T-w-f.ru

Ремонт от TWF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы накопительного электрического водонагревателя

Устройство и принцип работы накопительного электрического водонагревателя

Стандартный принцип работы накопительного электрического водонагревателя объясняется взаимосвязью между конструктивными элементами водогрейного оборудования и простыми законами элементарной физики.

Температура и скорость нагрева, а также объём воды напрямую зависят от нескольких факторов, которые обязательно должны учитываться при выборе бойлера.

Устройство электрического водонагревателя накопительного

Базовая комплектация накопительного водогрейного оборудования электрического типа представлена:

  • стандартным корпусом;
  • баком с теплоизолирующим слоем;
  • нагревательными элементами в виде ТЭНов;
  • защитным магниевым анодом;
  • термостатом;
  • блоком для управления;
  • системой безопасности;
  • индикаторным элементом;
  • электрическим кабелем.

В подобном типе оборудования использование горячей воды возможно исключительно после полного нагрева, поэтому предварительный процесс подготовки жидкости является обязательным.

Корпус водогрейного прибора

Электрические накопительные бойлеры, как правило, характеризуются наличием внешней оболочки, представленной стальным корпусом. Водогрейные приборы с минимальным полезным объемом, который не превышает 15 л, чаще всего выпускаются с высокопрочным пластиковым корпусом.

Горизонтальный накопительный водонагреватель

Модельный ряд, представленный водонагревательными приборами с объемом в 30 л, чаще всего имеют комбинированный металло-пластиковый корпус. По форме в настоящее время выпускаются приборы цилиндрического, прямоугольного и slim типа.

Как производится установка водонагревателя в ванной комнате, вы узнаете на нашем сайте. Общие правила и рекомендации.

Критерии выбора электрического бойлера для воды представлены здесь.

Какой водонагреватель лучше выбрать – проточный или накопительный? Сравнение этих приборов приведено по ссылке.

Особенности бака

Наиболее современные накопительные водонагреватели обладают баком, выполненным на основе стабилизированных и высокопрочных стальных сплавов, которые характеризуются устойчивостью к коррозийным изменениям.

Внутренняя поверхность покрывается слоем стеклофарфора, который подвергается высокотемпературному обжигу. Стеклофарфоровое покрытие является химически нейтральным и коррозионно-устойчивым.

Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа

Особая кристаллическая структура стеклофарфорового бака способна выдержать даже очень высокие деформирующие нагрузки. Защиту внутреннего бака осуществляет магниевый анод, который эффективно предотвращает процессы коррозии электрохимического типа.

Нагревательные элементы и магниевый анод

Одним из основных конструктивных элементов водогрейного оборудования является стальной фланец, используемый для фиксации термо-электронагревателя в виде нихромовой спирали в медном кожухе, а также магниевого жертвенного анода и термостата.

Особенностью опорного фланца съемного типа является его закрепление на корпусе оборудования посредством обычного резьбового или болтового соединения.

Блок управления

Блок, отвечающий за управление и контроль водогрейной системы, включает в себя целый набор датчиков и специальных приборов, что позволяет осуществлять выбор и последующий контроль температурного режима нагреваемой воды, а также расход холодного и горячего водоснабжения. Также посредством специальных приборов производится контроль наполненности бака водой.

Принцип работы

Рассмотрим, как работает накопительный водонагреватель электрический. Накопительное водогрейное оборудование электрического типа отличается особым принципом функционирования, основанным на перемещении наиболее горячих водяных слоев вверх, и сдвиге холодной воды, обладающей высокой плотностью, в нижнюю часть резервуара с нагревательными элементами.

Первичное подключение водонагревательного прибора к электрической сети сопровождается включением ТЭНа и подогревом воды до температурного режима, при котором термостатные контакты провоцируют размыкание электрической цепи.

Принцип работы водонагревателя

Процессу инверсии подогретой до заданных показателей воды в подающую магистральную систему препятствует установленное обратное клапанное устройство. Именно благодаря наличию такой арматуры движение водного потока происходит только в одном направлении.

Открывание расходного крана в водоразборной точке вызывает поступление горячей воды к потребителям посредством специального патрубка, что сопровождается снижением показателей давления внутри накопительного резервуара. В результате происходит заполнение водогрейного бака холодной водой из водопроводной системы.

Присутствие на входном патрубке функционального рассекателя не позволяет горячей воде смешиваться с поступающими внутрь водогрейного резервуара холодными водяными потоками. Рассекающее устройство распределяет струю и одновременно снижает скорость её перемещения. Именно по этой причине поток холодной воды равномерно распределяется по самой нижней части водогрейного прибора, что позволяет установленному ТЭНу осуществлять эффективный нагрев.

