Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

Устройство и принцип работы водонагревателя

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.

Принцип работы накопительного водонагревателя

Как работает электрический бойлер? По специальному патрубку холодная вода набирается и накапливается в баке до определенного уровня. После чего начинается нагрев — в основном до 70-75 градусов.

Слишком высокие температуры способствуют выделению солей на ТЭНе и стенках бака.

Поворот термореле включает термостат, который в свою очередь запускает ТЭН. После того как температура воды достигает установленной, термостат отключает нагрев. Слой теплоизоляции и периодическое включение нагрева позволяют поддерживать показатели на заданном уровне. Может наблюдаться понижение лишь на 5-6 градусов.

После нагрева вода поступает по верхней трубке в накопительную емкость, а в нижний резервуар снова заливается холодная вода. Во время залива предохранительный клапан регулирует давление. Если оно достигает критической отметки, клапан открывается и снижает давление.

Устройство газового накопительного бойлера

Нагреватель может работать не только от электричества, но и от газа. Причем такое устройство позволяет сэкономить больше времени. Мощность работы газовых — 4-6 кВт, тогда как электрические выдают только 1,5-3 кВт.

  • Благодаря накопительному баку теплой водой можно пользоваться в нескольких местам: ванная, кухня.
  • При желании можно дополнить прибор веткой рециркуляции. Тогда вода не сливается в канализацию, а используется повторно.
  • Газ является более доступным топливом.
  • Высокая стоимость техники.
  • Сложная установка и подключение.
  • Установка дымохода.

Строение бака такое же, как у электрического бойлера, а внутренне наполнение:

  • Газовая горелка.
  • Дымоход.
  • Отверстие для забора холодной воды.
  • Труба, по которой отбирается горячая вода.

Схема работы идентична электрической технике, разница лишь в способах нагрева. Несмотря на высокую стоимость подключения, газовый прибор оправдывает себя низкой себестоимостью подогрева воды.

Объем бака

Важно правильно подобрать технику в соответствии с расходом вашей семьи. Если объем бака слишком большой, это приводит к неудобству при установке, не в каждом помещении его получится разместить. Чтобы не ошибиться, нужно рассчитать затраты:

  • Кухня. Для мойки посуды потребуется 6-18 литров.
  • Ванна. Набирая полную ванну, нужно учитывать, что горячая вода смешивается с холодной. Поэтому 60-120 литров.
  • Душ — 15-25 литров.
  • Раковина — 5-10 литров.

Если исходить из количества человек:

  • Один — 50-80 литров.
  • Два-три — 80-100 литров.
  • Четыре — 150-200 литров.

Придерживаясь наших рекомендаций и понимая принцип работы техники, вы сможете выбрать оптимальный вариант для жилища. Монтаж лучше доверить специалисту.

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.

Электрические бойлеры

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

Читать еще:  Кран букса для смесителя: виды, размеры, выбор

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

Типы электроТЭНов

Для нагрева воды в бойлере используются два вида электронагревателей:

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

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

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.

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.

Основные типы водонагревателей

Всего есть три вида бойлеров:

Проточная. Вода начинает нагреваться в момент прохождения через трубку с теплонагревательным элементом. Данный вид нужен случае, когда горячая вода требуется не очень часто и в небольшом объеме. Иначе, он будет потреблять большое количество электричества.

Накопительные. По своему строению, нагреватели чем то напоминают термос. Это значит, что вода остается горячей долгий промежуток времени после ее нагрева. Это говорит о небольшой энергозатратности бойлера.

Комбинированные. Нагревательный элемент данного бойлера работает как в высоких, так и в низких мощностях. За счет того, что аппарат может работать как накопительный, так и проточный, человек может пользоваться горячей водой, даже если аппарат буде пуст. Есть еще одно отличие у данного вида бойлера – большая вместительность – до двухсот литров оды.

Наиболее популярной моделью Бойлера является водонагреватели накопительного типа 80 литров. Они различаются по различным характеристикам:

  • форме,
  • мощности ит.д.

Основная часть аппаратов могут реагировать на понижение температуры воды, и в автоматическом режиме и включают нагревательный элемент.

По виду различают 2 типа бойлеров: плоские и бочкообразные.

Что касается последних, то они дольше могут сохранят воду в горячем состоянии по причине сферической формы. Н они очень громоздкие для наших квартир.

Плоские же нагреватели в данном плане намного выгоднее, поскольку имеют не очень большие габариты и просто устанавливаются в любом месте дома.

Плоские электронагреватели 80 литров вы можете установить вертикально либо горизонтально. Это будет зависеть от наличия свободного места. В основном, бойлеры устанавливаются вертикальном положении.

Водонагреватель накопительный 80 литров вертикальный плоский: строение

Если вам интересно, что представляет собой накопительный водонагреватель электрический 80 литров плоский, то информацию о нем вы найдете далее.

Любой из водонагревательных аппаратов состоит из металлической емкости, которая устанавливается на стену с помощью специальных крепежей, либо монтируется на пол. Корпус водонагревателя сделан из прочной стали, покрытой эмалью особенного типа. Это необходимо для того, чтобы корпус аппарата мог оставаться всегда холодным . А об его поверхность нельзя было обжечься. Кроме этого, применение стали в качестве основного материла для изготовления корпуса – гарантия долговечности аппарата.

Читать еще:  Как правильно сделать водопровод в загородном доме?

Под корпусом нагревателя располагается теплоизоляция. В основном, в горизонтальном плоском накопительном нагревателе 80л для данных целей применяется пенополиуретан. По его слоями располагается титановый бак. В нем и происходит нагревание воды. В бак вода попадает из главной системы водоснабжения по шлангу, идущему в комплекте с нагревателем.

Нагрев воды в вертикальном либо горизонталям водонагревателе накопительного типа 80литров производится с помощью нагревательного элемента , имеющего змеевидную форму. В некоторых типах нагревателей имеется не один нагревательный элемент, а сразу два. В основном, данную особенность можно встретить в нагревателях с большим объемом. Около нагревателя располагается магнитный анод, предохраняющий сам нагреватель от различных типов механического повреждения. Кроме этого, он предотвращает появление накипи.

Существует еще один главный элемент у водонагревателя – термостат. Данный элемент способен регулировать температуру нагрева воды, и не допускает перегрева, может поддерживать заданный режим температуры . также способен выполнять и другие функции, которые связаны с преобразованием холодай воды в горячую.

Принцип работы водонагревателя

Любой горизонтальный или вертикальный водонагревательный приор накопительного типа 80л функционирует следующим образом:

Из системы домашнего водоснабжения по специальной трубе вода поступает в титановый бак.

  1. Система автоматически выключается , начинает подниматься температура змеевика ,после этого начинает нагреваться вода.
  2. После того, как вода достигнет нужной температуры, термостат отключает нагревательный прибор . данная процедура позволяет экономить электричество и избежать перегрева всей системы.
  3. Горячая вода, по специальной выводной трубке поступает в ваше личное распоряжение. Или проще говоря, в душ, кран ,либо отопительную систему.
  4. Разные модели водонагревательных бойлеров могут иметь отличия. такие параметры , как время нагрева воды до наибольших температур, скорость набора воды в бак. Но все же, основной принцип действия остается таким же.

Популярные модели и параметры

Принцип действия водонагревателя накопительного типа прост. Аппарат нагревания на 80 литров будет самым оптимальным вариантом для семьи, которая состоит из 2-3 человек. Параметры бойлеров, их цена может отличаться. Это будет зависеть от изготовителя. Помимо разных моделей, есть много недорогих и надежных приборов на 80 литров. В этом случае, выбор будет зависеть от собственных предпочтений в плане того, или другого производителя и несколько факторов. Если вы не можете самостоятельно выбирать модель, то стоит обратиться за консультацией к специалисту.

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.

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.

Устройство проточного водонагревателя электрического

Внутреннее устройство водонагревателя показано на рисунке

Устройство проточного водонагревателя электрического

Устройство проточного водонагревателя:

  1. ТЭН;
  2. Выключатель (в некоторых моделях – ступенчатая регулировка мощности нагрева);
  3. Клеммы подсоединения электропитания;
  4. Роторный компрессор (не во всех нагревателях);
  5. Кран подачи холодной воды;
  6. Выход нагретой воды;
  7. Отверстия для крепления прибора к стене.

Устройство проточного водонагревателя

Электрические и газовые проточные водонагреватели имеют ряд общих черт, основанных на схожем принципе работы.

Вода в этих аппаратах не задерживается, а прямиком из водопровода попадает в водозаборную точку (душ или кран), предварительно нагревшись во время движения через нагревательный элемент. Им является ТЭН — если это электрические водонагреватели, или теплообменник — если газовые. Основной момент – производительность и мощность аппаратов. Какое количество воды может производить аппарат в единицу времени и, соответственно, температура воды зависят от этих характеристик.

Проточные водонагреватели могут быть разнообразной конфигурации. По схеме строения проточный аппарат имеет следующие составляющие:

  1. Вытяжная труба
  2. Теплообменник
  3. Газовая горелка
  4. Вентилятор (формирователь тяги)
  5. Пульт управления
  6. Датчик потока
  7. Горячая вода к крану
  8. Подвод газа
  9. Подвод холодной воды
  10. Холодная вода к крану
Читать еще:  Изготовление самодельного грейфера

Принцип работы проточных водонагревателей может осуществляться двумя способами: напорным или безнапорным, и, соответственно, они делятся на два типа — однофазные и трехфазные. Напорные или трехфазные агрегаты способны обслуживать как одну, так и сразу несколько водозаборных точек. Их принцип работы основан на давлении при входе в устройство и внутри его. А безнапорные или однофазные агрегаты, как правило, имеют дело только с одной водозаборной точкой, они работают при давлении только на входе в водонагреватель.

Нагревательный элемент

Нагревательным элементом в электрических проточных водонагревателях является так называемый ТЭН или термоэлектронагреватель, который может быть «мокрого» и «сухого» типа. ТЭН «мокрого» типа предполагает его прямой контакт с водой, что, с одной стороны, производит максимально качественный нагрев воды и позволяет экономить электричество, а с другой – увеличивает риск поражения электрическим током в случае неполадок. Тогда как ТЭН «сухого» типа предполагает наличие воздушного пространства между нагревательным элементом и водой, ТЭН в таких устройствах заключен в металлическую колбу. Сторонники «мокрого» типа считают, что такой вариант неэффективен, ведь воздух принято считать теплоизолятором. Однако, специалисты, разрабатывающие «сухой» метод, говорят о высоком качестве работы, благодаря новым технологиям и прогрессивным конструкциям инструментов.

Горелка

Если говорить о газовых проточных водонагревателях, то здесь нагревательным элементом выступает газовая горелка. Зажигать газ вы можете по-разному, в зависимости от модели аппарата, однако, на сегодняшний день более популярными считаются колонки с автоматическим или электронным розжигом, хотя не ушли в прошлое и модели с «кнопкой» или пьезой для зажигания газа. С электророзжигом пламя автоматически генерируется при включении воды и затухает при выключении. Такие устройства способны самостоятельно возобновлять работу при перебоях в электроснабжении. Единственным минусом может служить то, что придется менять батарейки.

В газовом проточном агрегате температура воды зависит от ее объема, а так же мощности работы инструмента. Мощность вы можете регулировать самостоятельно, однако, если вы увеличите напор воды или включите где-либо еще один кран, температура воды спадет. Разработки не стоят на месте, и уже модели газовых проточных водонагревателей с модуляционной горелкой способны самостоятельно регулировать мощность, чтобы не возникало резких перепадов.

Теплообменник

Вода, нагреваясь, проходит через теплообменник, качество которого является очень важным для газовой колонки. Стальной теплообменник позволит вам сэкономить при покупке, но значительно сократит срок эксплуатации. Самым лучшим по праву считается медный теплообменник, который увеличивает не только время службы, но и КПД агрегата.

А что же происходит с продуктами сгорания, ведь мы имеем дело с газом, а не электричеством? Существует два типа водонагревателей: с открытыми и закрытыми камерами сгорания. Открытая камера сгорания предполагает выход отходов в дымоход, а закрытая — принудительный отвод продуктов в специальное устройство (коаксиальный дымоход).
Важным является то, что такой аппарат очень реагирует на сильные перепады давления воды.

Регуляционные и защитные элементы

Регулировать температуру и производить контроль работы водонагревателя – функция термостата. Именно он защищает аппарат от перегрева и непредвиденных поломок. Система регулировки происходит следующим образом: вы самостоятельно устанавливаете нужную вам температуру при помощи терморегулятора, а термостат автоматически ее поддерживает до тех пор, пока вам опять не захочется ее изменить. Если уровень воды падает менее чем на 3-5%, термостат отключает устройство, а точнее, прекращает работу ТЭНа.

Очень важным элементом, как в электрических, так и в газовых водонагревателях является магниевый анод. Он защищает практически все элементы от коррозии. Не будь его, агрегаты служили бы не более полугода, именно через такое время следует периодически менять анод.

Но для защиты устройства немаловажную роль играет и внутреннее покрытие бака. Оно может быть из стеклофарфора, эмали, высокотемпературной керамики, пенополиуретана или другого материала.

Необходимой так же является теплоизоляция бака, чем она выше и качественнее, тем меньше тепловых потерь и затрат на нагрев воды. Особую роль теплоизоляция играет, конечно, в накопительных водонагревателях.

Мощность их может быть абсолютно любой, она может составлять 3300 Вт, как, например, в модели Ariston Bravo M 3323 U-PV1 или 25,1 Вт в модели Bosch WST 120 RO, а может составлять 26200 Вт, как в моделях Bosch GWH 15-2 COD H и Bosch GWH 15-2 CO P. Производительность водонагревателя узнается по характеристике «минимальный поток воды». Так модель Термекс ID 80 H (RZB80-D) при мощности 2000Вт имеет минимальный поток воды — 6 л/мин. Некоторые аппараты содержат и сведения о максимальной температуре нагрева, например в Термекс ID 80 H (RZB80-D) она составляет 60 градусов С.

Что стоит выбрать?

Дело в том, что горизонтальный бойлер весьма неудобен в эксплуатации: открыв кран, пользователь сначала получает достаточно горячую воду, но буквально через минуту ее температура заметно понижается.

Это объясняется тем, что поступающая в бойлер холодная вода легко перемешивается с верхним горячим слоем из-за близкого расположения последнего.

Нагревателю вертикального типа эти недостатки не свойственны, поэтому температура воды на «горячей» стороне смесителя остается стабильной долгое время.

Если вы предпочитаете горизонтальный бойлер, выбирайте модель с теплообменником – такие аппараты греют воду гораздо быстрее обычных. А вот нагревателей с боковым расположением ТЭНа, напротив, следует избегать.

Перед установкой водонагревателя нужно правильно выбрать место для монтажа, а также знать нюансы подключения прибора к водопроводу и электросети. Как подключить проточный водонагреватель, читайте в статье.

Что такое индукционный водонагреватель, вы узнаете в этом блоке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector