Принцип работы бойлера


Устройство и принцип работы бойлера

В нынешнее время автономное горячее водоснабжение в квартирах и частных домах становится все более популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно постепенно уходит в прошлое. На смену ему приходят водонагреватели различных конструкций, самые распространенные из них – аппараты накопительного типа. В данной статье мы как раз и рассмотрим устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды.

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

  • электрические накопительные нагреватели;
  • бойлеры косвенного нагрева;
  • газовые бойлеры;
  • проточные нагреватели.

Примечание. В прямом переводе с английского слово «бойлер» означает «котел». Это значит, что к ним относятся не только накопительные, но и всяческие проточные водонагреватели. Не принимать их во внимание будет некорректным по отношению к пользователям.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности — относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

  • сталь с эмалированным покрытием;
  • нержавеющая сталь;
  • пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание. Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2—3 года.

Бойлеры косвенного нагрева

Эти аппараты не производят тепловую энергию самостоятельно, хотя некоторые модели имеют встроенный ТЭН для поддержания температуры воды в разных ситуациях. В обычном режиме бойлер готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему теплоносителем. Ниже на схеме показано устройство бойлера косвенного нагрева:

В утепленный бак большой емкости (бывает до 1000 л) встроен змеевик с подведенным к нему теплоносителем от котла. Как и в электрическом бойлере, подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Агрегат способен обеспечить значительный расход горячей воды, а потому применяется в частных домах с большим числом потребителей.

Обычный обмен теплом между средами с разной температурой – это и есть принцип работы бойлера косвенного нагрева. Но чтобы получить воду из крана с температурой 55 ºС, котел должен нагревать теплоноситель минимум до 80 ºС, это один из недостатков данного водонагревателя. Второй недостаток – длительное время загрузки бака большой емкости, так что в случае интенсивного водоразбора проживающим в доме людям надо приспособиться пользоваться ГВС по определенному графику.

Как и электрические бойлеры, водонагреватели косвенного нагрева оснащены магниевым анодом для защиты стального бака от коррозии. Боле сложные и дорогие модели оборудованы двумя змеевиками, через один протекает теплоноситель от котла, а второй можно присоединить к альтернативному источнику тепловой энергии. Им может служить другой котел либо солнечный коллектор. Для поддержания температуры в разных ситуациях в верхнюю зону емкости встраивается ТЭН с термостатом.

Агрегаты косвенного нагрева производятся в настенном и напольном исполнении, могут работать с любыми источниками тепловой энергии. Производители котельного оборудования часто предлагают их в связке с двухконтурными котлами. В этом случае теплогенератор поддерживает температуру отопления и загружает бойлер, поочередно переключаясь между этими двумя системами.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Достоинство накопительных водонагревателей состоит в том, что они сходу могут выдать большой расход воды для ГВС, но в течение ограниченного промежутка времени. После этого им требуется перерыв для приготовления очередной порции воды.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

  • газовые колонки;
  • проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Заключение

Если распределить все перечисленные приборы по популярности, то первое место уверенно займут электрические бойлеры, причины этому понятны. На втором месте находятся газовые колонки, третье остается за бойлерами косвенного нагрева.

cotlix.com

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.

Устройство водогрейного накопительного оборудования электрического типа является стандартным и включает в себя несколько основных конструктивных элементов, которые могут различаться техническими особенностями и характеристиками.

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.

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.

Периодическая замена такого элемента положительно сказывается на сроке службы водогрейного прибора.

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.

Магниевый анод

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.

В штатном режиме снижение температурных показателей воды в резервуаре вызывает замыкание контактов терморегулятора и последующее подключение к электрической сети.

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

При выборе накопительного бойлера электрического нагрева нужно обращать внимание на его конструктивные особенности, а также учитывать основные правила монтажа водогрейного прибора.

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.

Традиционный вариант водогрейных приборов представлен оборудованием, в котором монтируются ТЭНы в виде медной трубки изогнутой формы с установленной внутри нитью на основе нихрома, эффективно проводящей электрический ток.

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.

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.

Поделиться:

Нет комментариев

delaemvannuu.ru

Принцип работы бойлера: устройство электрического, газового и косвенного водонагревателя

Из-за сложившихся стереотипов название «бойлер» часто ассоциируется с электрическим водогрейным баком. Хотя существуют и другие версии бытовых приборов, обеспечивающих автономное горячее водоснабжение частных домов и квартир. Причем в определенных условиях использование газовых аппаратов и емкостей косвенного нагрева гораздо выгоднее и комфортнее. Чтобы сделать правильный выбор водонагревателя, стоит сравнить принцип работы бойлеров различных типов, нюансы подключения и особенности эксплуатации.

Что важно знать о бойлере электрическом

Конструкция водонагревательного прибора, изображенного ниже на схеме, не отличается особой сложностью и включает следующие элементы:

  • внешний металлический корпус цилиндрической либо прямоугольной формы, оснащенный кронштейном настенного крепления;
  • внутренний бак из эмалированной или нержавеющей стали;
  • нагреватель – ТЭН мощностью 1.5—2.5 кВт, установленный вертикально в нижней зоне емкости;
  • магниевый либо титановый анод;
  • термостат – выносной или вмонтированный в ТЭН;
  • трубки подачи холодной и отбора горячей воды;
  • термометр;
  • обязательный элемент обвязки — обратный предохранительный клапан «два в одном» обычно идет в комплекте с подогревателем;
  • органы управления, расположены на нижнем торце цилиндрического бака либо на передней панели прямоугольной версии.

