Как устроен внутри бойлер – Как устроен накопительный водонагреватель - Только ремонт своими руками в квартире: фото, видео, инструкции

Содержание

Как устроен бойлер — конструкция, схема, принцип работы

Электрический водонагреватель накопительного типа, или, по-простому, бойлер, давно и прочно вошел в нашу жизнь, обеспечивая дополнительный комфорт и позволяя не зависеть от коммунальных систем горячего водоснабжения. Это простое устройство в автоматическом режиме поддерживает необходимую температуру воды, имея при этом ее определенный запас. Выпускаемые промышленностью приборы имеют разнообразную форму, размеры и внешний дизайн. Несмотря на кажущиеся различия, в своей основе все водонагреватели имеют схожую конструкцию и единый принцип работы. Однако, делая выбор между той или иной моделью бойлера, следует не только понимать, как он устроен, но и разбираться в особенностях исполнения некоторых его компонентов. [contents h3 h4]

Конструкция бойлера

Основные составляющие бойлера

По сути, любой водонагреватель такого типа представляет собой большой термос, имеющий внутри трубчатый электронагреватель (ТЭН), поэтому конструкция всех бойлеров имеет такие элементы:

внешний корпус с деталями, позволяющими крепить устройство на стену или пол;
внутренний бак;
теплоизоляционную прослойку между внутренней емкостью и корпусом;
трубчатый электронагреватель;
термостат с возможностью регулировки температуры нагрева;
предохранительный клапан;
защитный магниевый анод;
схема управления и индикации.

При выборе бойлера нельзя не заметить большую разницу в цене даже между разными моделями одного производителя. Она обусловлена, прежде всего, технологией и материалом изготовления внутреннего бака, а также наличием электронного блока управления и индикации.

Эти параметры задают удобство пользования прибором, а также длительность его службы.

Корпус

Корпуса водонагревателей имеют как строго цилиндрическую, так и овальную и даже прямоугольную форму, разнообразную расцветку и дизайн оформления. Часто на внешней стороне кожуха крепится термометр для наблюдения за работой устройства, а также регуляторы или управляющие элементы. Материалом изготовления корпусов служит стальной лист или пластик.

Особенности вертикального и горизонтального бойлеров

Для установки бойлера, в конструкции корпуса имеются крепления, в зависимости от типа размещения (настенная или напольная схема установки). Пространство между корпусом водонагревателя и внутренним баком заполнено теплоизоляционным материалом — чаще всего в его роли выступает плотный полиуретан.

Внутренний бак

Конструкция внутренней емкости бойлера должна соответствовать критерию повышенной коррозионной стойкости и при этом противостоять постоянным температурным перепадам, поэтому данному элементу производители уделяют немало внимания, разрабатывая новые покрытия бака и применяя способы его защиты.

Стальные баки с покрытием из стеклоэмали или стеклофарфора

Такое покрытие получают напылением защитного слоя с последующим его обжигом при высокой температуре (до 850

оС). Стеклоэмаль не способна к окислению, поэтому абсолютно не корродирует. К тому же, ее гладкая поверхность противостоит образованию накипи.

Фото внутреннего эмалированного бака водонагревателя

Парадоксально, но основной недостаток такого покрытия проистекает из его достоинства – высокая твердость слоя малопластична и со временем постоянные перепады температуры воды приводят к образованию микротрещин в его слое, которые в итоге способствуют разрушению бака.

Производители постоянно ищут новые составы для покрытий такого типа. К примеру, добавление титанового порошка уравняло температурные коэффициенты расширения стеклофарфора и стали, несколько улучшив стойкость слоя к растрескиванию. Немного уменьшить вредное влияние температурного воздействия можно, установив температуру воды в бойлере не выше 70^о

С, хотя все равно хотя бы раз в месяц придется прогреть устройство максимально, для соблюдения санитарных правил. Другим недостатком стеклофарфорового покрытия бака можно считать увеличенный вес бойлера. Компании, выпускающие водонагреватели с емкостями данного типа, дают гарантию на свою продукцию не более 3 лет.

Стальные баки с титановым напылением

Напылением титанового порошка на внутреннюю часть бака достигается отличная коррозионная стойкость. При этом данный тип покрытия имеет высокую прочность и механическую стойкость, имея слабые места лишь на сварочных стыках. Гарантия на устройство с таким баком составляет до 10 лет, что является громадным преимуществом, даже если учитывать его довольно высокую стоимость.

Нержавеющие внутренние баки

Такие емкости лишены недостатков двух предыдущих элементов. Нержавеющая сталь, как и титан, способна противостоять влиянию примесей, находящихся в воде, а также коррозии. Есть мнение, что нержавеющая сталь придает воде своеобразный запах и вкус, появляющиеся во время ее нагрева, однако это лишь домыслы, абсолютно не подтвержденные научными исследованиями. Известно, что «нержавейка» не вступает в химическую реакцию с водой. На такие баки изготовители также дают до 10 лет гарантии, однако они являются самыми дорогостоящими. Баки из нержавеющей стали, а также с титановым напылением больше подвержены образованию накипи, нежели стеклофарфоровые, но это нисколько не умаляет их достоинств. Во внутреннем баке установлены трубки подвода холодной воды и отвода горячей, а также электронный блок нагрева и защиты.

Блок нагрева и защиты

Элементы, отвечающие за нагревание воды до определенной температуры, а также защищающие от разрушений металл внутреннего бака, установлены на металлическом фланце, присоединяемом посредством уплотнителя к внутреннему баку устройства.

Пример исполнения блока управления

Для нагрева воды используются ТЭНы различной мощности. В зависимости от принципа нагрева, различают:

«мокрые» ТЭНы, которые непосредственно контактируют с водой, поэтому неизбежно покрываются накипью, которую необходимо периодически удалять, иначе из-за перегрева ТЭН выйдет из строя;
нагреватели «сухого» типа. Лишены этого недостатка, так как установлены в металлической трубке, которая и осуществляет контакт с жидкостью. Такая схема позволяет избавиться от накипи не только на нагревателе, но и на трубке, покрытой слоем стеклофарфора.

Некоторые модели бойлеров комплектуются несколькими нагревателями. Такая конструкция позволяет осуществлять ступенчатую регулировку нагрева, а также уменьшает количество циклов включения для каждого из них (скачки напряжения во время включения приборов влияют на их долговечность).

Совместно с ТЭНами на фланце установлен терморегулятор и магниевый стержень (анод). Термостат отвечает за включение нагревательного элемента при снижении температуры воды ниже установленной потребителем. Применяются терморегуляторы как механического типа, так и электронные приборы, работающие совместно с электронным блоком управления. Часто в устройство терморегулятора входит схема защитного отключения ТЭНа при отсутствии воды в баке. Магниевый электрод призван уменьшить обмен ионами металлических составляющих внутри бойлера, отдавая взамен свои частицы. Такая схема уменьшает эффект вымывания электронов из элементов конструкции и они корродируют в значительно меньшей мере. Сам же магниевый стержень при этом довольно быстро разрушается и требует периодической замены (при утончении до 10 мм или уменьшении длины до 200мм). Схема управления и индикации предоставляет дополнительные удобства при пользовании водонагревателем, имея функции точной регулировки температуры воды, включения нагрева по времени, поддержание разной степени нагрева в зависимости от времени суток.

Принцип работы накопительных водонагревателей

Схема работы бойлеров построена на принципе разделения слоев воды с разной температурой. Как известно, теплые слои жидкости находятся вверху. Их отбор из водонагревателя осуществляется через трубку отвода горячей воды, длина которой позволяет использовать верхний, наиболее теплый ее слой. Холодная же вода, наоборот, поступает в нижнюю часть бака, туда, где установлены водонагреватели. К тому же, на короткой подводящей трубке установлен рассекатель, не позволяющий жидкости проистекать струей и тем самым способствовать перемешиванию теплой и холодной воды.

Особенность теплой жидкости подниматься вверх не позволит использовать бойлер вертикальной конструкции, расположив его параллельно земле. На это стоит обратить пристальное внимание, выбирая тип устройства под свои нужды.

Нагрев холодной воды осуществляет ТЭН (один или несколько). За ее температурой следит термостат. При достижении заданной температуры, он размыкает электрическую цепь питания нагревателя.

Принцип работы бойлера

Хорошая теплоизоляция позволяет поддерживать нужную температуру воды, затрачивая минимум энергии на ее постоянный подогрев.

В случае применения нескольких нагревателей, для поддержания температуры на заданном уровне используется один ТЭН. Остальные включаются при сильном расходе, многократно повышая мощность нагрева. Такая схема повышает экономичность и надежность прибора.

Отобранная сверху теплая вода постоянно замещается вновь нагреваемой жидкостью, которая подается из магистрали. Так устроен процесс непрерывного нагрева. При большом расходе температура воды на выходе из бойлера со временем падает, поэтому необходимо выбирать объем накопителя, исходя из величины горячего водоразбора.

Возможен вариант отказа термостата, при этом вода может закипеть, вследствие чего до опасного уровня повышается давление во внутреннем баке. Для предотвращения аварии, на трубку подачи холодной воды установлен предохранительный клапан — при достижении предельной величины давления он открывается, тем самым сбрасывая часть жидкости в подающую магистраль. Этот же клапан используют для слива воды из прибора во время профилактических работ.

Подробное видео по устройству бойлера представлено ниже:

Не стоит пренебрегать проведением периодических профилактических мероприятий, заключающихся в чистке бойлера от накипи и ржавчины. Они позволят прибору работать надежно и эффективно, а также уберегут вас от незапланированных трат.

all-for-teplo.ru

Устройство и принцип работы бойлера

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

Виды накопительных водонагревателей

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

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

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

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

Электрические бойлеры

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

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

сталь с эмалированным покрытием;
нержавеющая сталь;
пластик.

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

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

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

Бойлеры косвенного нагрева

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

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

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

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

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

Газовые накопительные водонагреватели

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

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

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

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

О проточных нагревателях воды

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

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

газовые колонки;
проточные электронагреватели.

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

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

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

Заключение

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

cotlix.com

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/

remontonly.ru

Как устроен накопительный водонагреватель

Оглавление статьи

Виды водонагревателей.

Так выглядит проточный водонагреватель

Примерно так выглядит накопительный водонагреватель

Подбор накопительного водонагревателя для вашей квартиры.

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.

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.

Горизонтальные и вертикальные водогрейки

Плоские или круглые водонагреватели…? Вот в чем вопрос!

Внутреннее устройство водонагревателей.

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 горизонтального водонагревателя на следующем рисунке

внутреннее строение плоского горизонтального водонагревателя

Схема подключения накопительного водонагревателя.

схема подключения накопительного водонагревателя

На этом закончим сегодняшний пост. До новых встреч!

znayteplo.ru

Принцип работы накопительного электрического водонагревателя

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

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

Устройство электрического водонагревателя накопительного

Базовая комплектация накопительного водогрейного оборудования электрического типа представлена:

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

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

Устройство водогрейного накопительного оборудования электрического типа является стандартным и включает в себя несколько основных конструктивных элементов, которые могут различаться техническими особенностями и характеристиками.
Корпус водогрейного прибора
Электрические накопительные бойлеры, как правило, характеризуются наличием внешней оболочки, представленной стальным корпусом. Водогрейные приборы с минимальным полезным объемом, который не превышает 15 л, чаще всего выпускаются с высокопрочным пластиковым корпусом.

Горизонтальный накопительный водонагреватель
Модельный ряд, представленный водонагревательными приборами с объемом в 30 л, чаще всего имеют комбинированный металло-пластиковый корпус. По форме в настоящее время выпускаются приборы цилиндрического, прямоугольного и slim типа.
Как производится установка водонагревателя в ванной комнате, вы узнаете на нашем сайте. Общие правила и рекомендации.
Критерии выбора электрического бойлера для воды представлены здесь.
Какой водонагреватель лучше выбрать — проточный или накопительный? Сравнение этих приборов приведено по ссылке.
Особенности бака
Наиболее современные накопительные водонагреватели обладают баком, выполненным на основе стабилизированных и высокопрочных стальных сплавов, которые характеризуются устойчивостью к коррозийным изменениям.
Внутренняя поверхность покрывается слоем стеклофарфора, который подвергается высокотемпературному обжигу. Стеклофарфоровое покрытие является химически нейтральным и коррозионно-устойчивым.

Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа
Особая кристаллическая структура стеклофарфорового бака способна выдержать даже очень высокие деформирующие нагрузки. Защиту внутреннего бака осуществляет магниевый анод, который эффективно предотвращает процессы коррозии электрохимического типа.
Периодическая замена такого элемента положительно сказывается на сроке службы водогрейного прибора.
Нагревательные элементы и магниевый анод
Одним из основных конструктивных элементов водогрейного оборудования является стальной фланец, используемый для фиксации термо-электронагревателя в виде нихромовой спирали в медном кожухе, а также магниевого жертвенного анода и термостата.
Особенностью опорного фланца съемного типа является его закрепление на корпусе оборудования посредством обычного резьбового или болтового соединения.

Магниевый анод
Блок управления
Блок, отвечающий за управление и контроль водогрейной системы, включает в себя целый набор датчиков и специальных приборов, что позволяет осуществлять выбор и последующий контроль температурного режима нагреваемой воды, а также расход холодного и горячего водоснабжения. Также посредством специальных приборов производится контроль наполненности бака водой.
Принцип работы
Рассмотрим, как работает накопительный водонагреватель электрический. Накопительное водогрейное оборудование электрического типа отличается особым принципом функционирования, основанным на перемещении наиболее горячих водяных слоев вверх, и сдвиге холодной воды, обладающей высокой плотностью, в нижнюю часть резервуара с нагревательными элементами.
Первичное подключение водонагревательного прибора к электрической сети сопровождается включением ТЭНа и подогревом воды до температурного режима, при котором термостатные контакты провоцируют размыкание электрической цепи.

Принцип работы водонагревателя
Процессу инверсии подогретой до заданных показателей воды в подающую магистральную систему препятствует установленное обратное клапанное устройство. Именно благодаря наличию такой арматуры движение водного потока происходит только в одном направлении.
Открывание расходного крана в водоразборной точке вызывает поступление горячей воды к потребителям посредством специального патрубка, что сопровождается снижением показателей давления внутри накопительного резервуара. В результате происходит заполнение водогрейного бака холодной водой из водопроводной системы.
Присутствие на входном патрубке функционального рассекателя не позволяет горячей воде смешиваться с поступающими внутрь водогрейного резервуара холодными водяными потоками. Рассекающее устройство распределяет струю и одновременно снижает скорость её перемещения. Именно по этой причине поток холодной воды равномерно распределяется по самой нижней части водогрейного прибора, что позволяет установленному ТЭНу осуществлять эффективный нагрев.
В штатном режиме снижение температурных показателей воды в резервуаре вызывает замыкание контактов терморегулятора и последующее подключение к электрической сети.
Схема работы накопительного водонагревателя
Стандартная схема работы водогрейного оборудования базируется на принципе разделения нескольких водных слоев, отличающихся разным температурным режимом. Отбор горячей жидкости из водонагревателя производится через патрубок горячего водоснабжения.
Такая трубка имеет строго определенную длину, достигающую верхнего, наиболее прогретого слоя. Законы физики не позволяют располагать параллельно водогрейный прибор вертикальной конструкции.

Электрическая схема накопительного водонагревателя
При выборе накопительного бойлера электрического нагрева нужно обращать внимание на его конструктивные особенности, а также учитывать основные правила монтажа водогрейного прибора.
Факторы, от которых зависит скорость нагрева
В любых накопительных водогреях, функционирующих с использованием электрической энергии, процесс нагрева воды осуществляется одним или двумя нагревательными элементами, которые могут обладать различными показателями мощности.
Комплектация небольших по объёму резервуаров (не более 15 л) представлена, как правило, одним нагревательным элементом мощностью 1,0 кВт. В накопительных электрических водонагревателях полезным объёмом 50 л чаще всего устанавливается ТЭН на 1,5 кВт. Высокомощные водогрейные конструкции, имеющие резервуар на уровне 100 л, оснащаются нагревательным элементом с мощность в 2,0-2,5 кВт.
Традиционный вариант водогрейных приборов представлен оборудованием, в котором монтируются ТЭНы в виде медной трубки изогнутой формы с установленной внутри нитью на основе нихрома, эффективно проводящей электрический ток.
Такой вариант нагревательного элемента носит название «мокрый».
Вода нагревается при соприкосновении с нагревательным элементом.
Время нагрева воды напрямую зависит от таких факторов, как мощность бойлера, площадь поверхности нагревательного элемента, а также коэффициент тепловой отдачи.
Чтобы сохранить воду в нагретом состоянии в условиях уже отключенного нагревательного элемента, необходимо изолировать накопительный резервуар от тепловых потерь. Поэтому крайне важно приобретать современное накопительное водогрейное оборудование, обладающее достаточным количеством высококачественного и долговечного теплоизоляционного материала.
delaemvannuu.ru
Как устроен бойлер: основные элементы конструкции
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.
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