не закончится в баке, из крана будет течь вода постоянной температуры.

4. Водонагреватели бывают разного объёма: модели на 5-15 литров – как правило, используются на кухне, на 30-150 л – подойдут для душа, на 200-400 л – применяются, когда нужно подключить сразу мойку, душ и ванну. Ещё одним важным фактором выбора модели служит количество людей, проживающих в квартире или приезжающих на дачу. Так, для семьи из трёх человек, использующих водонагреватель только в ванной комнате, подойдёт бойлер ёмкостью 80 литров. Если выбрать меньший объём, то после принятия душа одним-двумя домочадцами последнему придётся подождать, пока нагреется новая порция воды. Но часто приходится жертвовать комфортом  и покупать маленький водонагреватель, чтобы уместить его в небольшом помещении. Решением проблемы могут стать компактные модели с баком плоской формы.

Как защищен электрический водонагреватель

Одной из причин широкого распространения электрических водонагревателей в квартирах и загородных домах стала высокая степень безопасности приборов, которую обеспечивает комплекс защитных устройств.

• Электрозащиту от повреждений сети (а также при незначительных повреждениях оболочки ТЭНа или электроизоляции) обеспечивает устройство защитного отключения (УЗО), которым комплектуются водонагреватели некоторых производителей – например, POLARIS.

• Перегрев воды (в случае выхода из строя штатного термостата) контролирует резервное устройство, отключающее ТЭН при превышении предела в 95 градусов.
• В случае включения водонагревателя без воды срабатывает биметаллический размыкатель, который защитит водонагреватель от пожара.
• Защитный клапан предотвращает последствия скачков давления воды в водопроводе. Через него излишки воды стравливаются обратно в подводящие трубы.

Защитный клапан

• Чтобы дополнительно защитить стенки и швы бака от повреждений, в накопительном водонагревателе устанавливается специальный стержень. Он выполнен из материала, который вступает в реакцию с кислородом гораздо активнее железа. Таким образом, стержень «перетягивает» на себя коррозию со стального бака. На этом же стержне откладываются соли, содержащиеся в воде. В ходе эксплуатации он окисляется и полностью разрушается, поэтому требует замены примерно раз в год.

Многоэтапная защита делает водонагреватели абсолютно безопасными, несмотря на соседство в нём воды и электричества. Залогом же приятной и многолетней эксплуатации являются технологии, применяемые производителем, а также следование потребителя рекомендациям по регулярному обслуживанию. Современные материалы и дополнительные полезные опции, встроенные в эти приборы, позволяют настроить их в соответствии с собственным ритмом жизни и потребностями.

www.electronics-review.ru

Как работает накопительный водонагреватель: особенности и преимущества

Водонагреватель является самым рациональным вариантом для тех, у кого в доме есть сложности с горячим водоснабжением. Это относится и к тем, у кого отсутствует возможность подключиться к горячему водоснабжению. Устройство накопительного водонагревателя, также как и проточного — это довольно сложная система, выбор и установку которой рекомендовано доверять специалистам.

Подключение водонагревателя накопительного типа к домашним коммуникациям.

На сегодняшний день известны два типа электрических водонагревателей:

• проточный;
• накопительный.

В проточном водонагревателе вода нагревается моментально. Отличительной чертой такого агрегата являются его небольшие размеры.

Принцип работы накопительного водонагревателя.

Но для его работы обязательна индивидуальная электропроводка, так как проточный водонагреватель обладает высокой мощностью. Достоинство прибора заключается в простоте управления. К тому же в большинстве современных моделей предусмотрен автоматический водозабор.

Накопительные водонагреватели отличаются надежностью и простотой устройства. Для изготовления некоторых моделей используется нержавеющая сталь, и хотя они стоят несколько дороже, такие водонагреватели служат намного дольше. Для увеличения срока эксплуатации остальных моделей используются самые различные методы борьбы с коррозией. С этой целью они покрываются титановой эмалью или стеклофарфором.

Чтобы понять, как данный агрегат работает, нужно знать принцип действия накопительного водонагревателя. Данный агрегат в своей конструкции имеет емкость, в которой осуществляется нагрев воды. Работает электрический водонагреватель по принципу термоса, то есть сначала вода нагревается до необходимой температуры, чаще всего это не более 5°С, после чего посредством термостата она поддерживается на заданном уровне.

Особенности конструкции накопительного водонагревателя

Схема устройства накопительного водонагревателя.