Схема работы накопительного водонагревателя

Стандартная схема работы водогрейного оборудования базируется на принципе разделения нескольких водных слоев, отличающихся разным температурным режимом. Отбор горячей жидкости из водонагревателя производится через патрубок горячего водоснабжения.

Такая трубка имеет строго определенную длину, достигающую верхнего, наиболее прогретого слоя. Законы физики не позволяют располагать параллельно водогрейный прибор вертикальной конструкции.

Электрическая схема накопительного водонагревателя

Факторы, от которых зависит скорость нагрева

В любых накопительных водогреях, функционирующих с использованием электрической энергии, процесс нагрева воды осуществляется одним или двумя нагревательными элементами, которые могут обладать различными показателями мощности.

Комплектация небольших по объёму резервуаров (не более 15 л) представлена, как правило, одним нагревательным элементом мощностью 1,0 кВт. В накопительных электрических водонагревателях полезным объёмом 50 л чаще всего устанавливается ТЭН на 1,5 кВт. Высокомощные водогрейные конструкции, имеющие резервуар на уровне 100 л, оснащаются нагревательным элементом с мощность в 2,0-2,5 кВт.

Такой вариант нагревательного элемента носит название «мокрый».

Вода нагревается при соприкосновении с нагревательным элементом.

Время нагрева воды напрямую зависит от таких факторов, как мощность бойлера, площадь поверхности нагревательного элемента, а также коэффициент тепловой отдачи.

Современные проточники очень удобны в эксплуатации. Подключение проточного водонагревателя к электросети можно произвести своими руками, нужно лишь знать некоторые тонкости.

О том, что такое магниевый анод, для чего он нужен и как его заменить, читайте в этой публикации.

Чтобы сохранить воду в нагретом состоянии в условиях уже отключенного нагревательного элемента, необходимо изолировать накопительный резервуар от тепловых потерь. Поэтому крайне важно приобретать современное накопительное водогрейное оборудование, обладающее достаточным количеством высококачественного и долговечного теплоизоляционного материала.

Как работает бойлер

Понимая принцип работы бойлеров разных видов, можно значительно облегчить себе задачу по выбору подходящего водонагревателя. В зависимости от типа это оборудование имеет значительные отличия в конструкции и способах нагрева воды, которые определяют его оптимальное применение. Например, модели, работающие на недорогом газовом топливе, подходят только для газифицированных домов. Электрические используются повсеместно, но требуют больших расходов на энергоресурсы. Бойлеры косвенного нагрева нуждаются в наличии отопительного котла или альтернативного источника энергии.

Из этой статьи вы узнаете, чем еще различаются бойлеры и какие особенности их работы нужно учитывать при выборе водонагревателя.

Принцип работы накопительных водонагревателей

Бойлер состоит из резервуара для воды, слоя теплоизолятора и внешнего декоративного корпуса. Внутри резервуара установлены нагреватели (один или два), датчики, регистрирующие разные параметры, и система управления, отвечающая за нагрев и поддержание заданной температуры.

Вода в накопительном водонагревателе всегда горячая, так как работает бойлер практически непрерывно. Принцип действия всех моделей похож:

  • При первом включении водонагревателя в накопительный бак поступает холодная вода через подающую трубу, подключенную к централизованной системе или автономному источнику (скважине или колодцу).
  • После заполнения резервуара включается нагревательный элемент. Он подогревает воду до заданной температуры, при достижении которой устройство отключается.
  • При включении одной или нескольких точек водоразбора уровень содержимого бака уменьшается. Освободившееся место занимает холодная вода, которая снова подогревается. За включение и отключение нагревателя отвечает встроенный термостат. Равномерная температура в емкости достигается благодаря движению естественных конвекционных потоков. Нагреватель располагается внизу резервуара, поэтому горячая вода в соответствии с законами физики поднимается, смешиваясь с холодной.
  • При отсутствии водоразбора бойлер продолжает работать на нагрев. Со временем вода в емкости охлаждается, поэтому термостат регулярно включает нагревательный элемент для поддержания заданной температуры.

На подводящем патрубке в целях безопасности смонтирован предохранительный клапан, отводящий излишки воды в канализацию при превышении давления в резервуаре. Например, в случае непредвиденного закипания бойлера. Также на входе холодной воды устанавливают обратный клапан, предупреждающий слив жидкости обратно в водопровод при отсутствии в нем давления.

Дополнительные компоненты

В устройстве накопительного водонагревателя также может присутствовать:

  • ручной регулятор температуры или электронное управление, позволяющее задавать и поддерживать параметры нагрева в автоматическом режиме;
  • магниевый анод, защищающий бак от коррозии и образования кальциевых отложений (накипи);
  • термостат, отвечающий за работу бойлера в требуемом температурном режиме;
  • датчики, считывающие различные параметры бойлера — температуру воды, давление в баке, величину тяги и т.д.

