Принцип действия бойлера для нагрева воды

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.

Устройство бойлера и принцип его работы

    08.05.18 Дата добавления 1064 Просмотра 5.0 Рейтинг

На сегодняшний день среди владельцев жилплощади в многоквартирных и в частных домах всё популярнее становится установка автономного горячего водоснабжения, ведь это основной фактор для комфортного проживания.

В современном мире существует огромное количество различных водонагревателей, которые различаются по своей конструкции и принципу работы, поэтому человеку, далёкому от данной сферы, будет очень трудно выбрать качественный бойлер. Именно в этом случае вам и поможет эта статья.

Основные элементы бойлера

Многие люди, которые желают приобрести себе водонагреватель, задаются вопросом о том, как устроен бойлер. Ответ на этот вопрос представлен ниже.

Итак, конструкция водонагревателя, устанавливаемого в домах и квартирах, включает в себя следующие элементы:

  • корпус;
  • изоляционный слой (отвечает за то, чтобы жидкость остывала как можно медленнее);
  • бак для воды (в нём производится её нагрев);
  • ТЭК – механизм для нагрева воды (по принципу работы схожий с кипятильником);
  • анод – элемент, на котором остаётся вся накипь;
  • труба для входа (её соединяют с холодной водой);
  • труба для выхода (соединяется с краном, из которого вытекает горячая вода);
  • датчики безопасности и контроля температурного режима;
  • панель управления, в которую входят регулирующие ручки и дисплей (в старых моделях бойлеров отсутствует).

Из-за того, что внутри бака с водой может произойти образование различного рода микроорганизмов и слизи, рекомендуется подбирать модель, где этот бак сделан из нержавейки или присутствует напыление титана.

Для тех, кто не может позволить себе водонагреватель, в котором бак имеет вышеуказанные покрытия, может взять бойлер, где бак создан из стеклофарфора. Но срок годности этого материала варьируется от 1 года до 3 лет, поскольку он очень быстро покрывается микротрещинами.

Конструкция бойлера для нагрева воды

Конструкция бойлера включает в себя элементы для нагрева воды, которые подразделяют на следующие виды:

  • Располагающиеся в воде (их называют открытыми или мокрыми).
  • Элементы, которые не имеют прямого контакта с водой (их называют закрытыми или сухими).

Мокрые водонагревательные элементы достаточно привычны для нас и напоминают трубки, размещённые в чайнике. Они являются пустотелыми и содержат в себе нагревающуюся спираль. Пустое пространство, как правило, заполняют специальным магниевым оксидом или же песком. Вещество может быть любым, главное, чтоб оно обладало высокой проводимостью тепла.

Читать еще:  Дренажный насос для грязной воды как выбрать

Сухие водонагревательные элементы от контакта с водой отделяет специальный керамический кожух.

Такой тип считается более безопасным в связи со следующими моментами:

  • не происходит возникновения накипи;
  • риск образования короткого замыкания практически нулевой;
  • случайное включение устройства без жидкости не так сильно портит данный вид нагревательных элементов;
  • эксплуатационный срок намного больше.

Кроме того, данные элементы отличаются в зависимости от вида крепления, они бывают гаечными и фланцевыми. Во втором случае происходит прижимание большим количеством небольших по размеру болтиков.

Как работает бойлер?

Все бойлеры, устанавливаемые в домах, подразделяются на две основные группы, которые полностью отличаются один от другого. Это проточные и накопительные водонагреватели.

В накопительных бойлерах всегда присутствует бак (размеры варьируются). Принцип работы таких водонагревателей заключается в том, что при первом включении устройства с помощью воды из водопровода происходит заполнение бака. В будущем, бак всегда содержит в себе определённый уровень воды, а его полное заполнение происходит по мере необходимости.

Кроме того, накопительные бойлеры разделяются на виды, которые зависят от способа нагрева воды:

  1. электрические;
  2. газовые;
  3. на жидком топливе (водяной);
  4. связанные с косвенным отоплением;
  5. солнечные;
  6. смешанные.

В свою очередь, проточные бойлеры, устанавливаемые в домах, не содержат в своей конструкции бака. Вода нагревается «по ходу», перемещаясь по трубке маленького диаметра.

Проточные бойлеры считаются боле мощными, поэтому при их установке обязательно нужно проследить за тем, чтобы в доме была качественная проводка. Пользоваться таким бойлером гораздо удобнее, поскольку нагревание воды происходит мгновенно, и не нужно ждать, пока заполнится бак.

Принцип работы бойлера с косвенным нагревом

Является одним из наиболее популярных видов бойлеров, поскольку нагрев воды происходит от печи или котла. Никаких дополнительных источников энергии не нужно. Огромный плюс такого бойлера заключается в том, что при желании его можно соорудить собственными руками.

Водонагреватель с косвенным нагревом воды представляет собой устройство, внутри которого расположены трубки. По этим трубкам происходит подача такого же самого теплоносителя, как и в радиаторах отопления. Но пока этот теплоноситель пройдёт по трубкам в бойлере, его температура подогревает воду до необходимого значения.

На сегодняшний день выделяют два типа водонагревателей с косвенным нагревом:

  1. содержащий в себе змеевик;
  2. бак, расположенный в баке.

Чаще всего используют разновидность бойлера со змеевиком.

Устройство бойлера для нагрева воды со змеевиком следующее:

  1. Присутствует корпус с термоизоляцией внутри которого размещён специальный бак (объёмы варьируются) для санитарной воды. В его полости размещён теплообменник, который по своей форме напоминает змеевик.
  2. Далее, происходит циркуляция теплоносителя (это горячая вода, которая образуется благодаря одноконтурному котлу) через патрубки. Тепло переходит к санитарной воде, которая через входной патрубок переходит в нижнюю часть ёмкости.
  3. В верхней зоне бака, через патрубок производится отвод уже нагретой санитарной воды.

На сегодняшний день даже производят водонагреватели с косвенным нагревом, в конструкцию которых включены две трубки теплообменника.

Особенности и принцип работы комбинированных бойлеров

Комбинированные бойлеры – это устройства, которые подключаются к отопительному контуру, но при этом обладают собственным нагревательным элементом.

Имеют следующее устройство:

  • Бак, созданный из листовой стали и имеющий пенополиуретановую термоизоляцию, размещён в специальном кожухе, сделанном из невосприимчивого к ударам полипропилена. Он необходим для циркуляции воды из отопительной системы, которая проводится через патрубок от котла.
  • Внутри него расположен специальный бак, созданный из нержавеющей стали, в котором происходит хранение санитарной воды. В этом баке присутствует вход для воды из ГВС и её отвод через трубку к точкам потребления.
  • В верхней зоне бойлера размещена крышка, которая имеет ручной отвод воздуха (необходима для первичного наполнения системы).
  • Во внутренней части внешнего бака бойлера расположен ТЭН, мощность которого может варьироваться от 2 до 6 кВТ (если термостат производит фиксацию недостаточного нагрева воды через систему внешнего обмена тепла, ТЭН включается автоматически). В летний сезон года именно ТЭН играет роль главного источника тепловой энергии.
  • В таком бойлере присутствует панель управления, которая оснащена всеми необходимыми устройствами для регулировки. К этим устройствам относятся: температурный режим нагрева санитарной воды, таймер включения нагревательного элемента (ТЭН).

Именно эта конструкция является наиболее популярной, поскольку содержит в себе достоинства практически всех видов водонагревателей. Единственный минус – очень высокая стоимость.

Особенности работы электрического бойлера

Бак устройства содержит в себе специальные нагревательные элементы, которые с помощью специального шнура получают питание с помощью напряжения 220 и 380 в сети переменного тока. Нагревание воды происходит благодаря элементам ТЭН. Регулирование температурного режима происходит вследствие автоматического включения и выключения электрического питания.

Плюсы такого бойлера заключаются в следующем:

  • простота конструкции, лёгкость ремонта;
  • доступна ценовая политика.

Среди минусов можно отметить такие моменты:

  • образование на нагревательных элементах накипи;
  • использование достаточно дорогостоящей энергии – электрической;
  • мощность работы устройства ограничивается характеристиками бытовой электрической сети.

Остальные виды бойлерных систем, устанавливаемых в домах, работают по схожему принципу, который описывался в разделе «как работает бойлер?».

Стоит отметить, что при выборе водонагревателя стоит обращать внимание именно на его устройство и принцип работы – они должны быть основными критериями выбора. На бойлере рекомендуется не экономить, поскольку лучше один раз купить качественный товар, чем каждый год производить его обновление.

Устройство бойлера для нагрева воды

Горячая вода в квартире или доме всегда была неотъемлемой частью комфорта, без которого современный человек не представляет своей жизни. Нередки случаи, когда горячую воду в квартирах отключают, а в частном секторе хозяин вообще сам должен позаботиться об ее наличии. Помочь в этом вопросе могут водонагревательные приборы. Устройство бойлера для нагрева воды может быть самым разным, но главная отличительная особенность его от проточных нагревателей – наличие аккумулирующего резервуара, в котором постоянно находится запас подогретой, готовой к использованию воды.

Устройство бойлера для нагрева воды — фото

Современные накопительные водонагреватели могут быть прямого или косвенного действия. В качестве источника энергии бойлеры прямого нагрева могут использовать электричество или природный газ. В системах косвенного нагрева теплообмен происходит от системы отопления дома или от других источников тепловой энергии (например, солнечных водонагревателей).

Рассмотрим различные схемы устройства современных бойлеров.

Бойлеры прямого нагрева

В таких системах передача тепловой энергии идет непосредственно на на греваемую для дальнейшего бытового использования воду. Они могут быть электрическими или газовыми.

Электрический бойлер прямого нагрева

Компоновка, расположение, размещение входных и выходных патрубков , система контроля и автоматики от производителя к производителю может существенно различаться, однако принципиальная схема – едина. На рисунке приведен ее общий упрощенный вид:

Электрический бойлер прямого нагрева — схема

  • Вся конструкция собрана в металлическом корпусе (1), имеющем то или иное внешнее декоративное исполнение. Внутри расположен бак для воды (2), а пространство между ним и внешним корпусом заполнено термоизоляционным материалом (3), чаще всего – пенополиуретаном.
  • Подача холодной воды осуществляется через заборный патрубок (4), на который ставится обратный клапан и предохранительный клапан, срабатывающий при превышении давления внутри бойлера. Труба подачи (10) обычно, во избежание образования турбулентных потоков воды, оснащается сетчатым распылителем.
  • Через шнур питания (5) на на гревательный элемент — ТЭН (9) подается переменный ток. Устройство обязательно снабжается системой контроля температуры и терморегулятором, позволяющим выставить требуемый уровень нагрева воды и производить автоматическое отключение подачи электропитания при достижении необходимой температуры.
  • Патрубок (6) подключается к системе горячего водоснабжения — через него подогретая вода через трубку (8) из верхней части бойлера поступает на точки потребления. Необходимое давление поддерживается постоянно открытой подачей холодной воды – она пополняет бак по мере расхода, и он всегда остается наполненным.
  • Воздушный клапан (7) служит для стравливания воздуха при первоначальном заполнении бойлера водой – он не дает образоваться воздушной подушке.

Чтобы в баке с водой не возникало гальванической коррозии, в нем располагают анод, выполненный из магния. Его электропотенциал меньше, чем у корпуса бака или поверхности нагревательного элемента, поэтому разрушительные процессы коррозии будут воздействовать именно на него. Периодически, по мере коррозии и зарастания, анод заменяют на новый.

Подобная схема проста, и является наиболее распространенной среди бытовых бойлеров. Подобные устройства, как правило, недороги, что обуславливает их популярность у потребителей. Главный недостаток – ТЭН работает непосредственно в нагреваемой проточной воде, что ведет к достаточно быстрому его зарастанию растворенными в ней минеральными отложениями.

Газовый бойлер прямого нагрева

Газовый бойлер достаточно прост по принципу своего действия и имеет следующее общую компоновку:

Газовый накопительный водонагреватель

  • В металлическом корпусе (чаще всего – из нержавеющей стали), имеющем надежную термоизоляцию, расположен бак для воды.
  • Через патрубок (1) в нижнюю часть емкости подается холодная вода. В верхней части бака вварен патрубок для забора подогретой воды с последующей ее раздачей на точки потребления.
  • Газовая горелка находится под донной частью емкости (4), ее закрывает от воды полукруглая панель, играющая роль теплообменника.
  • Вторым теплообменником является труба для отвода продуктов сгорания – она проходит через емкость с водой. Отвод газов производится через обычный дымоход или систему коаксиального типа (в зависимости от модели бойлера – с открытой или закрытой камерой сгорания).
  • Магниевый анод (5) служит для сбора накипи – его необходимо регулярно менять, по мере зарастания.
  • Бойлер обязательно снабжен системой автоматического контроля – термостатом (3), для отслеживания уровня температуры, клапаном для перекрытия подачи газа при достижении установленного уровня нагрева воды, устройством пьезорозжига – для автоматического запуска газовых горелок при остывании жидкости по мере ее расхода.

Бойлер, работающий на газе, имеет высокую производительность, он значительно экономичнее электрического. Однако есть у него и существенные недостатки – он требует обязательного дымохода, и его установка сопряжена с процессом согласования проекта с контролирующими органами технадзора. Кроме того, такие бойлеры прямого нагрева – намного дороже электрических.

Читать еще:  Как прорастить розу из букета в воде

Бойлеры косвенного нагрева

Главное принципиальное различие – подогреваемая для бытовых нужд ( так называемая , санитарная) вода не имеет непосредственного контакта с электрическими или газовыми устройствами нагрева. Передача тепла идет за счет подключения к системе отопления дома (или иным источникам горячей котловой воды).

Такой бойлер устанавливают чаще всего в комплексе с одноконтурным отопительным котлом. Этот тип бойлера может иметь объем , измеряемый десятками или сотнями литров, и какой из них выбрать — будет зависеть от количества домочадцев. Производятся модели напольного исполнения, или которые крепятся к стене горизонтально или вертикально на специальные кронштейны.

По организации теплообмена они могут иметь совершенно различную компоновку:

Бойлер со спиралевидным теплообменником

Этот бойлер устроен следующим образом:

Бойлер косвенного нагрева с теплообменником — змеевиком (фото в разрезе)

  • Внутри термоизолированного корпуса помещён объемный бак для санитарной волы. В его полости установлен теплообменник (2), имеющая форму змеевика.
  • Через патрубки 3 и 4 производится циркуляция теплоносителя – горячей технической воды, получаемой от одноконтурного котла. Тепло передается санитарной воде, поступление которой осуществляется в нижнюю часть емкости через входной патрубок (1).
  • Отвод нагретой санитарной воды осуществляется из вехней части бака через патрубок (5).

Змеевик в некоторых моделях расположен ближе к нижней части емкости , куда опускается холодная вода, а в других — равномерно распределен по всему баку, что позволяет быстрее нагреть весь объем жидкости.

Производятся бойлеры, в конструкцию которых входят две трубки теплообменника. Через один контур проходит теплоноситель, нагретый котлом, а по второму — от других возможных источников тепла, например, от солнечных водонагревателей.

Схема «бак в баке»

Другой вариант бойлера косвенного нагрева не имеет внутри змеевиков с теплоносителем, а устроен несколько иначе. Он состоит из двух емкостей , которые установлены одна в другую. Естественно, бак, который расположен внутри, имеет меньший объем – он явлеятся аккумулятором нагретой санитарной воды.

Косвенный нагрев по принципу «бак в баке»

На схеме хорошо видно внутреннее строение данной модели.

  • Через трубу 1, осуществляется подача во внутренний бак холодной санитарной воды.
  • Патрубки 2 и 4 подключены к системе отопления – по ним циркулирует котловая горячая вода.
  • Внутренний бак (3) изготавливается из нержавейки.
  • Через патрубок 5 идет забор согретой воды для бытового потребления.

Положительные качества бойлеров косвенного нагрева:

  • Хорошая производительность прибора, если теплообменник имеет достаточную площадь, и бойлер подключён к котлу высокой мощности.
  • Экономия электроэнергии и отсутствие нагрузки на электросеть.
  • Теплоноситель не контактирует с санитарной водой. Через теплообменник проходит специально подготовленная вода, которая содержит минимум солей.
  • Возможность переключить бойлер на разные источники энергии, например, в зимнее время он может работать от от опительного котла, а в летнее — от солнечной батареи.

Однако, есть и недостатки:

  • При нагреве воды в бойлере, снижается температура в системе отопления.
  • Это — достаточно дорогостоящее оборудование, по сравнению с бойлером прямого нагрева.
  • Весь комплекс занимает достаточно много места, т.е . для него лучше отвести отдельное помещение, что не всегда возможно.

С устройством бойлера для нагрева воды косвенного действия можно подробнее ознакомиться, посмотрев приложенный к статье видеоматериал:

Видео — обзор возможностей бойлера косвенного нагрева

Бойлеры комбинированного действия

Удачным вариантом являются бойлеры, которые сочетают в себе оба принципа. Они подключаются к контуру отопления, но их конструкция подразумевает и наличие собственного нагревательного элемента. Для примера – схема устройства нагревательного бойлера SMART компании ACV:

Примерная схема бойлера комбинированного нагрева

  • В ударопрочном полипропиленовом кожухе (10) установлен стальной наружный бак (8) из листовой тали с надежной пенополиуретановой термоизоляцией (3). Он служит для циркуляции воды из системы отопления, подводимой от котла через патрубки (11).
  • Внутри него размещен бак для санитарной воды из нержавеющей стали (9). В него предусмотрен вход воды из ГВС (14) и отвод ее к точкам потребления через трубку (2).
  • В верхней части расположена крышка (7) с ручным воздухоотводом (1) – для первоначального заполнения системы.
  • Внутри внешнего бака размещен ТЭН мощностью от 2 до 6 кВт (5) – он будет включаться по команде автоматического контроллера, если термостат (4) фиксирует недостаточность нагрева через систему внешнего теплообмена. В летний период, когда система отопления выключена, ТЭН будет являться основным источником тепловой энергии.
  • Панель управления оснащена необходимыми устройствами регулировки – температуры нагрева санитарной воды, таймером включения ТЭНа (например, для его использования по льготному ночному тарифу).

Подобная конструкция бойлера является наиболее универсальной, и сочетает положительные качества всех упомянутых выше систем. Пожалуй, единственный недостаток такого водонагревателя – достаточно высокая цена.

Выбирая водонагреватель, просчитайте все за и против каждого варианта, посмотрев на характеристики каждого из них. Важно также обратить внимание на размер выбираемого прибора и продумать место, которое он должен занять .

Павел Воробьёв главный редактор

Автор публикации 11.05.2018

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Как работает электрический бойлер для нагрева воды

Не так давно централизованное отопление являлось исключительным благом, приходящим в каждый дом. Со временем практика пользования коммунальными ресурсами показала некоторые недостатки существующей системы обеспечения. Это плановые выключения, недоступность за городом и не всегда приемлемые тарифы. Ориентируясь на принцип работы водонагревателя накопительного электрического, можно выбрать бесперебойный источник горячей воды, доступной в любое время при наличии подключения к холодному водоснабжению. В зависимости от предпочтений пользователей и условий места эксплуатации современные производители предлагает различные модели.

Основные разновидности водонагревателей

В классификации бытовой техники используется вид энергии как основной критерий группировки. В практике обустройства частных и многоквартирных хозяйств хорошо зарекомендовали себя газовые, электрические модели накопительного и проточного нагревов, а также бойлеры косвенного нагрева.

Электричество как основной источник энергии подходит под типовое устройство водонагревателя. К тому же подключение к сетям является первоочередным. Котлы на электричестве практичны и бесшумны, характеризуются высоким КПД. В отличие от газовых моделей, не требуют оборудования вытяжки. Основным принципом работы водонагревателей является преобразование электрической энергии в тепловую через ТЭНы.

К сведению! Недостатки приборов — зависимость от подключения и высокие тарифы на коммунальные услуги.

В газовых котлах подогрев воды во внутренних баках происходит за счет энергии, выделяемой при горении газа. Современные производители климатического оборудования делают упор именно на этих моделях. Они безопасны, экономичны, имеют привлекательный дизайн и высокий КПД. Примерно один раз в год требуют сервисного обслуживания (проверки разводки подключения, чистки конфорок).

По способу нагрева воды различают два вида: накопительные и проточные системы. Первый тип оборудования работает в режиме ожидания, постоянно поддерживая заданную пользователем температуру. При выборе модели рассматривают объем бака и материал, из которого он изготовлен, вертикальное или горизонтальное исполнение корпуса, а также способ управления. Учитывая устройство бойлера для нагрева воды, проточные системы являются более экономичными. В газовых колонках расход энергии происходит только в рабочем режиме.

Бойлеры косвенного нагрева были задуманы как пассивный элемент системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание! Принцип работы устройства заключался в отборе тепла от змеевика, работающего от системы отопления. Учитывая то, что централизованное снабжение работает не круглый год, косвенный нагрев подходит не всем.

Устройство электрического водонагревателя

Накопительные системы представляют собой взаимосвязанные компоненты, обеспечивающие потребителя подогретой водой. Комплектация техники следующая:

  • корпус цилиндрической формы, в котором умещаются остальные компоненты. До 15 л пластиковый, для большего объема используют металлопластик;
  • нагревательные элементы или ТЭНы;
  • стальная накопительная емкость или бак, оснащенный специальным теплоизолирующим слоем (для уменьшения потерь тепла). Изнутри покрывается стеклофарфором. Для предупреждения коррозии в системе предусмотрен анод из магниевого сплава;
  • блок управления с индикацией режима работы;
  • схема подключения к электричеству;
  • план подключения к водоснабжению, выходные патрубки;
  • встроенная система защиты внутренних компонентов.

Устройство бойлера обеспечивает горячую воду только после полного нагрева бака. Принципиальная схема работы оборудования строится на принципе разделения жидкостей, имеющих различные показатели температуры. Для отвода подготовленной воды используется специальный патрубок (клапан) снабжения.

Обратите внимание! В зависимости от того, где будет использоваться нагреватель, подбирают необходимый объем бака в литрах. Для дачи будет достаточно емкости до 15 дм³, а для частного дома лучше приобрести нагреватель большим объемом.

Принцип работы электрического накопительного водонагревателя

Оборудование этого типа функционирует по особому принципу. Внутри накопительного нагревателя происходит перемешивание воды. По законам физики более подогретая жидкость устремляется вверх резервуара. Внизу накапливается холодная или менее нагретая вода, это зона нагрева, где работает нагревательный элемент. Пассивный сдвиг жидкости обеспечивает периодическую активацию оборудования, то есть подогрев до готовности.

К сведению! Прибор имеет постоянное подключение к сети. Нагрузка на нагревательное оборудование контролируется через термостатные контакты. Их задача состоит в размыкании цепи при достижении водой необходимой степени нагрева.

Для блокировки инверсии (рециркуляции) в системе оборудования работает обратный клапан. Именно он не дает подогретой воде двигаться в другом направлении. На выпускной магистрали (на потребителя) работает водораспределительная арматура. После раздачи патрубком внутри системы бойлера снижается давление. Реакцией на это является открытие наливного клапана для заполнения бака холодной водой из водопровода.

Обратите внимание! Решающее значение для КПД электроводонагревателя обеспечивает рассекатель. Он контролирует процесс перемешивания воды за счет ограничения скорости.

Принцип работы электрического проточного водонагревателя

Проточные нагреватели имеют простую конструкцию. Почти для всех моделей применяется единая концепция, при которой жидкость проходит через корпус теплового оборудования, получая тепло от ТЭНов. В момент, когда пользователь открывает кран, запускается специальное реле давления, за ним срабатывает нагреватель. Его задача — быстро подогреть воду до заданной температуры.

Читать еще:  Как называются шарики которые растут в воде

В конструкции есть прерыватель, функция которого состоит в принудительном отключении питания. Это происходит при перепадах давления в системе или превышении степени нагрева воды. Дополнительный предохранитель — стабилизатор. Его задача — обеспечить нормализацию давления при достижении критических значений.

Конструктивные особенности

Главной составляющей электрических водогрейных приборов остается ТЭН. Сплав этой детали обеспечивает отдачу тепла при прохождении через него электрического тока. Спирали изолируются для упреждения коррозии, для чего помещаются в специальный пластиковый блок. При разогреве нагревательного элемента генерируемое тепло забирается проходящей через него холодной водой.

Конструкция активного блока исключает остаточное тепловыделение. Это происходит из-за небольшого объема проходящей жидкости и массы самого устройства. Образования накипи на спиралях не происходит, что значительно продлевает срок службы изделий.

Обратите внимание! Если посмотреть водонагреватель в разрезе после долгих лет использования, можно заметить лишь небольшой налет на поверхности спиралей.

В проточных установках закрытой модификации спирали ТЭНов заключаются в медные или латунные модули. Такое строение обеспечивает безопасность в противопожарном отношении.

Рассматривая, как работает бойлер, следует различать тип управления. Гидравлическое манипулирование происходит вручную, через шесть ступеней мощности. Более точное управление действиями техники электронное. Такая система работает автономно, под заданную пользователем температуру контролируется степень нагрева воды в бойлере. Такой принцип лучше гидравлики, поскольку все процессы контролируются электроникой вне зависимости от напора.

Основные правила эксплуатации электрических водонагревателей

Вне зависимости от того, как работает накопительный электрический водонагреватель, пользователям надлежит следовать рекомендациям по эксплуатации.

Они устанавливаются производителями:

  • монтаж следует производить в правильном положении;
  • второе правило состоит в том, что не нужно переводить технику в максимальный режим. Особенно это касается оборудования, процесс нагревания в котором поддерживается двумя элементами. Один лучше всего использовать в качестве резервного;
  • подключение к водопроводу рекомендуется только через защитную арматуру (клапан предохранительный);
  • даже если пользователь знает, как устроен водонагреватель, не стоит проводить самостоятельный ремонт. Это сократит гарантийный срок и может нарушить режим подогрева;
  • следует обращать внимание на качество водопроводной воды. При необходимости следует поставить фильтр;
  • проведение ремонта и техобслуживания возможно только после отключения от водопровода, системы отопления и электрической сети;
  • заземление обязательно;
  • запрещается включение техники при отсутствии водоснабжения;
  • в ремонт лучше отдавать в специализированный сервис. Это гарантирует замену вышедших из строя компонентов на оригинальные запчасти и умелое обращение с дорогой техникой.

Советы и рекомендации по выбору водонагревателей

Приобретение бытовой техники всегда сопряжено с подбором под бюджет и необходимые параметры для снабжения объекта.

Обратите внимание! Практика использования водонагревателей обозначила четкие критерии, согласно которым покупка будет радовать пользователей экономичностью и исполнением своих функций, а не просто состоять на учете.

Для начала покупателям важно понять, за счет чего будет нагреваться вода. В этом отношении выигрывает газовая техника, так как тарифы на газ ниже. Правда, если в районе потребителя отсутствует подключение к магистрали голубого топлива, лучше всего ориентироваться на электрические модели. Кроме того, такая техника проще в монтаже на место эксплуатации.

Далее нужно определиться с типом водонагревателя. По статистике более популярны накопительные агрегаты. Да, они не могут быстро подогреть и выдать горячую воду. Но при условии выбора достаточного объема бака можно спокойно пользоваться запасом бойлера. Хватит на целую семью. Если по условиям места использования не подходит громоздкая техника, лучше взять проточный агрегат. Они экономичные и компактные, но не обеспечивают максимальный разогрев рабочей среды.

Количество ТЭНов и производительность важны при большом потреблении горячей воды в доме. Модели с двумя спиралями более эффективны, к тому же позволяют иметь резервный источник обеспечения при выходе одного из строя. Мощные (свыше) 15 кВт приборы могут покрыть потребности в горячей воде на нескольких объектах: на кухне, в ванной, бане и других помещениях.

Обратите внимание! Практичность и управление — об этих параметрах лучше всего узнать заранее. В магазинах об этом могут умолчать или слишком приукрасить свойства товара.

Материал бака можно узнать из паспорта изделия, лучше всего нержавеющая сталь, а не пластик. Тем, кто испытывает сложности, можно обратить внимание на модели надежных производителей.

Устройство и принцип работы накопительного электрического водонагревателя

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

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

Устройство электрического водонагревателя накопительного

Базовая комплектация накопительного водогрейного оборудования электрического типа представлена:

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

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

Корпус водогрейного прибора

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

Горизонтальный накопительный водонагреватель

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

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

Критерии выбора электрического бойлера для воды представлены здесь.

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

Особенности бака

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

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

Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа

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

Нагревательные элементы и магниевый анод

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

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

Блок управления

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

Принцип работы

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

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

Принцип работы водонагревателя

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

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

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

Схема работы накопительного водонагревателя

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

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

Электрическая схема накопительного водонагревателя

Факторы, от которых зависит скорость нагрева

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

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

Такой вариант нагревательного элемента носит название «мокрый».

Вода нагревается при соприкосновении с нагревательным элементом.

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

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

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

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×