Принцип работы водонагревателя накопительного типа предъявляет особые требования к теплоизоляции бойлера. Поэтому чем толще слой теплоизолирующего материала бака, тем меньше будет тратиться энергии, необходимой для поддержания заданной температуры воды. Во внутренней части накопительного бака установлен теплообменник. Он выдерживает давление воды, достигающее до 10 бар. Корпус такого агрегата оборудован элементами управления мощностью нагрева воды.

Электрический накопительный водонагреватель представляет собой емкость, оборудованную ТЭНами изнутри и защитной облицовкой снаружи. Термостат предоставляет возможность включать и отключать ТЭНы, что способствует поддержанию необходимой температуры жидкости. Сразу после того как температура воды достигнет заданного уровня, происходит автоматическое подключение подогрева воды. Что касается времени ее разогрева, то здесь огромную роль играют возможности сети электропитания.

Большинство моделей накопительных водонагревателей укомплектованы специальной системой защиты от замерзания. Это позволяет не опускаться температуре воды ниже 5°С.

Вернуться к оглавлению

Преимущества накопительного водонагревателя и советы по их выбору

Электрический накопительный водонагреватель обладает рядом преимуществ, которые отличают эти приборы от газовых установок. Среди них стоит выделить:

• большую мощность теплообменника;
• отсутствие необходимости устройства дымохода для отвода продуктов горения;
• отсутствие камеры сгорания, что значительно упрощает техническое обслуживание.

В устройство большинства современных моделей нагревателей, работающих от электросети, входит режим ночного нагрева воды.

Перед покупкой электрического водонагревателя необходимо уточнить основные параметры, которые требуются для правильной эксплуатации агрегата. Крепление большинства таких моделей осуществляется посредством специальных кронштейнов. При этом они могут крепиться к стене в горизонтальном и вертикальном положениях. Устройство горизонтальных приборов позволяет устанавливать их в труднодоступных местах помещения.

В отличие от проточных водонагревателей, накопительные можно совместить с индивидуальным водопроводом посредством насоса, задача которого заключается в заборе воды из колодца или скважины.

На накопительный бойлер оказывают разрушающее действие сразу несколько факторов:

Таблица выбора объема накопительного водонагревателя относительно количества проживающих дома.

• резкие перепады температуры;
• агрессивные вещества;
• высокое давление.

Поэтому при выборе электрического нагревателя необходимо учитывать, чтобы бойлер имел антикоррозийное покрытие, способное защитить его от разрушающих воздействий.

Что касается мощности водонагревателя накопительного типа, то она полностью зависит от емкости его бака. Сегодня на рынке можно встретить бойлер емкостью от 5 до 500 л:

• бойлер объемом ото 5 до 15 л способен справиться только с мойкой или умывальником;
• нагреватель емкостью бака от 30 до 50 л используется для душа;
• бойлер объемом от 80 до 150 л позволит помимо душа принимать полноценную ванну.

Важно! Если бойлер планируется использовать часто, то лучше всего приобретать более вместительный бак с большой мощностью. Но при этом использовать его не на температурном максимуме.

Вернуться к оглавлению

Особенности подключения водонагревателя накопительного типа

Для самостоятельной установки водонагревателя накопительного типа необходимо подготовить следующие материалы и инструменты:

Схема подключения накопительного водонагревателя к водоснабжению.

• водонагреватель;
• гибкие шланги подводки;
• шаровые краны;
• трубы;
• силиконовая трубочка;
• перфоратор;
• молоток;
• разводной ключ.

Устройство накопительных водонагревательных приборов подразумевает подведение к нему электричества от щитка. При этом нельзя допускать, чтобы к этой же линии были подключены другие приборы.

Что касается автоматического выключателя, то такой водонагреватель отлично работает, если сила его тока будет не более 16 А.

Для защиты людей от электротравмы в электрическую цепь встраивают устройство защитного отключения (УЗО) на 30 мА. Но чтобы избежать накапливания большого количества автоматики в щитовой, достаточно установить дифференциальный автоматический выключатель.

Если планируется установка водонагревателя большой емкостью, с целью экономии электроэнергии нужно установить счетчик с двойным тарифом.

Бойлер, оборудованный программным обеспечением, позволяет производить нагрев воды в часы низкого тарифа. Например, если нагреть воду ночью, утром она еще будет горячая, а в дневное время достаточно будет подогреть по мере расхода.

