Устройство накопительного водонагревателя в разрезе – устройство электрического, газового и косвенного водонагревателя

Содержание

Виды конструкции бойлера — Все о печи в доме

Конструкция бойлера представляет собой ряд согласованно работающих устройств. Целью их эксплуатации является получение горячей воды определенного объема. Главными отличительными особенностями конструкции нагревателей является способ прохождения воды — накопительный или проточный. В накопительных электрических водонагревателях, повсеместно называемых бойлерами, вода набирается (накапливается) в баке определенного объема, и в течение нескольких часов нагревается до заданной в регулировках температуры.

Изображение 1. Схема устройства накопительного нагревателя.

По мере расходования горячей в бак поступает холодная вода, для подогрева которой автоматически включаются нагревательные элементы. Когда горячая вода израсходована полностью, следующая партия подогретой жидкости будет готова через 2-3 или 4 часа (в зависимости от объема). Этого недостатка лишены проточные конструкции нагревателей воды. В них нагревается поток воды и сразу подается к горячему крану. В такой системе водоснабжения горячая вода может быть получена круглосуточно, без перерывов для нагрева.

Недостатком проточных водонагревателей является большой расход электричества при их работе.

Схема устройства накопительного водонагревателя — бойлера

Накопительный водонагреватель (бойлер) внешне имеет вид закрытой емкости, чаще всего цилиндрической формы. Под декоративным наружным покрытием находится накопительный бак, в который набирается вода для нагрева. Между баком и покрытием находится теплоизолятор, ограничивающий потери тепла от нагретой воды.

Изображение 2. Схема проточного нагревателя.

Поступление холодной воды в емкость бака происходит по входящей холодной трубе в его нижнюю часть. Внутри бойлера расположен нагревательный элемент, который работает по принципу кипятильника: греется сам и потому греет воду вокруг себя. Нагретая жидкость забирается из верхней части бака (теплая и горячая вода легче, она поднимается вверх, потому ее забор должен производиться вверху). Чаще всего выход горячей трубы располагается внизу, то есть труба забирает воду в верхней части бака и через бак опускает ее вниз, к расположенному там выходу.

Внутри водонагревателя устанавливается термопара, которая автоматически включает и выключает нагрев (работу нагревательного элемента) в зависимости от температуры воды в баке. Значение температуры, при котором нагреватель обесточивается и перестает греть пространство вокруг себя, выставляется на регулировочном термостате, расположенном, как правило, в нижней части бойлера и имеющем ручки установки уровня температуры снаружи бака.

Часто в конструкции водонагревателя устанавливается воздухоотводчик (в верхней части накопительной емкости). Его предназначение — выпускать (стравливать) давление, образующееся при нагреве воды в закрытом объеме. Воздухоотвод работает в ручном режиме, то есть не сам по себе автоматически, а только в присутствии человека, его руками.

Обязательным дополнительным элементом в конструкции водонагревателя является предохранительный (или аварийный) клапан. Это — автоматический стравливатель лишнего давления. Его располагают на входной холодной трубе.

Схема подключения накопительного водонагревателя.

Устройство предохранительного клапана обеспечивает прокапывание и просачивание воды при увеличении давления свыше 7 атмосфер. Для удобства пользования аварийный клапан снабжается шлангочкой, выводящей воду в подставленную рядом емкость или непосредственно в раковину (ванну, унитаз).

Для удобства проведения профилактических работ, ремонта на выходе воды из бака устанавливается слив.

Схема устройства накопительного нагревателя приведена на изображении 1, где его внутреннее строение приведено в разрезе.

Все вышеперечисленные элементы могут быть выполнены из различных материалов, с разными характеристиками долговечности, надежности и стоимости. Разнообразие конструктивных элементов формирует широкий выбор конструкций накопительных бойлеров.

Вернуться к оглавлению

Элементы накопительного водонагревателя

Вернуться к оглавлению

Бак — накопительная емкость

Наиболее распространенная форма накопительной емкости бойлера — цилиндр — связана с минимализацией тепловых потерь. У шара теплопотери наименьшие, у цилиндра — больше, чем у шара, у параллелограмма — максимально возможные.

Материал для изготовления бака в бойлере — металл. В самых дешевых вариантах водонагревателей емкость изготавливают из обычной стали. В течение двух-трех лет такой бак дает течь и требует ремонта. Покрытие внутренней поверхности нагревательной емкости слоем титана или нержавеющей стали значительно увеличивает срок эксплуатации. Наибольшая долговечность (до 7 лет) будет у нагревателя с баком, полностью выполненным из нержавейки (или титана). По стоимости такие бойлеры будут самыми дорогими.

Схема ТЭНа.

Металлическая стенка нагревательной емкости снаружи защищается слоем теплоизолятора, выполненным из пенопласта или монтажной пены толщиной 2-2,5 см. Всю конструкцию снаружи закрывает наружный слой из винила или металла. Для уменьшения коррозии внутренней поверхности металлического бака в емкость устанавливается анод из магния, который активнее железа и потому реагирует и коррозирует первым. Разрушенный анод через один-полтора года заменяют новым. Таким образом, можно продлить срок службы металлического бака.

Вернуться к оглавлению

ТЭН — нагревательный элемент

ТЭН (трубчатый электрический нагреватель) — представляет собой металлическую изогнутую трубку из меди с расположенным внутри нее электрическим проводом. При прохождении тока нить провода нагревается и передает тепло (греет) металлический корпус-трубку. Трубка, в свою очередь, греет воду в водонагревателе. Принципиально отличаются так называемые мокрые и сухие ТЭНы. Мокрый ТЭН погружен непосредственно в жидкость и греет ее через прямой контакт поверхности с водой. Сухой ТЭН защищен дополнительным корпусом-колбой, непосредственно с жидкостью не контактирует, потому более долговечен. Пространство колбы может быть заполнено маслом или кварцевым песком.

Вернуться к оглавлению

Термопара — элемент безопасности

Схема различных видов термопар.

Термопара предназначена для автоматической блокировки работы нагревательного элемента при достижении жидкостью внутри бака определенной заданной температуры. Это один из главных элементов безопасной эксплуатации водонагревательного устройства.

Термопара представляет конструкцию, состоящую из двух проводников различного сопротивления, в которых при изменении температуры меняется сопротивление материала. По факту изменения силы тока (при изменении сопротивления материала сила тока также меняется) термопара блокирует подачу напряжения на нагревательный элемент.

Устройство термопары располагается в верхней, самой горячей части бойлера (по физическим законам нагретая вода поднимается вверх).

Вернуться к оглавлению

Предохранительный клапан

Второе название — аварийный. Он вступает в работу тогда, когда сломалась и перестала функционировать термопара. Бесконечный нагрев воды ведет к увеличению давления внутри бака. Предохранительный клапан, установленный на входе, имеет в своей конструкции пружину, выдерживающую давление около 7 атмосфер. При превышении заданного значения давления пружина сжимается и открывает доступ к сливному отверстию. С вытеканием горячей воды давление внутри металлической емкости бака уменьшается, уменьшая опасность разрыва бойлера (взрыва водонагревателя).

Вернуться к оглавлению

Схема устройства проточного нагревателя

Проточные водонагреватели различных конструкций выдают разное количество горячей воды. Нагреватель, мощностью 1,5 литра воды в минуту предназначен для кухонного использования, для мытья посуды. Производственная мощность 3 литра в минуту позволяет принять душ. Проточные водонагреватели требуют достаточно большой мощности, прокладывания надежного кабеля. Для работы в режиме 3 литра в минуту потребуется 7,5 кВт электричества в час.

Проточный нагрев воды выполняется следующим образом. Сначала поступающая холодная вода проходит через электронное устройство, где выравниваются ее давление, насыщение воздухом, скорость потока. После электронного устройства поток двигается в теплообменник, где нагревается ТЭНом, и поступает на выход.

Предохранительным устройством в проточных видах нагревателей является датчик давления. При остановке подачи воды (закрыли кран, образовалась воздушная пробка, низкое давление в водопроводе) происходит падение значения измеряемого давления жидкости. Датчик автоматически отключает работу нагревательных элементов. Схема устройства проточного нагрева воды приведена на изображении 2.

Конструкции водонагревателей состоят из ряда элементов и устройств. Бесперебойная работа каждого из них формирует слаженную работу водонагревателя.

1popechi.ru

Водонагреватели накопительные: принцип работы

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

Требования к накопительному водонагревателю

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

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

Самый обычный водонагреватель накопительного типа с электрическим нагревом

Каково устройство водонагревателя

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

Накопительные водонагреватели имеют следующее устройство:

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

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

Схема устройства водонагревателя накопительного типа

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

Правила эксплуатации водонагревателя

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

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

Схема подключения накопительного водонагревателя к внутриквартирному водопроводу

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

Как выбрать накопительный водонагреватель в зависимости от количества членов семьи

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

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

Особенности ремонта накопительного водонагревателя

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

Многообразие проточных водонагревателей

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

stroyvopros.net

Устройство водонагревателя: накопительного или проточного

Рынок бытовой техники в наше время может предложить покупателям огромный выбор различных инженерных новинок, в том числе и водонагреватели. Эти приборы являются предметом первой необходимости в частном доме, жизнь без них становится крайне некомфортной. Однако перед тем как сделать покупку, стоит лучше изучить устройство водонагревателя и его основные параметры. Обладание всей полнотой информации поможет сделать правильный выбор.

Экономьте деньги вместе с электрическим нагревателем

Виды и типы водонагревателей

Прежде всего, установки для подогрева воды различаются по типу потребляемого ресурса. Например, существуют дровяные, газовые водонагреватели и даже устройства, использующие солнечную энергию.

Все эти виды бойлеров встречаются редко и используются больше в частных домах. Намного более распространенными являются электрические водонагреватели. Ими можно пользоваться как на дачах, так и в квартирах. По способу нагрева их делят на два вида:

  • проточный водонагреватель;
  • накопительный водонагреватель.

Друг от друга эти две разновидности отличаются ценой, размерами и принципом работы. Накопительный бойлер работает по принципу термоса. То есть, вода в нем нагревается, затем подача тепла уменьшается до минимального уровня, достаточного, чтобы поддерживать нужную температуру жидкости.

В проточных же нагревателях вода греется при прохождении через тепловые элементы. При этом она оказывается холоднее, чем в накопительном, но зато процесс нагрева проходит значительно быстрее.

В данном видео рассмотрим виды водонагревателей:

Особенности конструкции

Чтобы понять, какой вид нагревателей следует выбрать для своего дома, стоит лучше ознакомиться с принципом работы и устройством накопительного электрического водонагревателя.

Такой нагреватель состоит из следующих конструктивных элементов:

  1. Корпус бойлера. Обычно делается из пластика или нержавейки. Может быть выполнен в горизонтальном или вертикальном варианте. Изнутри имеет толстый слой теплоизолятора.
  2. Внутренний бак водонагревателя. Именно в нем хранится вода. Основные требования к нему — устойчивость к коррозии и перепадам температуры.
  3. Трубка для подачи горячей воды. Так как теплые слои жидкости всегда расположены вверху, соответственно, и трубка крепится к верхней части бойлера.
  4. Трубка подачи холодной воды. Располагается в нижней части водонагревателя.
  5. Нагревательный элемент. Состоит из термостата и термоэлектронагревателя. Последний греет воду, а термостат контролирует ее температуру и при превышении верхнего предела отключает подачу электроэнергии.
  6. Анод для сбора накипи. Из названия ясно, для чего он предназначен. Состоит из сплава с большим содержанием магния.
  7. Индикатор температуры воды. Может быть цифровым и стрелочным.
  8. Защитная крышка.

Так выглядит стандартное устройство накопительного водонагревателя. Конечно, в зависимости от модели и фирмы-изготовителя какие-то отдельные элементы могут отличаться, но общий принцип одинаков для всех модификаций.

Выбор оптимального варианта

Чтобы понять, какой аппарат нужен: накопительный или проточный, перед покупкой стоит обратить внимание на несколько факторов. Знание этих параметров облегчит выбор устройства при покупке и сделает работу бойлера более безопасной.

Первым делом нужно оценить состояние проводки в доме и нагрузки в сети. Если проводка новая, то можно смело брать нагреватель проточного типа. Также можно приобретать его, если дома подключена электрическая плитка, так как она потребляет около 5-6 кВт, как и электронагреватель. Если сеть спокойно выдерживает работающую электроплиту, значит, и с нагревателем не будет проблем. Однако включать одновременно оба этих устройства все же нежелательно.

В случае же, когда состояние проводки под вопросом, накопительный водонагреватель будет более обоснованным выбором. В случае внезапного отключения электроэнергии он может поддерживать нужную температуру воды еще 2-3 суток. Если проводка старая и с ней возможны проблемы, рекомендуется купить менее мощный бойлер, на 2,5-3,5 кВт. Устройство прекрасно справится со своими функциями, просто нагрев будет происходить чуть медленнее.

Важно также учитывать количество людей, проживающих в доме. На одного жильца достаточно бойлера с объемом бака 30 литров, а вот классической семье из трех человек с ребенком стоит присмотреться к 100-150-литровым нагревателям.

Также нужно обратить внимание на количество точек доступа, подключенных к устройству. Если вода будет тратиться только на мытье посуды и больше ни на что другое, то лучше купить малолитражный бойлер. Если параллельно с мытьем посуды планируется стирать белье и мыться в душе, то нужна более объемная разновидность.

Перед покупкой можно также почитать отзывы пользователей на ту или иную модель бойлера. Обычно с их помощью можно составить подробную картину достоинств и недостатков каждого водонагревателя.

Преимущества и недостатки

Как и все на свете, механизмы для нагрева воды имеют свои положительные и отрицательные стороны, напрямую связанные с устройством электроводонагревателя накопительного типа.

Среди достоинств установки можно выделить такие:

  1. Экономичность. Нагревшись в бойлере, вода может долгое время сохранять свою температуру даже без дополнительного нагрева.
  2. Запас горячей воды, которым можно пользоваться даже при отсутствии электричества.
  3. Большое количество модификаций с разным объемом бака, различной ориентации в пространстве и разнообразных расцветок.
  4. Малая мощность потребления, что позволяет его устанавливать даже в домах со старой электропроводкой.
  5. Обеспечивает подачу горячей воды в большое количество точек приема одновременно.
  6. Стабильная температура воды по сравнению с проточным электронагревателем.

Конечно, не обошлось и без минусов. Среди них — большой вес и крупные габариты установки, в связи с чем возникают некоторые сложности с ее размещением. Кроме того, более сложными являются работы по установке и монтажу по сравнению с проточным водонагревателем. Бойлер можно монтировать только на надежную стену, которая выдержит вес конструкции.

Другие недостатки накопительного нагревателя:

  1. Долгое ожидание момента, когда вода нагреется, после того как автомат был включен.
  2. Необходимость в регулярном обслуживании бойлера и очистке его от накипи, которая постепенно снижает КПД прибора.
  3. Режим поддержания заданной температуры воды увеличивает расход электричества.

Все же плюсов больше, чем минусов. Отсюда вывод — электронагреватель накопительного типа весьма полезная в хозяйстве вещь.

Советы по эксплуатации

При пользовании устройства электрического водонагревателя стоит учесть несколько рекомендаций по его использованию. Следование им увеличит бесперебойную эксплуатацию механизма и сохранит финансы, которые не придется тратить на ремонт бойлера.

Перед тем как уехать из дома на длительный срок, необходимо обязательно слить воду из бака водонагревателя. Особенно это актуально для зимнего сезона. В противном случае она замерзнет внутри бака, что приведет к полному и окончательному выходу из строя бойлера.

Противопоказано использовать воду из бойлера для питья или приготовления еды, если она застоялась. За это время в ней могут завестись опасные микроорганизмы. Также желательно минимум раз в месяц в качестве профилактики нагревать воду в баке до максимальной температуры.

‘; blockSettingArray[0][«setting_type»] = 1; blockSettingArray[0][«element»] = «h2»; blockSettingArray[0][«elementPosition»] = 1; blockSettingArray[0][«elementPlace»] = 1; blockSettingArray[4] = []; blockSettingArray[4][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[4][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[4][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[4][«setting_type»] = 5; blockSettingArray[8] = []; blockSettingArray[8][«minSymbols»] = 0; blockSettingArray[8][«minHeaders»] = 0; blockSettingArray[8][«text»] = ‘

‘; blockSettingArray[8][«setting_type»] = 6; blockSettingArray[8][«elementPlace»] = 90; var jsInputerLaunch = 15;

kaminguru.com

Как устроен накопительный водонагреватель — Только ремонт своими руками в квартире: фото, видео, инструкции

Из чего состоит водонагреватель

  • Особенности устройства накопительного водонагревателя
  • Как можно сэкономить на знании устройства водонагревателя и защититься от электротравмы
  • Устройство отдельных элементов нагревателя
  • Дополнительные элементы водонагревателя

Электрический водонагреватель или бойлер, что в переводе значит «кипятильник» или «котел», представляет собой устройство, которое можно использовать для автономного снабжения горячей водой какого бы то ни было объекта.

Схема устройства и подключения накопительного водонагревателя.

Водонагреватель устроен на базе внутреннего бака, тена, регулируемого термостата, магниевого анода. В качестве дополнительных элементов конструкция имеет кронштейн для крепления к основанию стены, трубку отбора воды, теплоизоляцию, трубку подачи воды, термометр, наружный корпус, декоративную крышку, индикаторную лампочку. Показывает наглядно то, как устроен данный аппарат.

Схема подключения накопительного водонагревателя.

Стоит отметить, что графические условные обозначения применимы на всех этапах проектирования системы отопления, а также в момент монтажа, наладки и эксплуатации данных систем. Они передают в графическом виде информацию, которая необходима при работе с проектом, это позволяет значительно облегчить проектирование, изучение и анализ проектов. Однако действующая, установленная государством, система условного обозначения не способна отразить все многообразие нового оборудования и элементов, которое широко применяется в настоящее время. Поэтому проектные организации и компании-производители используют для собственных каталогов и проектов условные обозначения, разработанные индивидуально, однако это затрудняет работу представителей проектных организаций, которые используют климатическую технику отечественного и зарубежного производителей. Если со всем детально ознакомиться, то установка водонагревателя окажется простой задачей даже для домашнего неквалифицированного мастера.

Зная устройство, которым обладает проточный водонагреватель, можно выбрать именно ту модель, которая будет служить в течение долгого времени. Внутреннее покрытие, которым обладает бак, может быть изготовлено на основе следующих материалов: нержавеющей стали, титана, стеклофарфора. Наиболее недорогим является проточный водонагреватель, выполненный из стеклофарфора, однако он обладает своими недостатками. Например, перепады температур могут повлиять на образование микротрещин, именно по этой причине гарантия на подобные модели не распространяется дольше трех лет.

Особенности устройства накопительного водонагревателя

Таблица выбора объема накопительного водонагревателя.

Проточный водонагреватель, который обладает внутри антикоррозийным покрытием с применением титановой эмали, как правило, имеет гарантийный срок 10 лет. Такой же срок у аппаратов, которые имеют внутреннее покрытие, изготовленное с использованием нержавеющей стали.

Электрический бойлер будет способен обеспечить лишь заданное потребление воды, что будет зависеть от конкретной модели. Так, существуют 2 типа электрических водонагревателей: первый из них — емкостный (накопительный), второй — проточный нагреватель. Емкостные водонагреватели обладают специальной емкостью, где осуществляется постепенный нагрев воды, в процессе чего применяются электрические тэны.

Накопительный водонагреватель работает по следующему принципу. После того как режим задан, вода начинает нагреваться, далее срабатывает контактор, чтобы произошло отключение. В момент остывания или расхода воды контактор срабатывает на возобновление работы тэнов. Как правило, накопительный бойлер обладает тэнами, мощность которых не более 2 кВт. Проточный электроводонагреватель лишен емкости. Тэны начинают функционировать только лишь после того, как будет включен кран воды. Для того чтобы обеспечить моментальный нагрев воды, мощность тэнов должна варьироваться в зависимости от нужд, примерно 3-27 кВт. ИЗОБРАЖЕНИЕ №2 иллюстрирует отличие устройств накопительного и проточного аппаратов.

Знать, как устроен водонагреватель, необходимо еще и для того, чтобы правильно его подключить к электрической цепи. Питание к водонагревателю необходимо подвести от щитовой. Стоит помнить, что не допускается подключение каких-либо других электроприборов к данной силовой линии. К водонагревателю должен быть проложен трехжильный кабель. Кабель соответствующего сечения предназначается для максимальной нагрузки, которая может достигать 5 кВт. Автоматический выключатель достаточно установить на 16 А в том случае, если бойлер до 3,5 кВт, либо на 20 А — для нагрузки до 4 кВт.

Вернуться к оглавлению

Как можно сэкономить на знании устройства водонагревателя и защититься от электротравмы

Схема газового водонагревателя.

Водонагреватель имеет такое устройство, которое должно быть снабжено защитой от возможного получения электротравм. Именно для этого электрическая цепь должна быть оснащена УЗО типа АС на 30 мА. Установку следует производить на порог выше выключателя автоматического типа. Для того чтобы не накапливать в щитовой чрезвычайно много автоматики, достаточно будет произвести установку дифференциального автоматического выключателя — дифавтомата взамен автоматического выключателя, а также УЗО.

Если водонагреватель обладает большой емкостью (от 150 л), для того чтобы сэкономить электроэнергию, желательно использовать электрический счетчик, который имеет способность рассчитывать двойной тариф — день-ночь. Бойлер, оснащенный программным обеспечением, будет греть воду в часы наиболее низкого тарифа — например, в ночные часы. Ранним утром вода будет горячей, а в дневное время ее окажется достаточно для подогрева по мере необходимости.

Вернуться к оглавлению

Устройство отдельных элементов нагревателя

Схема устройства электрического водонагревателя.

Накопительный водонагреватель работает по принципу разной плотности холодной и горячей воды. Вода поступает через трубку подачи воды. Холодная вода обладает большей плотностью, по этой причине она располагается в нижней части бака, то есть там, где установлен тэн. Нагреваясь, вода перемещается вверх и поступает посредством трубки забора воды напрямую к потребителю.

Накопительный водонагреватель обладает специальным расположением трубок забора и подачи воды. Они располагаются так, чтобы холодная вода поступала снизу, а горячая забиралась сверху. Холодная вода после поступления в водонагреватель проходит рассекатель струи, равномерно распределяясь по объему бака, она постепенно начинает вытеснять нагретую воду в верхние слои, где производится забор воды. При этом бойлер использует принцип, при котором слои воды не перемешиваются между собой, благодаря этому потребитель имеет возможность получать воду, которая обладает однородной температурой.

Накопительный водонагреватель имеет бак, выполненный из стабилизированной высокопрочной стали, которая устойчива к процессам коррозии. Внутреннюю его поверхность покрывают в процессе производства стеклофарфором, обжигаемым при температуре, равной +850°С. Бойлер, имеющий в составе стеклофарфор, который химически нейтрален, оказывается надежно защищен от коррозии. Благодаря особенной кристаллической структуре бак, изготовленный с применением стеклофарфора, способен выдерживать значительные нагрузки деформирующего типа.

Стеклофарфор имеет такой коэффициент линейного расширения, который близок к коэффициенту расширения, свойственному стали. Это обусловливает отсутствие отслоения покрытия в процессе эксплуатации водонагревателя .
Бойлер имеет внутренний бак, который защищен магниевым анодом от электрохимической коррозии. Для того чтобы сделать срок службы водонагревателя еще более длительным, следует осуществлять периодическую замену магниевого анода, что должно происходить не реже одного раза в полгода.
Бойлер имеет в своем устройстве стальной фланец, на котором смонтированы: термоэлектронагреватель (который представляет собой нихромовую спираль, заключенную в медный кожух), магниевый анод и термостат. Опорный съемный фланец укрепляется в корпусе аппарата при помощи резьбы либо болтов.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные элементы водонагревателя

Бойлер обычно имеет внешнюю оболочку, представленную корпусом, изготовленным из стали. Те нагреватели, которые имеют объем в пределах 5-15 л, обладают корпусом, при изготовлении которого используется пластик. Модели, обладающие объемом в 30 литров, могут быть выполнены с применением пластика или металла.

Бойлер имеет в составе экологически чистую теплоизоляцию. Для изготовления теплоизоляции применяется экологически чистый пенополиуретан, который размещают между внутренним баком и корпусом. Толщина такой изоляции колеблется в пределах 18-40 мм, что зависит от модели. Благодаря этому показатель теплопотерь равен 1°С за двухчасовой период.
Бойлер имеет термостат, оснащенный двойной защитой. Этот элемент обладает плавной регулировкой температуры до предела в +75°С. Термостат оснащен устройством, которое защищает водонагреватель от перегрева. На тот случай, если температура жидкости достигнет допустимого предела, превысив отметку в +85°С, защитное устройство, которое располагается во внутренней части термостата, автоматически отключит тэн от электросети.

Температурный режим функционирования водонагревателя может быть установлен самим потребителем, что осуществляется с помощью терморегулятора. Температурный режим, который был задан пользователем, термостат станет в течение всего времени поддерживать в автоматическом режиме. Если температура жидкости в приборе упадет более чем на 3°С, термостат включит тэн, после этого температурный режим будет повышен до заданной отметки.

Помимо уже описанных элементов, которые входят в устройство бойлера. комплект поставки имеет предохранительный клапан, монтируемый на трубке подачи воды. Этот элемент призван выполнять следующие функции защиты:

  • предотвращает слив воды, который может производиться самопроизвольно в момент отключения подачи в магистральной сети;
  • уравнивает давление воды с давлением в системе водопровода (при повышении давления в бойлере выше давления в магистральной сети открывается клапан, и давление понижается до того, которое установлено в магистральной сети).

В момент повышения допустимого уровня давления в магистральной сети посредством дренажного отверстия обратного клапана автоматически осуществляется сброс избыточного давления.

Как функционируют бойлеры накопительного типа? Принцип работы

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

Принцип функционирования и свойства

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

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

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

Комплект безопасности

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

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

Тонкости самостоятельной установки

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

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

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

Как устроен накопительный водонагреватель

Виды водонагревателей.

Доброго времени суток, сегодня поговорим о таком важном и нужном в быту приборе как водонагреватель! В качестве дополнительного материала приведу ссылку из википедии по этой теме. Начнем с того, что водонагреватели бывают двух видов: накопительные и проточные. Принцип их работы следует из их названия — один вид приборов нагревает воду, накапливая ее в специальной теплоизолированной емкости (накопительный тип), а второй вид приборов нагревает воду во время ее прохождения через прибор (проточный тип). Оба варианта водонагревателей могут быть электрическими или газовыми. В этой статье мы будем обсуждать накопительные водонагреватели.

Так выглядит проточный водонагреватель

Примерно так выглядит накопительный водонагреватель

Подбор накопительного водонагревателя для вашей квартиры.

Выбор водогрейки начинается с объема емкости! Эта емкость выбирается исходя из количества проживающих в квартире или в частном доме людей, которым утром надо будет по очереди принять душ. Если же нагреватель используется для кухонных нужд, то там будет достаточно 15 — 30 литров. Для ванной комнаты принцип выбора объема следующий:

  • Для двоих человек будет необходим бак 50 литров
  • Для троих оптимальным выбором является 80 литров
  • для 4 и более человек необходим водонагреватель от 100 и более литров

Какая мощность у водогрейки??

Мощность большинства бытовых приборов лежит в пределах от 1,5 до 2,5 кВт. Водонагреватели с такой мощностью можно включать в розетку без прокладки отдельной линии от щитка и без установки отдельного автомата. На многих моделях производители устанавливают шнуры электропитания с установленным УЗО (устройство защитного отключения). УЗО защищает потребителя от удара током из-за пробоя на корпус. По законам физики, чем больше мощность нагревательных элементов (чаще всего ТЭНов), тем быстрее будет нагрета вода в баке. То есть если вам необходимо часто пользоваться горячей водой. то следует выбирать мощность 2-2,5 кВт, в другом случае вполне хватит 1,5 кВт.

Электробезопасность для водонагревателя.

Накопительный водонагреватель это прибор, который может ударить человека током. Поэтому при его установке важно соблюдать следующие простые правила:

  • Электрическая розетка, используемая для подключения водонагревателя, должна быть с крышкой. Корпус розетки должен быть герметичным.
  • Накопительный водонагреватель должен подключаться через УЗО. Для многих бюджетных моделей водонагревателей, УЗО в комплекте не идет и его нужно приобретать отдельно.
  • Если нет УЗО, но есть контур заземления, то можно заземлить водонагреватель. Контур заземления — дорогое удовольствие. В многоэтажных домах его чаще всего нет, а заземлять водонагреватель через трубы отопления, водопровода или (не дай Бог!) газоснабжения категорически нельзя! Это может вызвать преждевременный выход из строя металлических труб в результате коррозии.

Внешний вид устройства защитного отключения

Теперь расскажу немного про то, что такое УЗО (расшифровывается как устройство защитного отключения). УЗО — устройство, которое отключает питание прибора в случае, если значение дифференциального тока превышает определенный предел (чаще всего 30 или 35 мА). Если говорить проще, то внутри УЗО есть две катушки — по одной ток втекает в прибор, а по другой вытекает из прибора. Если нет утечки, то эти токи практически равны друг другу, а в случае утечки появляется разность, которая заставляет УЗО отключить питание.Устройство защитного отключения будет срабатывать одинаково вне зависимости от того, есть ли «земля» в розетке, которой подключена водогрейка.

Вертикальные, горизонтальные и «универсальные» баки.

Для нужд потребителей производители водонагревателей делают разные варианты установки. Наиболее популярны «вертикальные» баки (см. рисунок ниже).

Горизонтальные и вертикальные водогрейки

В вертикальных баках, из-за меньшей площади соприкосновения горячей и холодной воды внутри бака, количество горячей воды будет больше, чем в горизонтальных баках. Это значит, что при всех прочих равных (объеме и мощности) вертикальный вариант даст большее количество горячей воды. Есть так же хитрые агрегаты, которые можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально ( у компании Ariston это модели под названием Velis ).

Плоские или круглые водонагреватели…? Вот в чем вопрос!

По форме водонагреватель может быть плоским или круглым (цилиндрическим если говорить правильно). Они устроены немного по-разному, но суть одна и та же! Чаще всего выбор формы определяется предпочтением покупателя, либо габаритами того или иного бака. По цене плоские водогрейки ощутимо дороже, чем круглые. Это связано с тем, что внутри плоского прибора находится две водосодержащие емкости, а не одна, как у его круглого собрата. К тому же, почти во всех плоских аппаратах, внутренний бак сделан из нержавеющей стали, а среди цилиндрических водогреек большая часть имеет емкость, которая покрыта изнутри эмалью. Скажу сразу — нержавейка живет дольше, чем эмаль. Например у компании Термекс гарантия на нержавейку 7 лет, а на эмаль 3 года. Советую выбирать именно нержавеющий бак.

Внутреннее устройство водонагревателей.

В качестве ликбеза, все-таки посмотрим как изнутри устроен бытовой водонагреватель. Смотрите на рисунок ниже. На нем изображено внутреннее устройство круглого нагревателя воды.

Внутреннее устройство круглого бака

Сильно вдаваться в подробности не будем. Заострим внимание на главном:

  • Внутри бака расположен нагревательный элемент (обычный или «сухой» ТЭН).
  • Вторым по важности после ТЭНа будет стоять термостат — он включает и выключает нагрев в зависимости от температуры воды. Термостатов может быть два: основной и аварийный на случай поломки основного.
  • К ТЭНу крепится магниевый анод — он нужен для торможения коррозии внутреннего бака.
  • Ёмкость, содержащая воду снаружи покрыта полиуретановой пеной для теплоизоляции. Это помогает экономить электроэнергию плюс наружная поверхность будет холодной и об нее никто не обожжется.
  • Так же на фото видно две трубки (одна длинная другая короткая). По длинной трубке из верхней части бака забирается горячая вода, а по короткой трубке подается холодная вода из водопровода.

А теперь рассмотрим внутренности плоского нагревателя на следующем рисунке (смотрите ниже)

внутреннее строение плоского водонагревателя

Тут изменилось только строение самой емкости — она состоит из двух больших сообщающихся баллонов, а все остальное устроено также.

Если вы собираетесь самостоятельно устанавливать данный бытовой, то попрошу внимательно прочитать следующую часть статьи!

Схема подключения.

Если вы хотите, чтобы ваш водонагреватель радовал вас горячей водой долгие годы, его необходимо правильно подключить к водопроводу в вашей квартире или частном доме. Ниже будет приведена стандартная схема подключения, которая прописана в руководствах по эксплуатации. Смотрим на следующий рисунок:

схема подключения накопительного водонагревателя

У себя дома я установил водонагреватель пользуясь этой схемой, чего и вам советую. Эта схема приведена в паспорте на водонагреватели фирмы Термекс, а этот ведущий производитель глупостей не посоветует.

Главное не забудьте установить защитный клапан (он идет в комплекте) на вход холодной воды. Этот клапан защитит емкость от разрушения излишним давлением. Внутренняя емкость может быть рассчитана на 6, 7 или 8,5 атмосфер в зависимости от производителя. Информацию об этом параметре можно найти в паспорте изделия.

Кроме того, на схеме показана установка сливного вентиля. Этот вентиль понадобится если нужно будет слить воду из бака для его ремонта или обслуживания. Остальные вентиля нужны для включения или выключения нагревателя из системы водоснабжения.

Для монтажа можно использовать полипропиленовые или металлопластиковые трубы и фитинги. Как их использовать поговорим в другой раз!

На этом закончим сегодняшний пост. До новых встреч!

Источники: http://1poteply.ru/kotly/ustanovka/kak-ustroen-nakopitelnyj-vodonagrevatel.html, http://termoframe.ru/kak-funkcioniruyut-bojlery-nakopitelnogo-tipa-princip-raboty.html, http://znayteplo.ru/vodoprovod/vybiraem-nakopitelnyj-vodonagrevatel-ili-kak-ustroena-vodogrejka/

openfile.ru

Как работают накопительные электрические водонагреватели

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

  1. Внешний вид водонагревателя

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

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

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

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

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

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

  1. Устройство внутреннего бака

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

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

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

  1. Как работает водонагреватель

Заполняем водонагреватель холодной водой.

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

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

  1. Универсальные водонагреватели

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

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

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

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

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

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

  1. Плоские водонагреватели, их устройство и работа

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

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

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

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

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

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

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

Итак, заполняем водонагреватель водой.

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

  1. Плоские водонагреватели с универсальным монтажом

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

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

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

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

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

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

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

  1. Конструкция тэнов

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

Чаще всего устанавливаются один или два тэна разной мощности.

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

Такие тэны находятся в специальной защитной капсуле.

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

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

transkribator.guru

как устроен бойлер? — Все о печи в доме

Электрический накопительный водонагреватель, называемый бойлер, в своем устройстве объединяет летний душ и традиционный кипятильник.

Устройство бойлера косвенного нагрева для вертикального монтажа.

Емкость бойлера служит накопителем воды и местом ее нагрева. Нагревательный элемент является постоянным источником тепловой энергии. Дополнением нагревателя и бака является система обеспечения безопасности — термопара и аварийный клапан. Понять, как устроен бойлер, поможет описание его конструкции.

Конструкция накопительного водонагревателя

Вернуться к оглавлению

Бак или накопительная емкость

Электрический накопительный водонагреватель внешне похож на цилиндр. Цилиндрическая форма бойлера выбрана не случайно. Такая геометрия связана с расчетами количества тепловых потерь через поверхность различных предметов. Чем больше площадь поверхности, тем сильнее потери тепла. Конструкция водонагревателя должна как можно дольше сохранять тепло нагретой воды. Производство нагревателя сферической формы нецелесообразно с точки зрения экономии внутреннего пространства ванны или кухни. Поэтому форма цилиндра оказалась «золотой серединой», сочетающей в себе экономию потерь тепла и оптимизацию занимаемого пространства.

Материал изготовления бака — металл. В более дешевых бойлерах бак сваривается из обычной стали, в более дорогих — из нержавеющей, стойкой к разрушению от коррозии. Для увеличения коррозионной стойкости, особенно в местах сварки, на внутреннюю поверхность накопительного бака наносят защитный слой. Это может быть цинк или эмаль. Слой цинка толщиной до 100 микрон образуется при погружении бака будущего нагревателя в цинковый расплав и выдержке в нем при температуре +450ºC. Стеклоэмаль наносится на внутреннюю поверхность бака после его сварки и обжигается при +800ºC. Перечисленные поверхности — оцинковка, стеклоэмаль, нержавейка — по принятым стандартам признаются подходящими для использования в качестве емкости для питьевой воды.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева.

Дополнительная защита от коррозии осуществляется анодно-катодным методом. В баке водонагревателя устанавливается анод из магния, который является более активным элементом таблицы активностей металлов по сравнению с железом бака. Анодный процесс заключается в растворении металла анода, а катодный — в накоплении растворенного вещества на поверхности катода. Магний становится анодом, который растворяется первым. Пока в системе будет сохраняться анод из магния, до тех пор железо бака не будет вступать в реакцию и растворяться. Так работает анодная защита водонагревателя. На изображении 2 приведен пример растворения анода в течение первого года эксплуатации.

Качество сварки обеспечивает требуемую прочность, способность бака длительно сдерживать внутреннее рабочее давление от 6 до 8 атмосфер.

Снаружи бак водонагревателя покрыт теплоизолятором, предупреждающим потери тепла. Благодаря изолирующему слою тепло внутри бака длительно сохраняется. Нагретая вода консервируется внутри бойлера и хранится до использования. При этом остывание горячей воды происходит предельно медленно, при остывании автоматически включается подогрев, и температура воды вновь восстанавливается до заданного уровня. Материалом теплоизолятора чаще всего используется пенополиуретан. Изображение 3

Вся конструкция снаружи заключена в кожух — цилиндрический декоративный материал, закрывающий собой бак. Его часто ошибочно называют непосредственно баком, хотя это — только декоративное покрытие защитного слоя. Материал покрытия — пластик (винил).

Вернуться к оглавлению

Как устроен бойлер внутри?

Вернуться к оглавлению

ТЭН — трубчатый нагреватель

Змеевик для нагрева воды в бойлере.

Внутри бойлера расположен главный функциональный элемент бойлера — ТЭН. Аббревиатура ТЭН расшифровывается как «трубчатый электрический нагреватель». Конструкция ТЭНа состоит из изогнутой стальной трубки, внутри которой расположен нагревательный элемент — спиральный провод. При прохождении по нему электрического тока провод нагревается и начинает испускать тепло. Форма ТЭНов внутри бака должна обеспечить максимально эффективный нагрев воды. В небольших конструкциях достаточно прямолинейного нагревательного элемента. Для баков емкостью 80-100 л необходим змеевидный нагреватель или трубка в форме вытянутой дуги, дуги с дополнительным кольцом, спирали или трубка с ребрами для увеличения площади поверхности. Дополнительные изгибы увеличивают размер рабочей поверхности ТЭНа при сохранении компактных размеров и ускоряют нагрев. Блок-ТЭНы состоят из нескольких трубчатых нагревателей и устанавливаются в промышленных баках водного нагрева. Изображение 4

Нагревательный элемент располагается в нижней придонной части бака. Это обеспечивает постоянный естественный ток воды снизу вверх при ее нагреве. Нагретая вода поднимается вверх благодаря меньшему весу, своей относительной легкости. На ее место опускается холодная вода.

Степени нагрева воды в бойлере.

Материал изготовления корпуса ТЭНа — нержавеющая сталь (для высоких рабочих температур) и углеродистая сталь (для температур до 450ºC). Провод выполняют из нихромовой нити. Главное требование к материалу провода — большое удельное электрическое сопротивление. Если данная характеристика достаточно высока, провод будет значительно нагреваться при прохождении электрического тока.

Спиральный нагревательный элемент погружен в наполнитель внутри трубки. Главные характеристики наполнителя — большая теплопроводность и надежная электроизоляция. Материал наполнителя (периклаз) обеспечивает электробезопасность и нагрев воды.

Часто нагреватель и анод располагаются на одной плоской подставке, вставляемой в бак со стороны днища. Для ремонта или замены подставка с ТЭНом и анодом вынимается из бака, нагревательный и защитный элементы чистятся от отложений, визуально оцениваются на целостность, при необходимости заменяются новыми и устанавливаются обратно в бак. Изображение 5

Вернуться к оглавлению

Термопара бойлера — первое звено безопасности

Схема работы солнечного бойлера.

Устройство, обеспечивающее измерение температуры воды в баке и автоматическое отключение нагрева. Это первый предохранительный прибор, обеспечивающий постоянную безопасность в работе бойлера. Конструкция термопары состоит из двух проводов разнородных металлов, спаянных вместе. Измерение уровня электрического напряжения в термопаре показывает температурное значение воды.

Теоретически воду в баке можно нагреть почти до кипения, до +95ºC. В реальности максимальная температура нагрева воды в баке устанавливается регулятором нагрева в значении +85ºC для предупреждения газообразовании при закипании воды. Термопара при достижении заданного значения даст электрический сигнал к нагревательным элементам, и нагрев будет выключен.

Чем опасен перегрев? При перегреве вода закипает, образует повышенное давление, при этом температура кипения воды увеличивается больше чем 100ºC, давление на стенки бака многократно возрастает. Возникает угроза разрыва бака — мощной аварии. Своевременное отключение нагрева предупреждает подобную аварийную ситуацию. В лучшем случае при перегреве бойлера давление может сорвать соединительные трубы, в худшем — разорвать бак.

Вернуться к оглавлению

Предохранительный клапан — второе звено безопасности

Вторым предохранительным устройством является предохранительный (или аварийный) клапан. Часто его конструкция включает в себя обратный клапан, который необходим для предупреждения самопроизвольного выходя горячей воды в холодный приточный водопровод. Если такой слив произойдет, ТЭН окажется в воздушном пространстве и, продолжая нагрев, перегорит. Обратный и предохранительный клапаны устанавливаются в правильной последовательности на приточной трубе (вход в бойлер). Ближний к накопительному баку — обратный, за ним — предохранительный (аварийный). Строение клапанов похоже — внутри них находятся пружины, рассчитанные на определенное давление. При превышении давления они сжимаются и пропускают через себя воду. Обратный клапан рассчитан на давление 4 атмосферы.

Предохранительный подрывной клапан вступает в работу, когда обратный уже оказался бессилен. Подрывные клапаны выдерживают давление от 6 до 8 атмосфер и далее открывают доступ к отверстию, через которое горячая вода начинает прокапывать. При этом снижается аварийное напряжение и нормализуется безопасность ситуации. Изображение 6

Третьим звеном безопасности бойлера может быть способ присоединения труб к нагревательному баку. Используется резьбовое, сварное и прессованное соединение. Резьбой присоединяют металлические трубы, сваркой — пластиковый материал (полипропилен), спрессовыванием надевают соединительные фитинги на металлопластик. С одной стороны, прессованное соединение по прочностным характеристикам уступает другим соединительным конструкциям. С другой стороны, при возможной неисправности предохранительного клапана металлопластиковую трубу вырвет из бойлера, и горячая вода выльется на пол, чем предупредит взрыв водонагревателя. В стандартном режиме работы срыв металлопластиковых труб не происходит, для его осуществления необходимо значительное повышение давления внутри системы (до 6-8 атмосфер).

Металлопластиковое соединение показано на изображении 7.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные элементы — краны, показатель температуры

Итак, есть бак (емкость для нагрева), есть подводящие холодные трубы и выводящие горячие, есть ТЭН (греющий воду), есть анод (отвлекающий на себя коррозию), есть группа безопасности (термопара и предохранительный + обратный клапан). Это основные конструктивные элементы строения бойлера. К ним могут быть добавлены некоторые устройства, обеспечивающие дополнительный комфорт пользования водонагревателем и его обслуживания. Показатель температуры нагрева воды располагается на лицевой стороне бака для удобства обозрения. Шланг для слива воды с предохранительного клапана. Два крана, применяемые для спуска воды из бака водонагревателя: входной кран, расположенный перед аварийным клапаном, необходимый для прекращения подачи воды в водонагреватель при проведении ремонта. И кран для слива горячей воды из бака (располагается на выводящей трубе). Необходимость осушения бака возникает при проведении осмотра, замене анода или при ремонте (замене) нагревающего элемента.

Устройство электрического накопительного водонагревателя состоит из отдельных элементов. Их слаженная работа обеспечивает постоянное горячее водоснабжение дома и квартиры, жилого или хозяйственного помещения.

1popechi.ru

Конструкция бойлера, его элементы и устройства

Конструкция бойлера представляет собой ряд согласованно работающих устройств. Целью их эксплуатации является получение горячей воды определенного объема. Главными отличительными особенностями конструкции нагревателей является способ прохождения воды – накопительный или проточный. В накопительных электрических водонагревателях, повсеместно называемых бойлерами, вода набирается (накапливается) в баке определенного объема, и в течение нескольких часов нагревается до заданной в регулировках температуры.

Изображение 1. Схема устройства накопительного нагревателя.

По мере расходования горячей в бак поступает холодная вода, для подогрева которой автоматически включаются нагревательные элементы. Когда горячая вода израсходована полностью, следующая партия подогретой жидкости будет готова через 2-3 или 4 часа (в зависимости от объема). Этого недостатка лишены проточные конструкции нагревателей воды. В них нагревается поток воды и сразу подается к горячему крану. В такой системе водоснабжения горячая вода может быть получена круглосуточно, без перерывов для нагрева.

Недостатком проточных водонагревателей является большой расход электричества при их работе.

Схема устройства накопительного водонагревателя – бойлера

Накопительный водонагреватель (бойлер) внешне имеет вид закрытой емкости, чаще всего цилиндрической формы. Под декоративным наружным покрытием находится накопительный бак, в который набирается вода для нагрева. Между баком и покрытием находится теплоизолятор, ограничивающий потери тепла от нагретой воды.

Изображение 2. Схема проточного нагревателя.

Поступление холодной воды в емкость бака происходит по входящей холодной трубе в его нижнюю часть. Внутри бойлера расположен нагревательный элемент, который работает по принципу кипятильника: греется сам и потому греет воду вокруг себя. Нагретая жидкость забирается из верхней части бака (теплая и горячая вода легче, она поднимается вверх, потому ее забор должен производиться вверху). Чаще всего выход горячей трубы располагается внизу, то есть труба забирает воду в верхней части бака и через бак опускает ее вниз, к расположенному там выходу.

Внутри водонагревателя устанавливается термопара, которая автоматически включает и выключает нагрев (работу нагревательного элемента) в зависимости от температуры воды в баке. Значение температуры, при котором нагреватель обесточивается и перестает греть пространство вокруг себя, выставляется на регулировочном термостате, расположенном, как правило, в нижней части бойлера и имеющем ручки установки уровня температуры снаружи бака.

Часто в конструкции водонагревателя устанавливается воздухоотводчик (в верхней части накопительной емкости). Его предназначение – выпускать (стравливать) давление, образующееся при нагреве воды в закрытом объеме. Воздухоотвод работает в ручном режиме, то есть не сам по себе автоматически, а только в присутствии человека, его руками.

Обязательным дополнительным элементом в конструкции водонагревателя является предохранительный (или аварийный) клапан. Это – автоматический стравливатель лишнего давления. Его располагают на входной холодной трубе.

Схема подключения накопительного водонагревателя.

Устройство предохранительного клапана обеспечивает прокапывание и просачивание воды при увеличении давления свыше 7 атмосфер. Для удобства пользования аварийный клапан снабжается шлангочкой, выводящей воду в подставленную рядом емкость или непосредственно в раковину (ванну, унитаз).

Для удобства проведения профилактических работ, ремонта на выходе воды из бака устанавливается слив.

Схема устройства накопительного нагревателя приведена на изображении 1, где его внутреннее строение приведено в разрезе.

Все вышеперечисленные элементы могут быть выполнены из различных материалов, с разными характеристиками долговечности, надежности и стоимости. Разнообразие конструктивных элементов формирует широкий выбор конструкций накопительных бойлеров.

Элементы накопительного водонагревателя

Бак – накопительная емкость

Наиболее распространенная форма накопительной емкости бойлера – цилиндр – связана с минимализацией тепловых потерь. У шара теплопотери наименьшие, у цилиндра – больше, чем у шара, у параллелограмма – максимально возможные.

Материал для изготовления бака в бойлере – металл. В самых дешевых вариантах водонагревателей емкость изготавливают из обычной стали. В течение двух-трех лет такой бак дает течь и требует ремонта. Покрытие внутренней поверхности нагревательной емкости слоем титана или нержавеющей стали значительно увеличивает срок эксплуатации. Наибольшая долговечность (до 7 лет) будет у нагревателя с баком, полностью выполненным из нержавейки (или титана). По стоимости такие бойлеры будут самыми дорогими.

Металлическая стенка нагревательной емкости снаружи защищается слоем теплоизолятора, выполненным из пенопласта или монтажной пены толщиной 2-2,5 см. Всю конструкцию снаружи закрывает наружный слой из винила или металла. Для уменьшения коррозии внутренней поверхности металлического бака в емкость устанавливается анод из магния, который активнее железа и потому реагирует и коррозирует первым. Разрушенный анод через один-полтора года заменяют новым. Таким образом, можно продлить срок службы металлического бака.

ТЭН – нагревательный элемент

ТЭН (трубчатый электрический нагреватель) – представляет собой металлическую изогнутую трубку из меди с расположенным внутри нее электрическим проводом. При прохождении тока нить провода нагревается и передает тепло (греет) металлический корпус-трубку. Трубка, в свою очередь, греет воду в водонагревателе. Принципиально отличаются так называемые мокрые и сухие ТЭНы. Мокрый ТЭН погружен непосредственно в жидкость и греет ее через прямой контакт поверхности с водой. Сухой ТЭН защищен дополнительным корпусом-колбой, непосредственно с жидкостью не контактирует, потому более долговечен. Пространство колбы может быть заполнено маслом или кварцевым песком.

Термопара – элемент безопасности

Схема различных видов термопар.

Термопара предназначена для автоматической блокировки работы нагревательного элемента при достижении жидкостью внутри бака определенной заданной температуры. Это один из главных элементов безопасной эксплуатации водонагревательного устройства.

Термопара представляет конструкцию, состоящую из двух проводников различного сопротивления, в которых при изменении температуры меняется сопротивление материала. По факту изменения силы тока (при изменении сопротивления материала сила тока также меняется) термопара блокирует подачу напряжения на нагревательный элемент.

Устройство термопары располагается в верхней, самой горячей части бойлера (по физическим законам нагретая вода поднимается вверх).

Предохранительный клапан

Второе название – аварийный. Он вступает в работу тогда, когда сломалась и перестала функционировать термопара. Бесконечный нагрев воды ведет к увеличению давления внутри бака. Предохранительный клапан, установленный на входе, имеет в своей конструкции пружину, выдерживающую давление около 7 атмосфер. При превышении заданного значения давления пружина сжимается и открывает доступ к сливному отверстию. С вытеканием горячей воды давление внутри металлической емкости бака уменьшается, уменьшая опасность разрыва бойлера (взрыва водонагревателя).

Схема устройства проточного нагревателя

Проточные водонагреватели различных конструкций выдают разное количество горячей воды. Нагреватель, мощностью 1,5 литра воды в минуту предназначен для кухонного использования, для мытья посуды. Производственная мощность 3 литра в минуту позволяет принять душ. Проточные водонагреватели требуют достаточно большой мощности, прокладывания надежного кабеля. Для работы в режиме 3 литра в минуту потребуется 7,5 кВт электричества в час.

Проточный нагрев воды выполняется следующим образом. Сначала поступающая холодная вода проходит через электронное устройство, где выравниваются ее давление, насыщение воздухом, скорость потока. После электронного устройства поток двигается в теплообменник, где нагревается ТЭНом, и поступает на выход.

Предохранительным устройством в проточных видах нагревателей является датчик давления. При остановке подачи воды (закрыли кран, образовалась воздушная пробка, низкое давление в водопроводе) происходит падение значения измеряемого давления жидкости. Датчик автоматически отключает работу нагревательных элементов. Схема устройства проточного нагрева воды приведена на изображении 2.

Конструкции водонагревателей состоят из ряда элементов и устройств. Бесперебойная работа каждого из них формирует слаженную работу водонагревателя.

teplomonster.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о