Принцип работы водонагревателя электрического: Устройство и принцип работы бойлера | Полезные статьи

Содержание

Принцип работы водонагревателя

1. Как устроены электрические бойлеры
2. В чём отличия электрических бойлеров от газовых
3. Принцип работы водонагревателя
Купить требуемые материалы
Статьи по теме

Связанные разделы каталога: Водонагреватели

Народное название водонагревателя — бойлер. Они есть в частных домах и квартирах, хозяева которых устали от плановых отключений горячей воды. В этом и заключается главное преимущество водонагревателей: возможность не зависеть от коммунальных систем.

Задавались ли вы вопросом, как работает водонагреватель, из каких частей он состоит, каково его устройство?

Рассказываем!

Как устроены электрические бойлеры

Любой электрический водонагреватель — это накопительный бак и наружный корпус, между которыми находится пенополиуретановый термоизоляционный слой. Слой не даёт нагретой воде остывать и экономит энергию на повторное разогревание. Пенополиуретан обладает прекрасными теплосберегательными свойствами: он может поддерживать воду горячей до 2 суток подряд.

Через патрубки холодная вода заливается в бак, а горячая — выходит из него. В стандартную конструкцию входят сухие или мокрые нагревательные элементы, температурные датчики, клапаны обратного слива и защита от повышенного давления. Корпус водонагревателя крепится к стене на кронштейны.

Сухие нагревательные элементы находятся внутри покрытого термоэмалью блока, а мокрые непосредственно взаимодействуют с водой. Срок службы сухих моделей немного дольше.

Ещё одна важная часть конструкции — магниевый анод, который устанавливается для уменьшения риска коррозии металлических деталей. Магниевый анод — стержень, не дающий накипи оседать на важных элементах бойлера. Весь коррозионный «удар» он берёт на себя, постепенно покрываясь ржавчиной и слоем накипи. Срок его службы — около 3–5 лет, после чего его нужно заменить.

Внешний бак обычно делается из нержавеющей или эмалированной стали, причём эмаль берётся специальная — устойчивая к температурным перепадам и жару.

В чём отличия электрических бойлеров от газовых

Принцип примерно такой же, но есть и различия: вместо нагревательных элементов внутри газового бойлера находится горелка, в конструкции предусмотрены газоход, газовый блок, автоматика, регулирующие и контролирующие элементы. Несмотря на дешевизну и доступность газа, этот вид топлива взрывоопасен, поэтому любой работающий на нём прибор требует серьёзных систем безопасности.

Принцип работы водонагревателя

Накопительный водонагреватель — просто большой термос. Через патрубок в бак заливается холодная вода, которая нагревается внутри с помощью газовой горелки или нагревательных элементов. Термодатчик фиксирует, когда вода достигает нужной температуры, и отключает нагрев. Вода остаётся горячей благодаря термоизоляции.

Так выглядит принцип работы прямого водонагревателя, а есть ещё косвенные, «змеевики», — вода в них разогревается за счёт других агрегатов, например, котлов.

Современные бойлеры устроены так, что при сливе некоторого количества горячей воды в бак немедленно поступает холодная. Включается нагреватель, и вода постепенно достигает нужной температуры. После этого цикл повторяется.

Принцип работы водонагревателей довольно прост — все накопительные модели работают примерно так, как описано выше.

Купить требуемые материалы

Водонагреватели42

устройство, плюсы и минусы, правила эксплуатации.

Накопительный водонагреватель – это сравнительно небольшая ёмкость, в которой, или реже под ней находится источник подогрева. Эти устройства могут устанавливаться в любых помещениях – от жилых до производственных. Работа возможна как от газа, так и от электросети.

Содержание статьи

Принцип работы накопительного водонагревателя
Устройство накопительного водонагревателя электрического
Плюсы и минусы накопительного устройства
Правила эксплуатации водонагревателя электрического

Принцип работы накопительного водонагревателя

Принцип работы у всех водонагревателей одинаков, основан на косвенном подогреве воды до определённой температуры, которая поступает из водопровода в бак.

ВАЖНО! Самым комфортным считается режим работы при температурах в диапазоне от 60 до 65°С. Это обеспечивает низкий уровень теплопотерь, чем при работе устройства на полных мощностях.

Весь принцип работы можно описать следующим образом. Изначально холодная вода под давлением поступает в бак, внизу находится ТЭН, который начинает её нагревать. После того как вода нагрелась, она подымается вверх бака, а снизу прогревается следующая порция холодной. И таким образом происходит постепенный прогрев всей ёмкости бака. Когда вода полностью нагрелась до необходимой температуры, срабатывает термостат, ТЭН автоматически отключается.

Вода заданной температуры будет находиться в баке до тех пор, пока потребители не включат горячую воду на кухне или в ванной. В это время будет происходить водозабор в верхней части бака с одновременным поступлением новой порции холодной воды снизу, опять-таки сработает термостат и заново будет осуществляться нагрев воды. Так циклично работает водонагреватель. Благодаря данному принципу естественной циркуляции и обеспечивается равномерный прогрев в баке. Однако для прогрева водонагревателя по всему объёму потребуется некоторое время.

Устройство накопительного водонагревателя электрического

Самым главным в конструкции является ТЭН, благодаря которому и происходит нагрев воды. Внешний кожух служит для защиты водонагревателя, после него идёт слой теплоизоляции, необходимый для экономии электроэнергии. Если производителем предусмотрена хорошая теплоизоляция, то вода может оставаться тёплой до 2 суток. Традиционными материалами для теплоизоляции служит жёсткий вспененный полиуретан либо поролон. Если нужно обогревать воду в больших количествах, то теплоизоляции поставляется отдельно от бака, что позволяет увеличить рабочий объём.

ВАЖНО! При производстве за основу конструкции водонагревательной ёмкости берут нержавеющую сталь или углеродистую сталь с эмалевым покрытием. Эти материалы являются самыми практичными, успевшими зарекомендовать себя с хорошей стороны после длительной эксплуатации.

К основным элементам устройства относят:

внешний кожух;
слой теплоизоляции;
водонагревательная ёмкость;
рассекатель;
вход холодной воды;
выход горячей воды;
погружная трубка датчика;
магниевый анод;
ТЭН (элемент для нагревания).

ВАЖНО! Дополнительно к бойлеру советуют покупать для установки редуктор давления воды. Благодаря этому прибору, вода подаётся не такой большой струёй во время мытья посуды или принятия душа, соответственно расход в разы меньше, то есть получается экономить.

Плюсы и минусы накопительного устройства

К основным плюсам следует отнести:

работает на небольших мощностях, поэтому нет необходимости в отдельной проводке;
можно использовать горячую воду одновременно и с кухни, и с ванны;
простота эксплуатации;
можно устанавливать на определённом расстоянии от точки забора воды;
наличие защитной функции от перегрева, при достижении крайнего значения температуры, срабатывает автоматика;
чтобы получить необходимую температуру, нет надобности менять напор, поскольку в комплектации предусмотрен смеситель.

Среди минусов следует выделить:

размеры габаритов, которые могут занимать много места, что нужно учитывать при планировке жилья;
после того как вода полностью израсходовалась, чтобы нагреть следующую партию, потребуется время.

ВАЖНО! Для удобства эксплуатации лучше использовать термостат для плавной регулировки температуры.

Правила эксплуатации водонагревателя электрического

Чтобы обеспечить безопасность, эффективность, надёжность эксплуатации, продлить срок службы используемого устройства нужно придерживаться рекомендаций производителя. При этом не только в ходе эксплуатации, но и на этапе установке. Нужно в точности соблюдать все пункты в инструкции. Например, если сказано о заземлении, то это нужно сделать в обязательном порядке. Правильная эксплуатации также позволит сократить энергетические затраты.

Частые включения и выключения будут способствовать быстрому износу автоматики, поэтому при ежедневной нужде в горячей воде, лучше вообще не отключать электропитание. Также это рационально и из других соображений – если в баке всё время горячая вода, то он будет в меньшей степени подвержен коррозии. Оптимальной температурой для нагревания считается значение выше 55˚С, таким образом вы предупреждаете развитие бактерий плесени на стенках бака и в воде.

После покупки устройства, возникает вопрос его установки. Даже если вы имеет опыт в подобных работах или наблюдали за установкой раньше и уверены в своих силах, лучше обратиться за помощью к специалисту. Это убережёт от возможных проблем в будущем. После установки специалист также должен сделать первый пробный запуск и убедиться в правильности подключения.

Водонагреватель может использоваться в местностях с разными условиями, и если приходиться иметь дело с жёсткой водой, то рекомендуют перед бойлером поставить фильтр. В помещениях с повышенной влажностью (бани, сауны) во время установки нужно проследить, чтобы конденсат пара не попадал на устройство.

Функция термостата электрического водонагревателя

Среди новых типов водонагревателей, доступных сегодня, обычный бак-нагреватель по-прежнему наиболее популярен. Из этих накопителей горячей воды примерно половина работает на газе, а другая половина — на электричестве. Любой сантехник скажет вам, что электрические водонагреватели проще всего установить, но не все знают, как починить один из них, когда он сломается.

Ежегодно в Америке мы будем заменять около 1,5 миллиона водонагревателей просто потому, что они не работают должным образом. Сколько из этих агрегатов можно было бы отремонтировать, продлив тем самым срок их службы? В этой статье мы определим основные компоненты электрического водонагревателя, объясним, как они работают вместе, чтобы обеспечить дом горячей водой, и опишем, что можно сделать для повышения производительности с помощью термостата электрического водонагревателя.

Элементы водонагревателя

Устройство, которое преобразует электричество в тепло внутри водонагревателя, называется элементом. По сути, это электрический резистор. Когда электричество проходит через элемент, он сильно нагревается. Поскольку элемент погружен в воду, он передает тепло воде до тех пор, пока она не достигнет определенной температуры (обычно 120 градусов).

Элементы имеют различную форму для повышения их производительности и долговечности, а также размеры в зависимости от мощности. Самый распространенный размер — 4500 Вт, также доступны версии на 3500 и 5500 Вт. Эти размеры не являются взаимозаменяемыми, а указаны на паспортной табличке каждого водонагревателя.

Термостаты электрических водонагревателей

Верхний термостат является основным элементом управления для большинства водонагревателей. Он управляет как верхними, так и нижними элементами. Термостат – это, по сути, переключатель, активируемый температурой. Когда термостат определяет, что температура воды ниже заданного значения, он активирует один из элементов в ответ на этот «запрос тепла».

Способ, которым термостат определяет температуру воды, уникален, поскольку он никогда не вступает в прямой контакт с водой. Задняя часть термостата измеряет температуру внешнего слоя резервуара. Он плотно прижимается к нему и удерживается клипсой. Этот контакт металл-металл передает тепло от воды к термостату за счет теплопроводности через корпус резервуара. Все остальные части бака покрыты изоляцией, за исключением двух мест, где установлены термостаты.

Большинство электрических водонагревателей емкостью более 20 галлонов имеют два термостата, которые измеряют температуру воды как в верхней, так и в нижней части бака. Верхний термостат является начальником и всегда говорит нижнему термостату, что делать.

Последовательность действий

Когда вы просыпаетесь утром и начинаете использовать горячую воду, вы эффективно набираете воду из верхней части бака. При раздаче горячей воды водонагреватель одновременно наполняется холодной водой. Так как эта вода направляется на дно бака через погружную трубку, нижний термостат первым ощущает падение температуры.

Он вызывает верхний термостат электрического водонагревателя, и пока верхняя половина бака еще горячая, он подает питание на нижний элемент. В большинстве жилых домов элементы питаются только по одному. Если вы используете всего несколько галлонов горячей воды, то с этой задачей справится только нижний термостат. Однако, если вам трудно проснуться и вам нужно долго принимать душ, или если за дверью ванной стоит очередь, вы можете в конечном итоге опустошить бак всей доступной горячей воды.

Это может случиться, но только не в том случае, если верхний элемент что-то скажет об этом. Когда вода в верхней половине бака начинает остывать, верхний термостат берет на себя поддержание температуры выходящей воды, прежде чем она разочарует следующего купальщика.

Водонагреватель накопительного типа имеет так называемый «рейтинг первого часа». Этот показатель обычно примерно на 30% превышает вместимость резервуара. Поскольку элементы находятся под напряжением, как только они ощущают падение температуры, нагреватель начинает производить больше горячей воды. В течение часа вы можете получить более 50 галлонов горячей воды из номинального 40-галлонного бака.

Контроль предельных значений, заземление и сброс давления

Каждый водонагреватель оснащен несколькими предохранительными устройствами, которые предохраняют вас от ошпаривания горячей водой, удара током или травм от взрыва бака. С этими сосудами под давлением нельзя шутить, но у большинства сантехников нервы сделаны из твердой меди, поэтому их нелегко запугать.

Термостат верхнего электрического водонагревателя включает в себя ограничитель высокой температуры, который отключит питание обоих элементов, если обнаружит температуру выше 150 градусов. Вода такой температуры обожжет вашу кожу в горячую секунду.

Водонагреватели, как и все электроприборы, имеют клемму заземления внутри отсека проводки в верхней части бака. Этот наконечник заземления обеспечивает путь с низким сопротивлением для протекания тока в случае, если на рубашку нагревателя подается напряжение.

Предохранительный клапан, пожалуй, самое важное предохранительное устройство в любой системе отопления под давлением. Если термостат выходит из строя, а предел высокой температуры не отключает нагреватель, предохранительный клапан предотвратит реальный ущерб устройству. Если он почувствует давление выше 150 фунтов на квадратный дюйм или температуру выше 210 градусов, чуть ниже точки кипения воды, он откроется, позволяя сбросить это давление контролируемым, а не взрывным образом.

Все эти предохранительные устройства следует периодически проверять в рамках планового технического обслуживания, чтобы обогреватель работал безопасно и безотказно.

Повышение производительности вашего нагревателя

Самый большой вор, лишающий водонагреватель эффективности, — это осадок. Осадок образуется из минералов, таких как кальций и магний, которые содержатся в жесткой воде. Эти нерастворенные минералы вместе с любым песком, который может быть взвешен в воде, собираются на дне каждого водонагревателя бакового типа, уменьшая его способность хранить горячую воду.

Этот твердый слой элементов по-разному воздействует на газовые и электрические обогреватели. В электроагрегатах осадок накапливается до тех пор, пока не засыпает нижний элемент. Он вытесняет холодную воду, которая обычно окружает элемент, вызывая его перегрев.

Домовладелец может даже не заметить, что элемент вышел из строя, а только то, что водонагреватель уже не справляется.

Регулярное техническое обслуживание водонагревателя

Диагностика и замена вышедшего из строя нижнего элемента является очень распространенным ремонтом, но во избежание повторения этого осадок или его максимально возможное количество следует вымыть. Периодическая промывка отложений могла полностью предотвратить ремонт и поддерживать работу нагревателя на максимальной мощности.

Сантехник может порекомендовать установить фильтр осадка, если на дне устройства присутствует песок. Если кажется, что минералы накапливаются быстро, установка умягчителя воды также будет отличной идеей. Эти меры улавливают осадок и удаляют минералы из воды до того, как их увидит аквариум.

Еще одна распространенная проблема, которую можно ошибочно принять за утечку из бака, — капающий предохранительный клапан. Хотя для этого есть несколько причин, обычно это проблема с самим клапаном. Примерно в половине случаев все, что нужно сделать, это использовать предохранительный клапан, чтобы остановить капание. Если это не сработает, и вы убедитесь, что нет избыточного давления или высокой температуры, вы просто заменяете клапан.

Ремонт перед заменой

Небольшое профилактическое обслуживание имеет большое значение для продления срока службы электрического водонагревателя, а ремонт может принести большую прибыль сантехникам, выполняющим эту работу. Кроме того, можно избежать большого количества неперерабатываемых отходов на свалках и свалках. Чтобы узнать больше о том, как работает водонагреватель, как устранять неполадки и ремонтировать его, перейдите на курс SkillMill по эксплуатации электрического водонагревателя.

Фрэнк Гарро

Interplay Learning Специалист по сантехнике и ОВКВ

Франк является штатным экспертом Interplay по сантехнике и ОВКВ. В то время как он начал свою карьеру в торговле сантехникой, его страсть к HVAC привела его к тому, что он стал доцентом и председателем программы HVAC в муниципальном колледже Ivy Tech. Фрэнк является лицензированным подрядчиком по механике, сантехнике и электротехнике и владеет собственной компанией по оказанию механических услуг. Как педагог Фрэнк твердо верит в преподавание основ и обладает даром упрощать сложные концепции.

Электрические водонагреватели – Работа и устранение неисправностей

Введение

Я уверен, что вам нравится принимать душ с горячей водой после тяжелого рабочего дня. Но задумывались ли вы когда-нибудь о технологии, лежащей в основе типичного электрического водонагревателя? Ну, конечно, это не ракетостроение, и если вы внимательно прочитаете эту статью в течение 5 минут, я уверен, что вы поймете основную теорию работы электрических водонагревателей. Это не только повысит ваши знания, но и даст вам солидную базу для устранения распространенных проблем без необходимости звонить электрику.

Позвольте мне также напомнить вам, что эта статья является одной из серии статей, предназначенных для того, чтобы дать вам представление о работе простых предметов домашнего обихода, таких как электрический дверной звонок, обычные люминесцентные лампы и так далее.

Основной принцип работы

Если вы хотите углубиться в самый основной принцип, то это просто преобразование электрической энергии в тепло посредством использования нагревательных элементов для повышения температуры воды до определенной степени.

Очевидно, что это мало чем отличается от обычного погружного стержня, который можно окунуть в ведро, подключить к розетке и приступить к работе. Единственная разница заключается в уровне сложности и небольшой автоматизации в гейзере.

Конечно, разные нагреватели разных компаний и марок могут иметь немного различное устройство, но основная концепция, лежащая в основе всех них, остается одинаковой. Вы можете взглянуть на схему ниже, чтобы понять конструкцию типичного нагревателя.

Строительные и эксплуатационные работы

Как видно из рисунка, есть два трубопровода, один для входа холодной воды, а другой для выхода горячей воды. Резервуар для воды оснащен нагревательным элементом/ами, которые контролируются термостатами. Функция термостата заключается в установке температуры на определенное значение, чтобы вода не нагревалась выше этого значения.

Резервуар обычно покрыт каким-либо изоляционным материалом, например стекловатой, а вся сборка заключена в металлический кожух, который можно повесить на стену или в другое место.

Защитный анод используется для защиты резервуара от коррозии путем самозащиты и помогает продлить срок службы резервуара.

Устранение общих неполадок

Понимание принципа работы любого устройства является первым шагом к общим мерам по устранению неполадок. Невозможно перечислить все без исключения проблемы и их первопричины, но мы обсудили некоторые из наиболее часто встречающихся проблем.

Предупреждение . Имейте в виду, что электрические обогреватели и аналогичные устройства могут быть опасны, если вы попытаетесь их отремонтировать, если и пока вы не осознаете, что делаете. Поэтому я бы посоветовал вам, если у вас есть какие-либо сомнения или что-то непонятно, не пытайтесь вмешиваться в устройство. Это может привести не только к дальнейшему повреждению, но, что более важно, к серьезному поражению электрическим током, которое может быть смертельным для жизни.

Я также буду публиковать статьи, посвященные общим мерам безопасности при работе с электрическими устройствами и тому, что делать, если вы обнаружите, что кто-то пострадал от легкого или сильного удара током.

РубрикаРазное