Поделитесь полезной статьей:

bezsantexnika.ru

Принцип работы накопительного водонагревателя

Выбор водонагревателей на рынке огромен, но их видов, с технической точки зрения, не так уж и много. В частности, по способу движения нагреваемого теплоносителя они делятся на:

• проточные водонагреватели;
• накопительные водонагреватели;
• проточно-накопительные водонагреватели.

Источников тепла для нагреваемой воды достаточно много. Ими могут быть электрический ТЭН, газовая колонка, солнечный коллектор, твердотопливный котел, тепловой насос и тому подобное.

Читайте также: Принцип работы электрического проточного водонагревателя

Как работает накопительный водонагреватель

По сути, принцип работы накопительного водонагревателя прост. В емкости находится теплоноситель, а также нагревательный элемент или конструкция. Вода нагревается и подается в место потребления.

Холодная вода подается в емкость снизу. Там она постепенно нагревается и движется вверх под давлением холодной воды. Так как у нагреваемой воды плотность уменьшается, слои с разной температурой не перемешиваются. То есть в верхней части накапливается только горячая вода, которая через расположенную там трубку и отбирается потребителем.

Одним из основных условий работы накопительного водонагревателя является то, что емкость постоянно должна быть заполнена водой. То есть подача холодной воды равняется расходу горячей воды. Для этого в трубопроводе, через который подается холодная вода, должно быть достаточное давление. Подача и расход обязательно регулируются и контролируются, в противном случае может выйти из строя нагревательный элемент, если он электрический. Если в емкости находится теплообменник, то без нагреваемой воды он попросту будет расходовать энергию впустую. Поэтому предусмотрено отключение источника тепла, если емкость пустая. За контроль ее наполненности отвечают специальные регуляторы.

Существуют также накопители с послойным нагревом теплоносителя. Они отличаются от описанных выше отсутствием естественной циркуляции воды. Нагревательные элементы находятся в верхней части емкости. Суть таких водонагревательных приборов в том, что можно в считанные минуты получить горячую воду у сливного патрубка. Вода, находящаяся ниже, нагревается постепенно.

Чтобы увидеть работу накопительного водонагревателя, следует посмотреть размещенное под статьей видео.

Как устроен накопительный водонагреватель

Накопительный водонагреватель в простейшем виде представляет собой металлический бак определенной емкости, источник тепла, блок управления и несколько патрубков, по которым поступает холодная вода и выводится горячая.

Если источником тепла служит газовый, твердотопливный, электрический или другой котел, а также солнечный коллектор, тепловой насос и тому подобное, используют водонагреватель с трубчатым теплообменником внутри. По трубчатому теплообменнику движется теплоноситель, в основном это тоже вода. Теплоноситель отдает тепло нагреваемой воде, охлаждается и выводится из бака на нагрев.

Бак представляет собой емкость, достаточно прочную для того, чтобы выдержать давление находящейся в нем нагреваемой воды. Также обычно бак защищают разными способами от коррозии, если он произведен из стального листа. С целью экономии тепла баки накопительных водонагревателей делают максимально теплоизолируемыми.

Блок управления и контроля предоставляет собой набор датчиков и приборов, позволяющих выбирать и контролировать температуру нагреваемой воды, температуру подаваемого теплоносителя, а также расход холодной и горячей воды. С помощью специальных приборов контролируется наполненность бака водой. Если бак пустой или наполнен недостаточно, работа водонагревателя прекращается.

Разница между электрическим и другими накопительными водонагревателями

Принципиальная разница между электрическим и другими накопительными водонагревателями состоит в виде нагревающего элемента в баке. В электрическом устройстве установлен термоэлектронагреватель (ТЭН), в остальных – трубчатый теплообменник.

На практике эта разница выражается в конструкции, электрический вариант легче по весу. Термоэлектронагреватель без воды в баке может попросту перегореть, тогда как с трубчатым теплообменником ничего не случится. Но такое возможно только в случае выхода автоматики из строя. Если приборы водонагревателя находятся в рабочем состоянии, они отключат устройство при отсутствии воды в баке.

Читайте также: Глубина залегания по российским регионам водоносного слоя

Бренды и прочее

Рынок предлагает огромный выбор накопительных и проточно-накопительных водонагревателей. Наиболее популярными у потребителей традиционно являются модели Аристон, Термекс и тому подобное. Ценовой диапазон традиционно широкий.

Следует отметить, что рынок заполонен и подделками, поэтому приобретать дешевое устройство сомнительного происхождения не рекомендуется.

Накопительный водонагреватель – прибор простой по принципу действия, но достаточно эффективный.

canalizacii.ru