Остальные конструктивные особенности водонагревателя зависят от того, какой нагреватель установлен в резервуаре — газовая горелка, электрический ТЭН или змеевик с циркулирующим теплоносителем.

Газовые накопительные бойлеры

В газовых бойлерах вода нагревается за счет выделения тепла при сжигании газа в горелке, находящейся в камере сгорания внизу корпуса. Выделяющееся тепло направляется в жаровую трубу, проходящую по всей высоте накопительного бака. Поэтому нагрев осуществляется не только от горелки. Основной теплообмен происходит через стенки газохода, по которому отводятся продукты сгорания.

Работает бойлер по общему принципу — газовая горелка включается и отключается при срабатывании термостата, получающего сигнал от температурного датчика. Поджигает топливо пьезоэлемент или электроподжиг. Такое оборудование относится к пожароопасным. Поэтому в конструкции предусмотрены средства защиты — автоматический контроль пламени на запальнике и тяги в жаровой трубе. При их отсутствии термопара срабатывает и перекрывает подачу газа в топку.

Различаются водонагреватели по типу камеры сгорания и способу розжига горелки.

Открытая камера сгорания

Эти модели имеют атмосферную горелку, получающую воздух непосредственно из помещения. Отработанные газы отводятся через дымоход благодаря естественной тяге. Поэтому в комнате, где работает такой бойлер для нагрева воды, должно быть окно с открывающейся форточкой или приточно-вытяжная вентиляция.

Закрытая камера сгорания

В закрытой камере сгорания создается принудительная тяга с помощью вентилятора установленного в коаксиальный дымоход (это две, вставленные друг в друга трубы). С его помощью одновременно удаляются продукты сгорания и нагнетается воздух для горелки, что позволяет не устраивать дополнительную вентиляцию. Эти устройства безопаснее в эксплуатации и не требуют наличия полноценного дымохода, но не работают без электричества в отличие от энергонезависимых водонагревателей с атмосферной горелкой.

Способы розжига горелки

Большинство моделей бойлеров эконом класса оснащаются пьезоэлементом, который поджигает газ при нажатии на специальную кнопку. Выполняется эта операция вручную, поэтому многие потребители сегодня выбирают усовершенствованный вариант розжига — электроподжиг, запускающийся автоматически при поступлении холодной воды в бак. Такие бойлеры для нагрева воды работают без участия человека.

Читать еще:  Как найти воду для колодца - несколько проверенных методов поиска воды

Электрические бойлеры

В электробойлерах вода нагревается с помощью одного или двух электроТЭНов, количество которых зависит от объема накопительного бака. Нагреватели устанавливаются в нижней части резервуара на фланцевое соединение. Холодная вода подается снизу. На подающем патрубке устанавливается рассекатель, предупреждающий смешивание поступающих потоков с содержимым резервуара. Как следствие, холодная вода равномерно распределяется по нижней части бака и быстро прогревается при включении прибора.

За работу ТЭНа отвечает термостат, контролирующий параметры температурного режима и не допускающий чрезмерного нагрева жидкости. Допустимая температура воды в электроводонагревателях составляет 85°C. Если по какой-либо причине термостат сломается или произойдет другая внештатная ситуация, при достижении критического значения сработает защита ТЭНа — он автоматически отключится.

Типы электроТЭНов

Для нагрева воды в бойлере используются два вида электронагревателей:

  • Традиционный «мокрый» ТЭН в виде медной трубки изогнутой формы, напрямую контактирующий с водой. Он быстрее нагревает воду, но при выходе из строя спирали может ударить током человека, включившего горячую воду.
  • «Сухой» ТЭН, размещающиеся в специальной колбе, которая изолирует нагреватель от контакта с горячей водой. Такой элемент более безопасен — если ТЭН перегорит, защитная колба не допустит пробоя на воду.

Водонагреватель с «сухим» нагревателем удобнее и долговечнее в эксплуатации. Небольшие размеры такого ТЭНа позволяют устанавливать в одном приборе сразу два элемента, что значительно ускоряет нагрев воды.

Бойлеры косвенного нагрева

Этот вид водонагревателя имеет внутреннее устройство, отличающееся от выше рассмотренных приборов, так как работает бойлер для нагрева воды такого типа по другому принципу. В стандартном исполнении прибор не имеет собственного нагревателя и не вырабатывает тепло самостоятельно. Энергия для подогрева воды поступает извне – от автономного котла отопления или альтернативного источника энергии. Для этого внутри бака установлен теплообменный змеевик с циркулирующим теплоносителем. Такие модели энергонезависимы эксплуатируются только в холодное время, когда работает отопительная система.