Примечание. Пространство между наружным кожухом и внутренним водяным резервуаром заполнено полимерным утеплителем. В дешевых моделях применяются обычные трубчатые электронагреватели, в более дорогих – ТЭНы «сухого» типа с керамической защитой от накипи.

Схема электронагревательного бака в разрезе

Как работает бойлер с электрическим нагревом:

  1. После установки и подключения (схема показана в следующем разделе статьи) внутренний объем резервуара заполняется холодной водой через трубку, выходящую в нижнюю часть бака.
  2. Дальше следует включение и нагрев массы воды ТЭНом. Когда температура достигает установленного либо максимального значения, терморегулятор отключает электронагреватель.
  3. Водоразбор производится через трубку, заканчивающуюся в верхней зоне емкости, где температура воды достигает высшей точки. Одновременно идет подпитка бака из водопровода через нижнюю трубку.
  4. В процессе работы системы ГВС вода в резервуаре охлаждается, термостат автоматически включает нагревательный элемент. Если водоразбор отсутствует, содержимое бака периодически подогревается ТЭНом, дабы поддерживать нужную температуру.

Справка. Максимальная температура нагрева большинства бойлеров составляет 75 градусов, рекомендованная для экономии электричества – 55 °С. Некоторые модели оборудованы датчиком перегрева, отключающим ТЭН по достижении порога +85 °С.

Поскольку корпуса трубчатого нагревателя и резервуара сделаны из разнородных металлов (медь, сталь), рядом с ТЭНом устанавливается магниевый анод. Цель – предотвратить разрушение стенок емкости электрохимической коррозией. Подробнее принцип действия и устройство бойлера для нагрева воды разъясняется на видео:

Схема подключения

Установка и подсоединение электрического водонагревателя к трубам не представляет никакой сложности и при желании выполняется самостоятельно:

  1. Закрепите изделие на стене, используя штатные скобы. Расположение бойлера – кухня, ванная комната или котельная.
  2. Подключите аппарат к водопроводу и сети ГВС, ориентируясь по схеме.
  3. Электропитание обеспечивается путем монтажа обычной розетки, оснащенной заземляющим контактом.

Поясним функции некоторых деталей обвязки. Ключевой элемент – клапан «2 в 1», устанавливаемый на входе бойлера и решающий 3 задачи:

  • не допустить опорожнения емкости обратно в трубу водопровода;
  • сбрасывать лишнее давление, возникающее в результате нагрева и расширения жидкости внутри закрытого бака;
  • принудительный слив воды.
На схеме обвязки условно не показано подключение сбросного клапана к канализации

Остальные детали нужны для удобства ремонта и чистки водонагревателя. Чтобы вытащить негодный магниевый анод, емкость надо опорожнить. Сброс через носик штатного клапана происходит слишком долго из-за малого проходного сечения, лучше поставить тройник и дополнительный кран.

Замечание. Схема быстрого слива особенно актуальна в дачных домах с периодическим отоплением. Дабы уберечь водопровод от размораживания зимой, хозяевам перед отъездом приходится каждый раз опорожнять систему.

Американки и отсекающие краны пригодятся в случае поломки, когда нагреватель требуется снять и отремонтировать без разборки водяных магистралей. Зачем нужен фильтр на входе в здание, знает любой здравомыслящий домовладелец.

Преимущества и недостатки

Перечисляя достоинства бойлеров, мы не станем упоминать особенности, присущие всем накопительным нагревателям. Плюсы электрических аппаратов:

  • низкая цена изделия;
  • простота монтажа и обвязки;
  • разрешение на подключение к электросети не требуется;
  • относительно небольшие размеры;
  • исполнение агрегатов – вертикальное, горизонтальное, настенное и напольное;
  • обслуживание – не чаще 1 раза в 2—3 года, выполняется самостоятельно.

Справка. Стоимость емкостного водонагревателя с баком 100 л стартует от 120 у. е. (модель «Аристон» SB R 100 V). Китайские аналоги обойдутся еще дешевле.

Так выглядит отработанный стержень сравнительно с новым

Обслуживание бойлера включает промывку, очистку, замену магниевого анода и вышедшего из строя ТЭНа. Если прозевать момент критического износа анода, электрохимическая коррозия возьмется за медь греющего элемента и металл бака. Проржавевшая емкость не восстанавливается – нужно покупать новый аппарат.

Теперь о минусах электроприборов:

  • по скорости нагрева (около 2 часов) изделия проигрывают газовым и косвенным аппаратам идентичного объема;
  • потребление недешевого энергоносителя;
  • невозможность проверить состояние анода без разборки агрегата;
  • ограниченная вместительность.

Электронагреватели чувствительны к жесткости воды. Чем выше содержание солей магния и кальция, тем скорее «тает» анод и толще слой накипи на стенках и корпусе ТЭНа. Вопрос решается путем ежегодной чистки.

Газовые накопительные водонагреватели

Внешне агрегат напоминает вертикальную версию электрического накопителя – корпус цилиндрической формы, штуцеры подвода труб и термометр на лицевой стороне. Только сверху появился патрубок дымохода, а снизу – дополнительная секция.

Внутреннее устройство бойлера, использующего природный либо сжиженный газ, имеет существенные отличия:

  • в нижней дополнительной секции находится открытая (атмосферная) камера сгорания и газовая горелка;
  • бак пронизывает вертикальная жаровая труба, отводящая продукты горения наружу через внешний патрубок с колпаком;
  • внутрь дымоотвода помещен датчик тяги и турбулизатор, заставляющий раскаленные газы огибать препятствия и активнее обмениваться теплом с водяным резервуаром;
  • снизу под горелкой расположена емкость сбора конденсата;
  • подачей топлива ведает автоматика безопасности – энергонезависимый газовый клапан SIT Group или другого производителя;
  • в баке предусмотрена погружная гильза датчика термостата, соединенного капиллярной трубкой с клапаном безопасности.
Трубки холодной и горячей воды на чертеже попали в одну плоскость, поэтому перекрывают друг друга

Примечание. Указанные автоматические клапаны применяются в газовых котлах напольного типа. Алгоритм работы абсолютно одинаков для всех установок: элемент закрывает подачу горючего, когда исчезает тяга, тухнет пламя или падает давление газа в трубе. Подробный обзор функций газовой автоматики читайте в соответствующем разделе нашего ресурса.

Принцип работы данного вида бойлеров заключается в двойном нагреве бака с водой – непосредственно от горелки плюс теплота дымовых газов. Как функционирует газоиспользующий аппарат:

  1. После открытия клапана горючее поступает на запальник, где поджигается искрой от пьезоэлектрической кнопки. Когда пользователь выставляет желаемую температуру поворотом регулятора, включается в работу основная горелка.
  2. Масса воды подогревается от камеры сгорания и дымохода, образующийся конденсат стекает в специальную емкость и постепенно испаряется.
  3. По достижении заданной температуры срабатывает термостат, автоматика выключает основную горелку.
  4. При охлаждении или водоразборе горение автоматически возобновляется.
Газогорелочные устройства бойлеров отличаются круглой формой

Уточнение. В более современных моделях газовых бойлеров, например, Baxi SAG3 100, система розжига работает без постоянно горящего запальника. Искра на специальном электроде вырабатывается с помощью батареек, как сделано на многих проточных водонагревателях (то бишь, газовых колонках).

В остальном конструкция бойлера аналогична электроаппаратам. Трубка холодной воды находится внизу, забор для ГВС – вверху, металл от коррозии защищает магниевый анод. В напольном исполнении соединительные патрубки находятся на верхнем торце изделия. Очень доходчиво принцип действия агрегата показан в англоязычном видеоролике:

Нюансы монтажа

Подключение бойлера к домашнему водопроводу делается по аналогии с электронагревателем – на выходе ставится запорная арматура, предохранительный обратный клапан и система быстрого опорожнения. Другое дело – подсоединение топливной магистрали, здесь начинают действовать строгие правила, единые для всех газоиспользующих установок:

  • даже если газ заведен в дом, нужно выполнить либо откорректировать проект, где будет отражено размещение аппарата и схема подключения;
  • необходим полноценный дымоход, построенный согласно требованиям СНиП;
  • в помещении предусматривается приточно-вытяжная вентиляция, способная обеспечить нормативный воздухообмен (3 объема комнаты в час плюс воздух на горение);
  • высота потолков комнаты – не ниже 2.5 м, минимальный объем – 15 кубов.

Совет. Чтобы специально не обустраивать помещение под водонагреватель, последний лучше сразу ставить в котельную, где уже организована вентиляция и сделан дымоходный канал. Более детально требования к монтажу и порядок присоединения изложен в руководстве по установке газового котла.

Нагревателю требуется отдельный дымоходный канал

Плюсы и минусы газовых аппаратов

Бойлер, использующий природный газ, — товар специфический. Судите сами: в странах СНГ, где данный энергоноситель продается по невысокой цене, проще сразу поставить двухконтурный газовый котел либо использовать одноконтурный плюс бак косвенного нагрева. В Украине и странах Евросоюза подобная покупка бессмысленна.

Поскольку первый вариант не обеспечит нужный расход ГВС, а второй требует приличных вложений, существует промежуточное решение – проточный нагреватель (колонка). Поэтому, учитывая цену накопителя, сторонников газовых бойлеров остается немного.

Справка. Качественное изделие на 100 литров известной фирмы Baxi обойдется в 450 у. е. Это сопоставимо с настенным турбированным отопителем мощностью 24 кВт того же бренда.

Другой существенный недостаток водонагревателя — проблематичный монтаж, связанный с оформлением разрешений на установку газоиспользующего оборудования. Процедура утомительная и вовсе не бесплатная.

Перечислив негативные стороны бойлеров, попытаемся уравновесить их позитивом:

  1. По скорости нагрева аппараты являются рекордсменами среди всех накопителей. Бак вместительностью 100 л готов к использованию спустя 30 минут после запуска горелки.
  2. Водонагреватели не нуждаются в повышенном внимании и частом обслуживании, профилактику рекомендуется делать ежегодно.
  3. Дешевизна энергоносителей для жителей РФ, Казахстана и других стран СНГ.
На фото показан свищ, возникший на крышке корпуса в точке соединения с газоходом

По надежности работы водогрейного оборудования есть вопросы. Пользователи нередко отмечают прогорание стыков неподалеку от дымовой трубы, ведущее к протечкам резервуара. Другие неисправности типичны – засоры сопла запальника, выход из строя термопары и проблемы в электрической цепи датчика тяги.

Емкости косвенного нагрева

Если сравнивать конструкции разных водонагревателей, то косвенный бойлер — это самый простой и надежный вариант накопительного бака для ГВС. Агрегат не производит тепло самостоятельно, а получает энергию извне – от любого водогрейного котла. Для этого внутри утепленного резервуара установлен теплообменник – змеевик, куда подается горячий теплоноситель.

Уточнение. Недорогие версии водонагревателей комплектуются единственным теплообменником, нагревающим воду в баке. Бивалентные модели оснащаются двумя змеевиками, чтобы комбинировать агрегат с несколькими источниками тепла, например, котлом и солнечными коллекторами.

Строение бойлера повторяет предыдущие конструкции, только без горелок и ТЭНов. Главный теплообменник находится в нижней зоне бочки, вторичный – в верхней. Соответствующим образом расположены все патрубки, внутри бак защищен магниевым анодом. Как функционирует «косвенник»:

  1. Со стороны ототпителя в змеевик поступает теплоноситель, нагретый до 80—90 градусов (минимум – 60 °С). Циркуляцию через теплообменник обеспечивает насос котлового контура.
  2. Вода в резервуаре прогревается до 60—70 °С. Скорость набора температуры зависит от мощности источника тепла и начальной температуры холодной воды.
  3. Водоразбор идет из верхней зоны бака, подача из магистрали – в нижнюю.
  4. Увеличение объема жидкости при нагреве воспринимает расширительный бачок, установленный на «холодной» стороне и выдерживающий давление 7 Бар. Его полезный объем рассчитывается как 1/5 от вместительности резервуара, минимум — 1/10.
  5. Рядом с бачком обязательно ставится воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.
  6. В корпусе предусмотрена гильза под температурный датчик терморегулятора. Последний управляет трехходовым клапаном, переключающим потоки теплоносителя между ветками отопления и ГВС.

Важный момент. Теплоноситель движется по змеевику от верхнего патрубка к нижнему, обеспечивая послойную загрузку водонагревателя.

Водопроводные патрубки резервуара условно не показаны

Типовая схема обвязки

Косвенные бойлеры производятся в горизонтальном и вертикальном исполнении, емкость – от 75 до 1000 литров. Бывают комбинированные модели с дополнительным источником нагрева – ТЭНом, поддерживающим температуру в случае остановки теплогенератора либо прогорания дров в топке ТТ-котла. Как правильно обвязать косвенный нагреватель с настенным отопителем, показано выше на схеме.

Насос теплообменного контура включается по команде контактного термостата, установленного в греющей емкости

Как известно, далеко не все дровяные и газовые котлы наделены «мозгами» — электроникой, управляющей нагревом и работой циркуляционного насоса. Тогда нужно установить отдельный перекачивающий агрегат и соединить с бойлером по схеме, предложенной нашим экспертом в учебном видеосюжете:

Позитивные и негативные моменты

По сравнению с газовыми моделями бойлеров «косвенники» недороги. Например, настенный агрегат венгерского производителя Hajdu AQ IND FC 100 л стоит 290 у. е. Но не забываем: водогрейный бак не способен работать самостоятельно, без источника тепла. Сюда же придется добавить расходы на обвязку – приобретение клапанов, термостата, циркуляционного насоса и труб с фитингами.

Замечание. Если вы захотите собрать схему с рециркуляцией ГВС, то понадобится дополнительный насос, трехходовой и обратный клапан.

Чем хорош бойлер косвенного нагрева:

  • нагрев воды от любого теплосилового оборудования, солнечных коллекторов и электрических элементов;
  • большой запас производительности по ГВС;
  • надежность в работе, минимум обслуживания (раз в месяц прогрев до максимума от легионеллы и своевременная замена анода);
  • время загрузки бойлера можно регулировать , например, перенести на ночь.

Главное условие правильной работы агрегата – достаточная мощность тепловой установки. Если котел подобран чисто под систему отопления без запаса, присоединенный бойлер не даст прогреть жилище либо вы останетесь без горячей воды.

Чтобы из смесителей сразу шла горячая вода, стоит смонтировать обратную линию рециркуляции с отдельным насосом

Недостатки косвенного греющего бака – приличные размеры (маленькие ставят реже) и необходимость топить котел летом для обеспечения ГВС. Указанные минусы нельзя назвать критическими, особенно на фоне высокой производительности и универсальности подобного оборудования.

В заключение рекомендации по выбору

Домовладельцам с ограниченным бюджетом остается лишь выбрать подходящую модель электронагревательного аппарата. Это самый доступный вариант по затратам на покупку и установку оборудования. Впоследствии придется экономить электроэнергию и мириться с неудобствами эксплуатации – длительный прогрев и небольшая емкость бака.

Какой бойлер лучше выбрать исходя из условий проживания и наличия отопительного оборудования:

  1. В многоквартирном доме проще и быстрее всего поставить электронагреватель. На монтаж любого газового аппарата нужно получить разрешение, а «косвенник» негде размещать и нечем нагревать.
  2. Лучшее решение для частного дома – «бочка» косвенного нагрева. Установив бак на 200—300 л, вы однозначно закроете вопрос по ГВС.
  3. Если в помещении топочной не хватает места, приобретите косвенный бойлер в настенном горизонтальном исполнении.
  4. При подборе аппарата любого типа обратите внимание на материал, из которого сделан анод. На смену магниевым элементам приходят более долговечные титановые стержни.
  5. При недостаточной мощности котла подключение дополнительного бака противопоказано. Есть 3 способа решения проблемы: заменить теплогенератор, купить электрический накопитель или установить газовый бойлер. По соотношению комфорт / стоимость монтажа последний вариант выглядит предпочтительным.

Примечание. Если в доме уже работает газовый котел, то получение разрешения на подсоединение дополнительного оборудования упрощается. Придется откорректировать существующий проект и согласовать документацию с поставщиком газа.

Безусловным лидером рейтинга накопительных бытовых нагревателей является бойлер, работающий на электричестве. Популярность обусловлена доступной ценой, простотой и оперативностью подключения – аппарат ставится буквально за 1 день.

otivent.com

Устройство водонагревателя: принцип работы, разновидности

Бесперебойный доступ к горячей воде обеспечивает человеку комфорт в жилых, производственных и офисных помещениях. Наличие возможности подключения к централизованным сетям горячего водоснабжения не гарантирует постоянную подачу подогретой воды в связи с профилактическими работами и аварийными ситуациями. Для загородных домов, дач и других строений, где нет магистральных тепловых сетей эта проблема многократно усиливается. Есть ли выход из этой ситуации? Конечно, есть! Необходимо просто установить водонагреватель и доступ к горячей воде будет обеспечен практически круглогодично.

Современное водонагревательное оборудование использует в своей работе различные виды энергоносителей: электроэнергию, природный газ, жидкое и твердое топливо. Одним из самых распространенных видов водонагревателей являются электрические приборы в разнообразных исполнениях. В этой статье мы рассмотрим основные типы такого электротермического оборудования, принцип работы водонагревателей, а также их конструктивные и технологические особенности. В заключение будут приставлены наиболее популярные модели бойлеров и водонагревателей на российском рынке такой техники.

Типы электрических водонагревателей

Наиболее экономичный способ нагрева холодной воды — это использование газовой колонки, но в большинстве случаев этот нагревательный прибор просто невозможно установить. В многоэтажных домах чаще всего отсутствуют специальные системы отвода отходов горения природного газа, а многие частные дома и дачи не газифицированы. Поэтому в этом случае монтаж электрических приборов для получения горячей воды не имеет альтернативы. Все электрические водонагреватели делятся всего на два типа: накопительные (бойлеры) и проточные. Ниже мы кратко рассмотрим принцип действия каждого типа по отдельности.

  1. Электрический накопительный водонагреватель (бойлер). Этот прибор чаще всего называют бойлером. Устройство представляет собой простой бак для воды с установленными нагревательными элементами (ТЭНами) и электронными или механическими системами управления. Сама емкость имеет термоизоляцию от внешней среды, что позволяет существенно экономить электроэнергию. Принцип работы накопительного водонагревателя статический. Бак заполняется холодной водой и она нагревается с помощью ТЭНов. Весь процесс нагрева и поддержания необходимой температуры происходит под управлением блока автоматики.

  1. Проточный электрический водонагревательный прибор. Принцип работы проточного водонагревателя динамический. В этом устройстве нет накопительной емкости для холодной воды. Процесс нагрева воды ТЭНами происходит в специальных трубах и змеевиках при постоянном потоке водной среды через эти элементы. Как и в накопительных системах, в проточных водонагревателях реализован принцип механического или автоматического управления с помощью электронного блока. Для быстрого нагрева сильного потока воды до необходимой температуры проточный электронагреватель должен иметь достаточную мощность, что является определенным недостатком.

Эти два типа электрических водонагревателей могут иметь различное исполнение. Существуют приборы с косвенным нагревом, где тепловая энергия передается воде через дополнительный теплоноситель в теплообменном модуле. В этом случае нагревательные элементы подогревают специальную жидкость, которая, в свою очередь, передает тепло холодной воде в теплообменнике. Кроме того, в качестве элементов нагрева могут использоваться не только ТЭНы, но и другие устройства, например, инфракрасные источники.

Но все эти устройства намного дороже, поэтому в основном используются проточные и накопительные водонагреватели с прямым подогревом воды нагревательными элементами сопротивления, то есть ТЭНами. Ниже мы более подробно рассмотрим устройство, принцип работы, преимущества и недостатки обеих типов электрического водонагревательного оборудования. Это позволит вам сделать правильный выбор устройства для бесперебойного обеспечения горячей водой своего жилья, офиса или хозяйственного помещения.

Накопительный водонагреватель

Устройство накопительного водонагревателя довольно простое. Главным элементом прибора является емкость для воды, изготовленная из нержавеющей стали или алюминия. Если бак изготовлен из простой стали, то его внутренняя поверхность бака покрывается специальными материалами, улучшающими его эксплуатационные характеристики коррозионную стойкость. В накопительном баке устанавливается нагревательный модуль, состоящий из одного или нескольких ТЭНов. ТЭНы могут быть «мокрыми» или «сухими». В первом случае нагревательный элемент контактирует непосредственно с водой, а во втором он помещается в трубку, которая и нагревает воду.

Вся эта конструкция помещается во внешний кожух и изолируется от него специальным термоизоляционным материалом. В баке устанавливается термостат и другие необходимые датчики, подключенные к системе автоматики и информационным модулям. На внешней оболочке прибора монтируется система управления, механическая или электронная. Ниже представлена классическая схема накопительного водонагревателя в разрезе с минимально-необходимым набором элементов.

Как работает накопительный водонагреватель? Все довольно просто! Принцип действия бойлера построен на свойствах воды с разной температурой. Как мы знаем из школьного курса физики теплая жидкость стремится вверх, а холодная вниз. Именно на этом физическом явлении и построена работа всех накопительных водонагревателей. Снизу прибора подается холодная вода и нагревается ТЭНом. Поднимаясь она удаляется из бака через высокий патрубок забора горячей воды. Сам процесс простой, но для надежного функционирования всей системы требуется установка дополнительных элементов и систем как внутри бака, так и на защитном кожухе.

Внутри накопительной емкости устанавливается магниевый анод, который необходим для уменьшения количества свободных ионов в воде. Этот элемент позволяет заметно уменьшить коррозию внутренних частей бойлера. А также в баке устанавливается термостат, позволяющий регулировать температуру воды и отключать ТЭНы при достижении необходимого температурного режима. Весь процесс нагрева и отбора горячей воды в бойлере представлен на следующем рисунке.

В большинстве электрических накопительных водонагревателей устанавливаются датчики температуры, с выводом показаний на электронный дисплей или механический термометр. Подача холодной воды осуществляется через кран с обратным предохранительным клапаном. Управление режимами работы бойлера осуществляется как электронными модулями, так и механическими регуляторами в более простых моделях. К достоинствам накопительных электрических водонагревателей можно отнести возможность нагрева больших масс воды и низкое энергопотребление, а к недостаткам высокую стоимость.

Проточный водонагреватель

Устройство проточного водонагревателя полностью отличается от схемы принципа действия накопительного оборудования. Этот прибор не имеет емкости для накопления воды, а ее нагрев происходит при постоянном потоке жидкости через нагревательный модуль. В качестве такого модуля используется конструкция из труб с ТЭНами, которые могут располагаться как снаружи, так и внутри конструкции. Лучшим материалом для изготовления нагревательного модуля является медь, но в более дешевых моделях может быть использована нержавеющая сталь или алюминий.

Кроме модуля для нагрева воды в состав прибора входят различные дополнительные устройства. Датчик потока воды необходим для определения минимального напора воды, при котором можно эксплуатировать водонагреватель. Температурный датчик, регулятор температуры (термостат) предназначены для управления режимами работы. Тепловой предохранитель отключает систему при превышении максимально возможных температурах потока воды. На нижеприведенной картинке показана классическая схема электрического проточного водонагревателя в разрезе.

Как работает проточный водонагреватель? Этот процесс будет понятен даже школьнику! Из представленной схемы понятно, что холодная вода попадает в прибор через патрубок, а доступ в нагревательный модуль ей открывает реле давления. При низком давлении водонагреватель функционировать не будет. Регулятор температуры управляет процессом нагрева. Вода, нагретая до необходимой температуры, выводится наружу и подается в смеситель для использования потребителем. К достоинствам проточных электрических водонагревателей можно отнести невысокую стоимость и мгновенный нагрев воды, а к недостаткам высокое электропотребление и особые условия к электропроводке.

Обзор рынка электрических водонагревателей

В настоящее время на российском рынке электрического водонагревательного оборудования присутствует большее количество производителей как отечественных, так и иностранных. Конечно в основном доминируют иностранные производители такие как MTS и Lorenzi Vasco, но называть их продукцию чистым импортом нельзя. Большинство компаний открывает в России собственные производственные мощности полного цикла, с изготовлением основных комплектующих изделий. Это позволяет снизить себестоимость продукции и сделать ее доступной широкому кругу покупателей. Одной из таких компаний является итальянская корпорация Thermex, продукция которой уже практически стала российским брендом.

Более двадцати лет компания «Термекс» успешно работает в России, открывает собственные заводы и обеспечивает наш рынок электрическими водонагревателями высокого качества. Модельный ряд от этого производителя включает все типы электрического оборудования для нагрева воды. Популярность водонагревателя Термекс среди потребителей очень высока за счет инновационных идей, используемых при его изготовлении. Принцип работы водонагревателя Термекс, независимо от типа устройства, не отличается от аналогичных изделий других производителей. Но сразу следует сказать, что продукция компании завоевала доверие российского покупателя своими техническими характеристиками и доступной ценой.

Чем же так хороши водонагреватели от корпорации «Термекс»? Все очень просто! Модельный ряд продукции очень широк и позволяет практически любому потребителю подобрать оборудование для нагрева воды под свои нужды. Электрические накопительные водонагреватели Термекс выпускаются в широком диапазоне внутренних объемов от 10 до 300 литров. Проточные нагреватели различной мощности позволяют практически мгновенно нагреть проточную холодную воду до необходимой температуры.

К другим преимуществам электрических водонагревателей Термекс можно отнести следующие технологические и конструктивные особенности:

  • модельный ряд накопительных водонагревателей состоит как из круглых, так и плоских моделей различного объема с лаконичным дизайном;
  • качественная теплоизоляция изделий и автоматический контроль режимов работы позволяют значительно экономить электроэнергию;
  • в различных моделях используется как электронное, так и механическое управление, что позволяет оптимизировать весь процесс нагрева воды;
  • баки накопительных водонагревателей изготавливаются из специальной нержавеющей стали с высокой антикоррозионной стойкостью;
  • в проточных водонагревателях нагревательный модуль полностью производится из меди, что повышает его надежность и долговечность;
  • в некоторых моделях накопительных водонагревателей внутренняя поверхность баков покрывается биостеклофарфором, который полностью исключает коррозию емкости.

Кроме этого, в модельный ряд продукции от компании «Термекс» входят электрические водонагреватели с комбинированной системой нагрева воды.

Заключительная часть

Выбор типа оборудования для нагрева вода зависит от условий использования данной техники и финансовых возможностей потребителя. Если вам необходима основательная система с большими объема, то следует отдать предпочтение накопительным приборам, невзирая на затраты. Для тех кому горячая вода необходима здесь и сейчас в небольших объемах отлично подойдут проточные водонагреватели.

Видео по теме

profazu.ru

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 75оС.
  • Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85оС.
  • 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.

    так обычно выглядит мокрый ТЭН

  • Cухой ТЭН по принципу работы аналогичен, но он не контактирует с водой. Спираль заключена внутрь диэлектрической колбы, имеющей оболочку. Последняя и соприкасается с водой. Диэлектрическая колба предотвращает контакт спирали с наружной оболочкой. Сухой ТЭН считается полностью безопасным в плане поражения человека электрическим током. Пробой невозможен. При выходе из строя ТЭНа просто сгорает спираль.

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.

nagrevalki.com

Устройство, схема и принцип действия бойлера

В летнее время, когда начинаются плановые отключения горячей воды, от многих проблем может спасти электрический или газовый водонагреватель, обеспечив человеку дополнительные удобства. Чтобы подобрать оптимальный вариант, для начала необходимо ознакомиться с разновидностями такого оборудования, узнать устройство бойлера и понять, как он действует.Перед покупкой бойлера требуется узнать, какие они бывают

Краткая историческая справка

В 1760 году швейцарец Соссюр придумал солнечный водный обогреватель. Он взял две емкости с водой и поместил их в сосновую изолированную коробку, сверху закрытую стеклом. Солнечный свет, преодолевая стекло, попадал на черную подкладку коробки, которая при поглощении солнца превращала его в тепло, в результате чего вода нагревалась. Но это был только опыт. В 1891 году в США выпустили первый солнечный водонагреватель для продажи.

В 1868 году английским художником Моэном изобретен первый домашний водонагреватель, работающий на твердом топливе. Изобретение было названо гейзером в честь горячего источника в Исландии. Прибор нагревал протекающую через трубы воду горячими газами от горелки, которая располагалась внизу, и вода стекала в ванну или подставленный сосуд. Изобретение осталось без будущего, так как не имело дымохода и представляло опасность для человека.

В этом видео вы узнаете схему подключения бойлера к водопроводу: Серии опытов по изобретению водонагревателя были предприняты в Европе и США. В конце XIX века американцы уже продавали свои первые газовые водонагреватели, а позднее норвежский инженер Эдвин Руд, эмигрировав в США, создал газовый накопительный водонагреватель, который и сейчас активно используется в Америке. В 1905 году одна из европейских компаний выпустила первый в мире газовый водонагреватель, изобретателем которого был немецкий инженер Йоханн Вайплант.

С тех пор газовые колонки почти не изменились, однако усовершенствовалась их система безопасности. В 1987 году в Берлине в продажу поступил первый электрический водонагреватель с электронным управлением.

Упоминания о накопительных электрических нагревателях появлялись еще в 30-х годах. Но только в середине 90-х годов французской компанией Atlantic была разработана и усовершенствована система сухого тэна.

В России в 40-х годах начался выпуск газовых проточных водонагревателей. В 90-е годы из-за рубежа стали завозить электрические, которые и в настоящее время пользуются популярностью.

Устройство электрических приборов

В квартирах и частных домах чаще всего применяются электрические водонагреватели. Этому есть несколько объяснений. Во-первых, невысокая цена, не нужны никакие разрешения, а во-вторых, приборы являются надежными, если установлены по всем правилам техники безопасности. Конструкция их простая и сосредоточена на двух главных элементах — баке и нагревательном приборе.

Основной частью любого водонагревателя является бак. Принцип действия бойлера можно сравнить с термосом. Баки изготавливаются из самой устойчивой к коррозиям стабилизированной стали, изнутри покрываются стеклофарфором, который из-за своей химической нейтральности и особой кристаллической структуры обладает многими полезными свойствами. Именно благодаря такому покрытию вода даже при интенсивной работе системы остается чистой.

Внутри прибора находятся трубки, которые отвечают за подачу и забор воды. Вода, поступая снизу, распределяется по баку с помощью рассекателя струи по принципу несмешивания разных слоев жидкости. Нагретая вода идет вверх, где происходит ее забор. Во фланце, который является съемным, собраны следующие элементы:

  • ТЭН — нагреватель, состоящий из нихромовой спирали;
  • термостат по контролю за температурами;
  • магниевый анод, уменьшающий коррозию.
Данные котлы чаще применяются в жизни

При покупке нужно учитывать, из чего состоит внутреннее покрытие резервуара: это должны быть нержавеющая сталь, титан и стеклофарфор. Гарантийный срок таких изделий будет 7-10 лет. Принцип работы водонагревателя связан с его типом. Имеется три типа таких агрегатов: накопительный, проточный и наливной. Особенность работы накопительного варианта состоит в постепенном нагревании воды до нужной температуры после установки программы. После нагревания прибор автоматически отключается, а после остывания — включается. Суть проточного водонагревателя заключается в запуске ТЭНов после открытия холодной воды.

Косвенные водонагреватели

Эти приборы в обычном режиме не производят горячую воду, а подают ее из парового котла. Внешне такой нагреватель похож на бочку. Сейчас стали выпускать и прямоугольные модели, которые обычно изготавливаются в одном стиле с котлом и ставятся под ним для экономии места в котельной. Внутренняя поверхность бойлера выполнена из стали или пластика, а емкость для нагрева воды изготовляется из теплоизолирующего материала.

В середине находится латунный или стальной теплообменник, по которому идет теплоноситель в форме змеевика. Холодная вода подается в низ бака, горячая — сверху. При желании получить воду с температурой 55 градусов теплоноситель должен нагреться до 80 градусов — это один из минусов бойлера. Второй состоит в том, что очень долго загружается бак. Если в семье более трёх человек, то кому-то придется ждать.

Как и электрические, косвенные водонагреватели имеют магниевую защиту от коррозии. Есть усложненные модели, оборудованные двумя змеевиками: тогда второй можно присоединить к другому котлу и вода будет греться быстрее. При покупке нужно правильно рассчитать объем воды на семью, чтобы выбрать размер бака. На одного человека необходимо около 100 литров воды.

Преимущества косвенного нагревателя:

  1. Не перегружается электропроводка во время отопительного сезона, так как бойлер работает от центрального отопления и электричество ему не нужно.
  2. Бойлер не взаимодействует с проточной водой, поэтому безопасная и долгая жизнь ему обеспечена.
  3. Благодаря циркуляции горячая вода поступает сразу при открытии крана.
  4. Косвенный водонагреватель в любой момент можно переключить на другой источник тепла или применить сразу несколько.

Имеются и негативные стороны работы этой системы. Главной из них является то, что для переоборудования потребуются серьёзные финансовые затраты. К другим недостаткам косвенных нагревателей относятся:

  1. Высокая цена, по сравнению с электрическими и газовыми водонагревателями.
  2. В начале подключения вода греется до двух часов, а это негативно сказывается на отопительной системе дома.
  3. Для бойлера с большим объемом необходимо специальное помещение.

Первая ошибка, с которой сталкиваются покупатели, — это неправильное место бойлера. Он должен устанавливаться как можно ближе к котлу или выходу центрального отопления. Вторая ошибка заключается в том, что неправильно подключается подача холодной воды: оптимально теплоноситель входит в нагреватель сверху и выходит снизу.

Не забываем выбрать правильно место для бойлера

Газовые накопительные системы

Такие приборы по своей конструкции напоминают электрические. Единственное, что их отличает, — это установленная внизу газовая горелка, в то время как дымоход находится вверху. Принцип работы бойлера такой же, но источником тепла здесь является горелка, которая нагревает водяной бачок.

Состоит из следующих элементов:

  • корпус из стали;
  • бак;
  • термоизоляция;
  • вытяжка;
  • теплообменник;
  • датчик по расходу топлива;
  • горелка;
  • защитная система;
  • блок управления.

Схема работы бойлера следующая: вода под давлением, которое создает сам пользователь, течет в бак и нагревается. Как видно на рисунке, вода становится горячей не только от горелки, но и от тепла продуктов горения. Это происходит с помощью стального газохода, который проходит сквозь бачок и делится своим теплом с водой. Горелка управляется при помощи электронного блока, задача которого — поджечь ее или затушить при достижении определенной температуры.

Корпус защищен магниевым анодом. К сожалению, при всей простоте использования этот вид водонагревателей особой популярностью не пользуется из-за некоторых сложностей оформления и подключения газовых установок. Есть еще один минус — чтобы пользоваться газовым бойлером, нужно приобрести хороший кондиционер, а это доступно не каждому.

kaminguru.com

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


Смотрите также