Производители компенсируют этот недостаток, дополнительно комплектуя водонагреватель электрическим ТЭНом. В этом случае пользоваться прибором можно в любое время года, экономя энергоресурсы.

К недостаткам такого водонагревателя относят крупногабаритные размеры и низкую скорость подогрева воды в режиме косвенного нагрева. В электрорежиме бойлер работает аналогично электрическим моделям.

Как работает бойлер косвенного нагрева

Теплоноситель, за циркуляцию которого отвечает насос котла, поступает в верхнюю часть змеевика и, пройдя через теплообменник, возвращается в отопительное оборудование через нижний патрубок. Это обеспечивает оптимальный прогрев содержимого резервуара. При отсутствии в контуре отопления насоса его придется установить отдельно, на подводящей линии перед водонагревателем. Посмотрите подробное видео, как подключить такой бойлер

Типы теплообменника

Чаще всего в накопительный бак устанавливают змеевик из стали или латуни, по которому циркулирует теплоноситель. От количества и размера шага витков зависит скорость нагрева воды — чем их больше, тем эффективнее работает бойлер и быстрее достигается заданная температура.

Второй вариант теплообменника представляет собой конструкцию из двух емкостей разного диаметра, вставленных друг в друга. В меньший бак закачивается холодная вода, нагревающаяся от теплоносителя, циркулирующего в промежутке между стенками резервуаров. В таких бойлерах вода нагревается за считанные минуты благодаря большей площади теплообмена.

Некоторые модели косвенных бойлеров оснащаются системой рециркуляции, позволяющей получить горячую воду в любой удаленной точке дома, не дожидаясь слива холодной. В этом случае потоки нагретой жидкости постоянно двигаются по трубам благодаря работе двух насосов, установленных в контуре.

Системы с рециркуляцией оборудуется расширительным бачком объемом в ⅕ от емкости накопительного резервуара для компенсации увеличения объема жидкости при нагреве. Устанавливают его на «холодной» стороне. Рядом с бачком монтируют воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.

Советы по выбору водонагревателей

Сегодня производители предлагают несколько разновидностей накопительных водонагревателей, различающихся по конструкции и устройству. Выбирать устройство нужно с учетом требований потребителей ГСВ и под конкретные условия эксплуатации. Не каждая модель универсальна и подходит для любого дома. Поэтому перед покупкой выясните у консультантов магазина, как работает бойлер для нагрева воды этого типа.

При выборе модели обратите внимание на следующие моменты:

  • Способ нагрева воды — газовая горелка, электроТЭН или теплоноситель из отопительной системы.
  • Объем резервуара — чем он больше, тем больше водоразборных точек обслужит водонагреватель. Для семьи из трех-четырех человек достаточно емкости 80-100 литров.
  • Материал бака — предпочтительнее выбирать модели с резервуаров из нержавеющей стали или с титановым покрытием, они служат до 7-12 лет. Стеклокерамика и эмаль прослужат меньше, но стоят дешевле.
  • Функционал — ручное или электронное управление, наличие защитных средств, таймера, дополнительные возможности.
  • Производитель оборудования — лучше покупать приборы от известных компаний, уже зарекомендовавшие себя на российском рынке. Это будет гарантией качества и надежной долговечной работы бройлера.

Компании «Мособлгаз» рекомендует продукцию от таких брендов, как Bosch, Ariston, Electrolux, Viessmann, Thermona, Gorenje и т.д. Наши инженеры давно работают с этим оборудованием и уверены в его качестве. Мы не только продаем, но и занимаемся установкой, обслуживанием и ремонтом бойлеров различных типов, поэтому точно знаем, какие приборы надежны и имеют наименьший процент отказов. При сомнениях в выборе оборудования обращайтесь к консультантам «Мособлгаза», наши специалисты помогут подобрать подходящий вариант.

Принцип работы накопительного водонагревателя и его конструктивные особенности

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)

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.

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.

Накопительный водонагреватель уместен при умеренном расходе воды, когда пользуются водой не более четырех человек. Как выбрать водонагреватель накопительный для квартиры: стоимость, отзывы, рекомендации по выбору.

О том, как выбрать проточный электрический водонагреватель, читайте здесь.

Существует два основных вида водонагревателей – проточные и накопительные. Какой из этих типов лучше выбрать, смотрите тут: https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/kakoj-luchshe-protochnyj-ili-nakopitelnyj.html. Характеристики и стоимость приборов.

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.

Читать еще:  Чем замазать швы в колодце: обзор оптимальных способов в конструкциях различного типа

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.

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?

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.

Принцип работы бойлера: схема для чайников

Если совсем просто – то принцип работы бойлера очень простой – это устройство, которое нагревает воду. Но вот в реализации этой простой идее, которая обеспечивает комфортные условия проживанию множеству человек можно подойти по разному.

принцип работы бойлера

Наиболее распространенными на рынке являются газовые и электрические бойлеры.

Газовый бойлер

Несомненным преимуществом газовых бойлеров является то, что горячая вода в кран после его включения начинает поступать практически сразу же после его включения. Вам не придется ждать.

Как работает газовый проточный бойлер

Все основные элементы газового проточного бойлера смонтированы внутри прочного металлического корпуса. Вода, поступающая из магистрали водоснабжения проходит в теплообменник, под которым расположена газовая горелка. Устройство довольно простое с первого взгляда, но для того, чтобы газовый нагреватель работал без аварий – вся система должна быть оборудована довольно сложными автоматическими устройствами.

Непосредственно после того, как вы открываете кран с горячей водой – в автоматике бойлера открывается клапан, который открывает подачу газа. В хороших моделях поджиг поступающего газа производится автоматически, а в более скромных вам для этого придется нажать специальную кнопку.

От сжигания природного газа образуются продукты сгорания, которые удаляются через дымоход. Существуют варианты газовых бойлеров с закрытыми камерами сгоряния, в которых продукты сгорания удаляются через металлический коаксиальный рукав.

подключение газового бойлера

Как правило газовые нагреватели монтируются в домах, подключенных к магистральным системам газоснабжения. Они безусловно лидируют по соотношению цена-качество при таких условиях. Газовые проточные бойлер имеют довольно скромные размеры. Невысокая стоимость расходуемого для нагрева воды газа позволяет их назвать удачным экономным вариантом. Так, стоимость нагрева воды в таком устройстве примерно в три раза ниже, чем в его электрическом аналоге. Видимо вследствии этого, а также из-за необходимости снабжения таких устройств надежной автоматикой – стоимость самой газовой колонки выше, чем у электрического бойлера.

Газовый проточный бойлер, рекомендованный для установки в квартиру может подавать в кран до 17 литров горячей воды в минуту.

Как выбрать газовый проточный бойлер

Первой характеристикой, которую вам необходимо оценить при выборе такого устройства является его мощность. Как правило, производители делят газовые нагреватели по количеству литров воды, которое устройство способно нагреть в минуту.

Поэтому необходимо трезво оценить возможный расход горячей воды в вашей квартире, особенно, если в ней имеется несколько ванных комнат. При малой производительности одновременное утреннее умывание получится несколько некомфортным. Обычно, температура подаваемой в кран воды регулируется в современном газовом бойлере при помощи термостата.

При этом система может автоматически повышать мощность при повышении числа точек потребления. Так, если вы нежитесь в душе, то при включении горячего крана на кухне – система автоматически увеличит огонь горелки и объем нагреваемой воды.

Важно выбрать и тип поджига огня в вашем газовом бойлере. Если раньше для розжига горелки приходилось применять немалую ловкость рук, оперируя краном и спичками, то сейчас бойлеры, оснащенные системой пьезорозжига позволяют поджечь огонь под горелкой простым нажатием кнопки. Существуют и системы а автоматическим розжигом, включающимся от потока воды. Но при длительном отсутствии такую систему во избежание неприятностей лучше отключать. Хотя совсем уж качественные устройства оснащены многоступенчатой системой защиты, которая отключит газ при любой аварийной ситуации, например при чрезмерном нагреве или угасании огня, резком снижении давления газа или остановке водяного потока.

Система с «умным» электронным зажиганием может работать и от встроенных батареек, также такая колонка позволяет существенно экономить расход газа, уменьшая его на 15 процентов. Система розжига HydroPower вообще не имеет электрического питания – пьезорозжиг в ней питается от небольшой водяной турбинки, которая начинает вырабатывать ток от поступления на нее потока воды.

Как установить газовый проточный бойлер

В связи с тем, что газовые колонки относятся к объектам повышенной опасности – к ним предъявляются особые требования при установке. При этом они включают в себя не только требования к оборудованию, но и требованию к помещению, в котором устанавливается устройство. Сам монтаж газового бойлера обычно поручается специализированной компании. В ходе установке к устройству подводят газовую трубу, трубопроводы подачи холодной и отбора горячей воды и в ряде случаев – кабель электрического питания.

Электрический бойлер

Огромной популярностью в современных домах пользуются накопительные электрические бойлеры. Они устанавливаются и в частных особняках и в многоквартирных строениях. Объем их бака варьируется от 30 до 100 литров. Такие устройства включаются в систему водоснабжения сразу после магистрального трубопровода и могут снабжать горячей водой несколько кранов. Дополнительными опциями в таких устройствах являются специальные термостаты для непрерывного нагрева или для защиты от замерзания.

электрический накопительный бойлер

Монтаж такого устройства сравнительно прост – как правило сразу за местом подключением сети водоснабжения вашего дома или квартиры в водораздающей системе устанавливается нагреватель. Он может встраиваться параллельно имеющейся системе горячего водоснабжения и позволяет пользоваться горячей водой даже при отключениях магистральной системы.

Накопительный электрический нагреватель имеет сравнительно небольшую мощность теплового элемента, сравнимую с электрочайником. Его можно включать в обычную розетку. Но, тем не менее в домах старой постройки перед установкой накопительного электрического водонагревателя рекомендуется провести ревизию системы электропитания и при необходимости проложить новый провод к розетке от распределительного щитка и отдельного автомата выключения.

Цена бытового накопительного нагревателя может зависеть от множества факторов, например от известности бренда, от его объема, от мощности ТЭНа.

Основным фактором, определяющим цену такого устройства является объем и материал исполнения накопительного бака.

Минимально необходимый объем накопительного нагревателя на семью из трех человек составляет 50 литров. Но в этом случае утром вам удасться только умыться. Ни о каком приеме душа несколькими домочадцами не может быть и речи. Наиболее оптимальным объемом будет нагреватель на 80 литров. В принципе такой объем позволяет даже с комфортом рпинимать ванну.

Проточные электрические водонагреватели

Такие устройства используются как правило для подключения одной точки водоразбора. Связано это с тем, что нагревание протекающей воды в большом объеме требует солидной мощности ТЭНа. Это неизбежно повышает расход электроэнергии и зачастую требует отдельной линии электропитания. Самые мощные проточники работают вообще на трехфазовом электричестве, которое в некоторых домах просто отсутствует. Также такие устройства очень требовательны к качеству протекающей воды – они могут очень быстро забиться накипью.

Принципиально такое устройство является трубой, вокруг которой расположены нагревательные элементы, управляемые автоматикой. Несомненным плюсом такого устройства является его компактность – он может устанавливаться буквально на любое свободное место.

Солнечные нагревательные бойлеры

Несмотря на общую суровость российского климата – солнечные водонагреватели в последнее время стабильно повышают количество продаж. Связано это прежде всего с тем, что такое устройство практически не имеет эксплуатационных расходов. Однажды потратившись на систему солнечного нагрева вы можете забыть о расходах на несколько десятков лет. Современные устройства позволяют качественно аккумулировать тепло, нагревая воду и удерживать ее в нагретом состоянии в течении довольно продолжительного времени. Однако к выбору такого устройства необходимо подойти очень тщательно, потому что не всякий гелионагреватель будет хорошо работать даже в солнечную погону в суровом зимнем российском климате.

Как правило, для комплектации частного дома рекомендуется установка солнечного коллектора с аккумулирующим баком емкостью в 300 литров. Горячую воду в такой бак будут поставлять два коллектора. Использовать ее можно не только на бытовые цели, но и, например на подогрев воды в бассейне.

Читать еще:  Топ-7 лучших магистральных фильтров для очистки холодной воды: принцип работы, отзывы

Принцип работы такого устройства довольно прост: трубопроводы с протекающей водой помещаются в специальные прозрачные емкости, заполненные либо веществом, адсорбирующим тепло, либо просто вакуумом.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

Несколько особняком стоят бойлеры косвенного нагрева. Они передают тепло от магистральной системы теплоснабжения либо от автономной отопительной системы на воду, используемую в бытовых целях через теплообменный пункт. Дело в том, что воду из систем водоснабжения и теплоснабжения смешивать нельзя. Вода в батареях имеет специальный химический состав и оснащается присадками, которые делают ее непригодной не только для питья, но и для мытья тела или посуды.

Простота использования

Любой из водонагревателей, отличающихся по принципам вполне доступен для самостоятельного монтажа. После установки они, как правило не требуют постоянного технического обслуживания, за исключением регламентных работ и проверки безопасности.

При установке водонагревателей сначала проверьте рабочее давление в вашей системе водоснабжения и соотнесите его с паспортными данными водонагревателя. При несовпадении этих показателей вам, возможно придется устанавливать редуктор давления.

Специалисты считают, что в среднесрочной перспективе принципиальных изменений на рынке водонагревателей ждать не придется. Основные направления инженерной мысли будут стремиться к повышению энергоэффективности таких устройств. Которые получат более качественную теплоизоляцию баков и возможность аккумуляции тепло дольшей продолжительностью.

Принцип работы бойлера видео

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

При отсутствии в квартире горячего водоснабжения на помощь приходят бытовые накопительные водонагреватели (или бойлеры, это одно и тоже). Существует множество моделей отличающихся мощностью, емкостью бака, типом нагрева. Самыми востребованными считаются бойлеры накопительного типа, работающие от электричества или газа.

Устройство и общий принцип работы накопительного водонагревателя

Общее устройство водонагревателя накопительного типа одинаково для любых моделей. Бойлер состоит из емкости для воды, которая заключается в декоративный кожух, а между ними проложен утеплитель. Получается подобие термоса. Основное различие накопительных бойлеров в том, какой у них стоит нагреватель: электрический ТЭН или газовая горелка.

Существуют накопительные водонагреватели косвенного нагрева, где подогревателем служит змеевик, подключенный к системе отопления. Такие бойлеры оказались практически не востребованы. Отопление работает не круглый год, а, значит, человек не имеет возможности летом пользоваться горячей водой.

Различаются нагреватели накопительные по типу монтажа. Вертикальные бойлеры занимают много места, из-за чего их ставят в просторном помещении. Для маленькой комнаты больше подходит горизонтальный водонагреватель. Последний вариант неудобен в плане пользования. У горизонтального бойлера происходит быстрое смешивание горячего и холодного слоя воды. В итоге при открывании крана идет кипяток, а примерно через минуту начинает течь более прохладная вода.

Общее устройство бойлера

Давайте рассмотрим, как выглядит схема обычного водонагревателя накопительного типа:

  • Основой бойлера служит бак. В бытовых моделях его емкость ограничивается 300 л. Производят бак из нержавейки или стали. Чтобы металл не ржавел, в качестве внутреннего покрытия применяют стеклоэмаль, стеклофарфор или титановое напыление.
  • Бак для воды заключен во внешний декоративный корпус. Он бывает из нержавейки, обычной стали с эмалированным покрытием или пластика.
  • Между накопительным баком и наружным корпусом пространство заполнено теплоизоляционным материалом – пенополиуретаном.
  • Лицевая область наружного корпуса водонагревателя оснащена термометром.
  • Сердцем накопительного бойлера служит нагреватель. Электрический водонагреватель работает от встроенного элемента – ТЭНа (трубчатый электронагреватель). Газовые накопительные водонагреватели комплектуются горелкой и дымоходом.
  • В нижней части накопительного бойлера выходят патрубки горячей и холодной воды. На патрубке холодной воды устанавливают предохранительный, а также обратный клапан. Первый – открывается от превышения давления воды внутри бака. Второй – не дает уйти воде из бака при отсутствии давления в водопроводе. Патрубок горячей воды соединен с трубкой забора.
  • Электронный блок предназначен для управления работой накопительного водонагревателя. Он получает сигнал от термостата, датчики которого установлены внутри бака.
  • Магниевый анод защищает стальной бак бойлера от электрохимической коррозии, отдавая ионы.

Монтаж и эксплуатация любого накопительного водонагревателя не вызывает затруднения у пользователя. Прибор кронштейнами крепят к стене. Подающий трубопровод может быть подключен только к водопроводу с холодной водой. В этом и заключается принцип работы бойлера, так как в нем нагревается именно холодная вода. Если вход накопительного водонагревателя подключить к централизованному ГВС квартиры, то корректное достижение температуры после подачи в бак горячей воды станет невозможным.

Принцип работы

Основной принцип работы накопительного водонагревателя заключается на послойном разделении жидкостей разных температур. По закону физики теплая вода находится вверху, а холодная снизу. Для полного представления, как работает бойлер, рассмотрим по порядку все действия:

  • При открывании водопроводного крана начинается расход воды. Верхние слои горячей жидкости из бака бойлера через трубку забора направляются в трубопровод.
  • Давление внутри бака водонагревателя становится меньше, чем в подающем водопроводе. Обратный клапан открывается и начинается подпитка холодной воды. Когда давление водопровода и внутри бака сравняется, обратный клапан закрывается. Во время подпитки холодная вода не смешивается с горячей благодаря рассекателю, установленному на конце подающего патрубка.
  • О поступлении внутрь бака водонагревателя холодной воды сигнализирует датчик. Он дает команду блоку управления включить подогрев.
  • На ТЭН подается электроэнергия, и вода греется до заданной температуры. У газового водонагревателя вместо электричества на горелку подается газ. Когда вода нагреется до нужной температуры, термостат отключает нагревательный элемент.

В работе накопительного водонагревателя происходит непрерывный цикл. Забранную горячую жидкость постоянно замещает холодная вода. Теплоизоляция под кожухом предотвращает быстрое остывание. Вода остается теплой в течение 2–3 суток.

Бойлер нужно правильно подобрать по мощности и объему. При большом разборе воды маломощная модель не справится с прогревом. На выходе жидкость не будет соответствовать заданной температуре.

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Электрические водонагреватели считаются самыми востребованными у жильцов квартир и частных домов. Популярность обусловлена простотой монтажа и эксплуатации. На схеме в разрезе показано устройство накопительного водонагревателя. Давайте рассмотрим, как выглядит электрический бойлер изнутри:

  • Рассматривать устройство накопительного электрического водонагревателя начнем с бака. Он бывает круглой или овальной формы. Заключен бак в декоративный кожух. Внутреннее пространство между двумя емкостями заполнено пенополиуретаном.
  • Особенностью устройства электрического водонагревателя является наличие ТЭНа. Элемент установлен снизу бака бойлера на фланцевом соединении.
  • Включением и выключением ТЭНа управляет термостат. Любой водонагреватель накопительный работает без превышения максимально допустимой температуры. У электрических бойлеров этот показатель равен 75 о С.
  • Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85 о С.
  • Забор горячей воды осуществляется через трубку, конец которой выведен к верхней части бака бойлера. Для подпитки холодной воды снизу бака вмонтирован патрубок.
  • Магниевый анод защищает корпус бака от коррозии. По истечении 2–3 лет элемент разрушается и его нужно менять.
  • О работе водонагревателя сигнализирует индикаторная лампочка.

Зная, как устроен бойлер, можно разобраться с его работой. Холодная вода поступает внутрь бака бойлера через патрубок. Датчик посылает сигнал блоку управления, который с помощью термостата подает напряжение на ТЭН. Вода нагревается до заданной температуры. Датчик подает новый сигнал, и термостат прерывает подачу напряжения. После забора горячей воды цикл повторяется.

Разновидности ТЭНов

По принципу действия ТЭНы одинаковы. Нагревательным элементом выступает спираль. А вот по исполнению ТЭНы отличаются и делятся на два вида:

    Мокрый ТЭН состоит из спирали, герметично запаянной внутри медной трубки. В качестве наполнителя используют кварцевый песок. Он играет роль изолятора и предотвращает прикасание спирали к внутренним стенкам медной трубки. Достоинство мокрого ТЭНа в низкой стоимости. Недостаток – большой размер и низкий показатель электробезопасности. При повреждении медной трубки или прикосновения к ней спирали возникает пробой. В результате человек, пользующийся горячей водой, получает удар током.

Накопительный водонагреватель с сухим ТЭНом стоит дороже, но он безопаснее и отличается длительным сроком эксплуатации. Компактные размеры позволяют вмонтировать в бойлер два нагревателя. Самым надежным считается сухой ТЭН, наборной корпус которого сделан из стеатита.

Устройство и принцип работы газового прибора для нагрева воды

По устройству и принципу работы газовый бойлер немного отличается от своего электрического собрата. Газовому водонагревателю присущ все тот же бак, заключенный в кожух с утеплителем из пенополиуретана. Защитой служит анод. Подача холодной и забор горячей воды происходит через вмонтированные в бак трубки. Включением и выключением подогрева управляет термостат. На этом все сходства заканчиваются. Руководствуясь схемой, более подробно рассмотрим устройство бойлера, чтобы выявить основные отличия газового прибора:

  • Основным отличием от электрического бойлера является наличие газового устройства для нагрева воды – горелки.
  • Подключение к газовой магистрали осуществляется через блок. Внутри него установлен редуктор, который соединен трубкой с форсункой горелки.
  • Конструкция бака накопительного водонагревателя существенно отличается от электрического аналога наличием дымохода. Он состоит из стальной трубы, вертикально вваренной через весь бак. Сверху дымоход соединен с вытяжным колпаком. По нему осуществляется отвод продуктов сгорания на улицу.
  • Внутри дымохода вмонтирован рассекатель. Его пластины забирают тепло отводящихся газов и отдают воде. Получается двойной обогрев: от горелки и рассекателя.
  • Из-за разницы температур холодной воды и пламени горелки в дымоходе образуется конденсат. Для его сбора под горелкой установлено кольцо.

Работает газовый водонагреватель по аналогичному принципу, что и электрический бойлер. Отличие только в том, что электронный блок с термостатом управляют работой горелки. При понижении температуры на форсунку подается газ и происходит розжиг. Когда температура воды достигнет заданных параметров, происходит отключение горелки.

Газовые водонагреватели пользуются малым спросом из-за сложности установки. Потребуется составлять проект, а монтаж разрешен только специалистам газовой службы. Однако неоспоримым плюсом является экономия из-за более низкой цены на газ.

Из двух рассмотренных вариантов первое место отдают электрическим накопительным водонагревателям. Прибор можно самостоятельно установить в любом месте. Главное, обеспечить бесперебойную подачу холодной воды под давлением.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector