Принцип действия накопительного электрического водонагревателя

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.

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.

3 Способы нагрева

Метод нагрева выбирается в зависимости от наличия определенного топлива и условий эксплуатации. Важную роль играет и удобство эксплуатации устройства. По источнику нагрева бойлеры делятся на четыре группы:

1. 1. Электрические. Это самая распространенная и многочисленная группа агрегатов. Такие модели заслуженно считаются наиболее удобными в эксплуатации, поскольку требуют только подключения к электрической сети. Подавляющее большинство электробойлеров имеют мощность от 1 до 3 кВт. Питаются они от стандартной сети переменного тока. В случае частых перебоев с электроснабжением рекомендуется рассмотреть модели с другим способом нагрева.
2. 2. Газовые. Вторые по популярности устройства. Газовый нагрев выгодно с экономической точки зрения использовать лишь в газифицированных домах. Возможно и подключение агрегата к баллону. Однако применение сжиженного природного газа из баллонов сопряжено с большими денежными затратами.
3. 3. Твердотопливные. Эти модели ранее были довольно популярными, но сегодня используются редко. Топливом служит кокс или каменный уголь. В некоторых моделях предусмотрено использование дров. Экологичность таких устройств невысокая, однако их с успехом применяют в сельской местности, где уголь и дрова стали самым доступным видом топлива.
4. 4. Косвенного нагрева. Для нагрева используется сторонний источник тепла. Для этих целей могут применяться всевозможные печи и камины, сквозь которые проходит водяной контур. Иногда нагрев осуществляется системой отопления, однако такой способ нецелесообразен, ведь горячая вода нужна круглый год, а отопление — только в холодные месяцы.

Особенности ремонта накопительного водонагревателя

Ремонт накопительного водонагревателя не очень трудоемок, так как в нем отсутствуют движущиеся части. Однако и его можно успешно избежать, если обеспечить водонагревателю регулярное и качественное техническое обслуживание. Благодаря этому видится возможным значительным образом увеличить срок жизни самого бака и ТЭНов.

Магниевый анод требуется менять ежегодно. Обеспечением технического обслуживания должен заниматься официальный технический центр от той фирмы-производителя, водонагреватель которой вы приобрели. Важный момент: при выполнении всех регламентных и ремонтных работ по поддержанию исправного функционирования устройства, в его паспорте требуется ставить штамп.

Иначе, вам могут внезапно отказать в замене бака, в случае его протечки. При покупке того или иного водонагревателя необходимо достоверно убедиться, что вы будете иметь полное право на обслуживание в сертифицированном сервисном центре и на его доступность в вашем городе. В противном случае стоит выбрать другую модель и производителя устройства.

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

Водонагреватели используются как в квартирах, так и в частных домах. Их применение позволяет обеспечить бесперебойную подачу горячей воды независимо от наличия централизованной сети. Одним из типов водонагревателей является бойлер косвенного нагрева.

Устройство бойлера включает в себя теплообменник, который соединен с внешним источником тепла. Это позволяет прогревать большой объем воды за короткий срок.

Профилактика

Чтобы продлить срок службы своего выбранного водонагревателя, не забывайте периодически делать профилактику. Особенно она актуальна, если бойлер с элементом открытого типа (1 раз/год делать очистку бака и ТЭНа от накипи, менять анод). Водонагреватели с закрытым типом элемента требуют профилактических мер 1 раз/2 года.

В качестве подсказки: Если желаете существенно снизить появление накипи в нагревателе, подумайте об установке дополнительного водного фильтра. Расположите его в системе водопровода так, чтобы вода поступала в фильтр, а с него шла в бойлер. Только обязательно учтите пропускную возможность фильтра и прочие нюансы, которые связаны с водопроводной и водонагревательной системой.

Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!

Принцип работы накопительного бойлера

Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:

1. Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
2. Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.

При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.

Принцип действия накопительного бойлера. Источник фото: remontik.org

По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.

Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.

Принцип работы

Как работает проточный водонагреватель? Поток воды проходит через изделие сравнительно небольшого размера, нагревающее его до нужной температуры. ТЭН используется стандартного типа или в виде нагревающей спирали. В объемных устройствах всегда используется первый вариант, а в миниатюрных — второй, потому что ТЭН просто некуда вставить.

Как только открывается кран, нагревательный элемент включается, водный поток нагревается, с закрытием крана отключается и электропитание изделия. Принцип работы проточного водонагревателя основывается на том, что заданная пользователем температура водного потока набирается за короткое время, а потом только с помощью ТЭН держится постоянной. Внешне обыкновенный электрический водонагреватель проточной конструкции выглядит как пластиковый контейнер небольшого размера, имеющий подключение к домашнему водопроводу.

Когда проточный электрический водонагреватель используется как отдельный кран для горячей воды, то принцип работы его становится еще проще: поток воды мгновенно нагревается мощной спиралью, заключенной в корпус из меди.

Накопительный или проточный

Фактически выбор не столь уж и велик. Существуют два основных типа водонагревателей:

проточный водонагреватель

накопительный бойлер

В проточном, вода нагревается очень быстро, достаточно ей пройти через греющий элемент. Кажется, что еще нужно?

Однако такой прогрев подразумевает резкое уменьшение максимально возможного напора.

Если вы хотите получить более мощный поток, в этом случае придется использовать и более мощный нагревательный элемент от 8кВт до 30кВт!

В накопительных водонагревателях изменение напора практически не происходит. Что на входе, то и на выходе.

Благодаря этому, данным типом можно одновременно обеспечить несколько точек в доме горячим водоснабжением. Но это при использовании водонагревателя соответствующего объема (100-150-200л).

А выбор объема у них довольно обширный – от 5 до 300 литров.

Правила эксплуатации водонагревателя

Поскольку электрические водонагревающие устройства распространены гораздо шире, мы рассмотрим именно их более подробно. Понятно, что любое оборудование нуждается в бережном отношении. Не исключение и накопительные водонагреватели.

Принцип работы этого устройства таков, что не стоит заставлять его работать постоянно на полную мощность. Это может привести к достаточно быстрому выходу из строя ТЭНов, либо срабатывании защитного реле, для включения которого придется вызывать мастера. Оптимальная достаточная температура – это 60 градусов.

Для ее достижения нужно пользоваться всеми ТЭНами. Это не сильно повышает расход электроэнергии, зато делает их износ более равномерным.

Большинство моделей отключаются автоматически при нагреве до 85%, а включение произойдет только после ее некоторого остывания, если не сработает защита. По ночам действует льготный тариф на пользование электроэнергией, что позволяет экономить средства при оптимальном выборе режима нагрева. Ведь днем прибор можно отключать.

Все равно вода в нем не остынет до самого вечера. Осуществляемый в ночное время нагрев воды будет стоить уже в два раза дешевле. Некоторые современные модели уже снабжены функцией экономичного нагрева.

Ее суть в том, что вода греется ночью, а днем только происходит поддержание ее температуры на минимально допустимом уровне – т. е. 55 градусов.

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

Как выбрать накопительный водонагреватель в зависимости от количества членов семьиЕсли вы используете воду из накопительного водонагревателя, то учтите следующие важные моменты:

Если вода в баке застаивается, для пищи ее использовать ни в коем случае нельзя

Это особенно опасно, когда температуры воды падала до такого уровня, когда в ней могли зародиться и начать размножение различные болезнетворные бактерии.
Если ваше накопительное водонагревательное устройство установлено за городом, и вы используете обычную воду из скважины, то хотя бы раз в месяц, нужно нагревать воду до максимальной температуры в целях дезинфекции и профилактики.
Очень важно состояние внутренней поверхности бака. При наличии достаточных финансов лучше выбрать модель, имеющую специальное покрытие, например, из стеклофарфора

Оно обеспечит чистоту воды в баке, независимо от времени ее нахождения там.
Если вы на долго уезжаете, и водонагреватель накопительного типа какое-то время не будет эксплуатироваться, воду обязательно надо слить. Тем более это важно, если вы уезжаете на всю зиму. Ведь замерзание воды внутри бака ни к чему хорошему не приведет. Это просто выведет прибор из строя полностью и ремонту он уже подлежать не будет.

Подключение к водопроводу

Как своими руками подключить водонагреватель к системе водоснабжения?

Проточный безнапорный

Входной патрубок подключается к водопроводу после водоразборного крана, выходной — к штатному изливу или душу. Если водонагреватель используется в качестве временного решения (например, на время летних плановых отключений ГВС для ремонта теплотрасс), его можно подключить к шлангу душа смесителя вместо лейки и регулировать напор краном холодной воды.

Стационарное подключение проточного нагревателя к водопроводу в моей мансарде. На борт ванны установлен водоразборный кран с керамической кранбуксой. Вход прибора соединяется с ним через переходник ДУ20-ДУ15 и гибкую подводку.

Проточный напорный

Подключается между подводками ГВС и ХВС. Какая-либо дополнительная арматура не нужна.

Atmor In-Line подключен между подводками холодного и горячего водоснабжения.

Накопительный

Бойлер тоже монтируется между водопроводами холодной и горячей воды, но ему, в отличие от проточника, нужна обвязка. Прибор комплектуется:

1. Шаровыми кранами на входе и выходе. Они позволят вам отключить бойлер для чистки или замены анода, не перекрывая холодную воду на весь дом или квартиру;
2. Обратным клапаном. Он не даст воде из бака вылиться в сброшенную для ремонта магистраль водоснабжения;
3. Предохранительным клапаном, сбрасывающим избыток воды в дренаж при опасном увеличении давления. Вода расширяется при нагреве, и сопутствующий рост давления может привести к повреждению бака и подводок водоснабжения.

Схема подключения накопительного водонагревателя к водопроводу.

Группа безопасности накопительного нагревателя: предохранительный и обратный клапаны объединяются в одном корпусе.

Проточные газовые

Современная модификация газовой колонки. Газовая горелка нагревает медный теплообменник, через который проходит вода. На этом сходство заканчивается.

Много опций, которых нет в простой колонке. Розжиг газа осуществляется при помощи пьезоэлемента или искры, получаемой от батареек (а не спички), доступна плавная регулировка температуры. Многие модели оснащены так называемой модулирующей горелкой, которая автоматически регулирует силу пламени в зависимости от расхода воды. Безопасность обеспечивает, как правило, трехуровневая система защиты. При отсутствии тяги или появлении обратной тяги срабатывает датчик, моментально прекращающий подачу газа. Если пламя по каким-то причинам гаснет, то подача газа тоже останавливается. От перегрева водонагреватель защищен гидравлическим предохранительным клапаном.

Обратите внимание на мощность. Для мойки на кухне, раковины в ванной и душа вполне достаточно мощности около 20 кВт. А для обеспечения горячей водой нескольких санузлов или небольшого дачного дома потребуется агрегат с диапазоном 20-30 кВт

А для обеспечения горячей водой нескольких санузлов или небольшого дачного дома потребуется агрегат с диапазоном 20-30 кВт.

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.

Советы по выбору водонагревателей

Сегодня производители предлагают несколько разновидностей накопительных водонагревателей, различающихся по конструкции и устройству. Выбирать устройство нужно с учетом требований потребителей ГСВ и под конкретные условия эксплуатации. Не каждая модель универсальна и подходит для любого дома. Поэтому перед покупкой выясните у консультантов магазина, как работает бойлер для нагрева воды этого типа.

При выборе модели обратите внимание на следующие моменты:

Компании «Мособлгаз» рекомендует продукцию от таких брендов, как Bosch, Ariston, Electrolux, Viessmann, Thermona, Gorenje и т.д. Наши инженеры давно работают с этим оборудованием и уверены в его качестве. Мы не только продаем, но и занимаемся установкой, обслуживанием и ремонтом бойлеров различных типов, поэтому точно знаем, какие приборы надежны и имеют наименьший процент отказов. При сомнениях в выборе оборудования обращайтесь к консультантам «Мособлгаза», наши специалисты помогут подобрать подходящий вариант.

Конструкция водонагревателя

Чтобы понять принцип действия бойлера, необходимо иметь представление о том, как устроен прибор и как функционируют отдельные его части.

Кожух и внутренний бак

Водонагреватель накопительного типа состоит из пластикового или стального корпуса (кожуха), внутри которого установлен стальной бак для воды. Пространство между кожухом и внутренней емкостью заполнено теплоизоляционным материалом, в качестве которого чаще всего используется вспененный полиуретан. Такая технология позволяет устройству сохранять температуру воды в течение длительного времени.

Сегодня на рынке представлены приборы самого разного размера и формы

Внутренний бак во избежание коррозии покрывают специальным стеклофарфоровым покрытием. Такой защитный слой имеет схожий со сталью температурный коэффициент расширения, поэтому не растрескивается и не отслаивается при перепадах температур внутри емкости. Кроме того, гладкая поверхность бака защищает внутреннюю часть от образования накипи и скапливания грязи.

Внутри бака установлены патрубки для подачи и отвода воды. Более длинный «горячий» патрубок установлен с учетом расстояния до наиболее прогретого водяного слоя. На «холодной» трубке смонтирован рассекатель, замедляющий струю входящей воды во избежание перемешивания слоев.

Электрические компоненты

Нагрев воды в бойлере осуществляется при помощи трубчатого электронагревателя (ТЭНа). Мощность нагревательного элемента зависит от объема бака и составляет от 1,2 до 6 кВт. В отдельных случаях устанавливаются несколько ТЭНов для повышения производительности водонагревателя при сохранении его экономичности.

ТЭН и анод, смонтированные на фланце

Нагревательный элемент устройства смонтирован на съемном фланце. Такая конструкция предоставляет возможность не только быстро отремонтировать прибор в случае поломки, но и производить профилактические мероприятия.

Чаще всего на фланце также закрепляется и магниевый анод, защищающий внутренние металлические части от коррозии, а также монтируется термореле и термостат. Эти элементы служат для управления нагревом, а также защищают нагреватель от перегрева.

Водонагреватели премиум-класса кроме основных элементов имеют и электронный блок управления, позволяющий реализовать дополнительные сервисные функции.

Группа безопасности

Для того чтобы давление внутри электрического бойлера не превысило критическое, каждый водонагреватель оснащается предохранительным клапаном. Этот элемент производит сброс давления при его превышении свыше установленного значения. С помощью предохранительного клапана осуществляется и сброс излишков воды, образующихся при расширении жидкости во время ее нагрева.

Один из вариантов исполнения группы безопасности

Часто предохранительный клапан выполняют в одном корпусе с клапаном обратным. Такое решение уменьшает размер устройства, хоть и весьма спорно с точки зрения надежности.

Проточный

Узлы

У младших моделей проточников, не предназначенных для установки в разрыв водопровода, всего три основных узла:

In-Line водонагреватели работают при давлении водопровода, поэтому датчик давления в качестве предохранительного узла бесполезен. Его функцию выполняют два других узла:

• Датчик протока воды, включающий нагрев лишь при ее расходе;
• Термодатчик, исключающий перегрев ТЭНов.

Потребительские характеристики

Экономичность: максимальна. Нагрев включается лишь в процессе расхода воды. В остальное время ТЭНы простаивают, а потребление электроэнергии равно нулю.

Требования к проводке:

Модели мощностью 3,5 кВт можно подключать к евророзетке с подведенным заземлением при сечении медной проводки не менее 1,5 мм2;

Мощность в 3,5 киловатта позволяет подключить нагреватель к обычной евророзетке с заземлением.

• Более мощные водонагреватели (5-7 кВт) подключаются непосредственно к электрическому щитку собственным кабелем. Линия должна быть защищена отдельным автоматом;
• Приборы с мощностью свыше 8 кВт требуют трехфазного питания.

Точность регулировки температуры воды: у всех моделей со ступенчатым регулятором мощности — крайне низкая.

Отключение и включение ТЭНов обеспечивает грубую регулировку, а более точная осуществляется изменением напора воды. Поскольку мощность прибора неизменна, температура воды на выходе линейно зависит от температуры на входе: если летом прибор мощностью 3,5 кВт справляется с нагревом воды, то зимой, когда магистраль водоснабжения остынет с 20-25 до 3-5 градусов, вам придется принимать прохладный душ.

Зимой температура воды на выходе недорогого проточника снизится на 15-20 градусов по сравнению с летом.

Моделями с цифровым терморегулятором заданная владельцем температура поддерживается с точностью до градуса. Для этого, разумеется, нужен не только точный терморегулятор, но и запас мощности.

Цена: от 2000 рублей за водонагреватель мощностью 3,5 кВт с ее ступенчатым регулятором. Модель с плавной регулировкой мощности и индикацией температуры обойдется в 16-20 тысяч рублей.

На фото — проточный водонагреватель Electrolux NPX 18-24 Sensomatic Pro. Он обеспечивает точность нагрева воды в 1 градус в диапазоне 30-60 °С. Мощность прибора — 24 кВт, розничная стоимость — 16 499 рублей.

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 монтажаОсобая 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.

2 Преимущества и недостатки бойлеров

Именно накопительные водонагреватели используют при отсутствии централизованной системы подачи горячей воды. Пользоваться ими настолько удобно, что нередко их устанавливают даже для кратковременной эксплуатации в периоды отключения горячего водоснабжения. Этому способствует значительное количество преимуществ:

• Возможность нагрева больших объемов воды.
• Способность обеспечивать водой несколько точек водозабора. Один бойлер можно использовать для снабжения нескольких ванных комнат и умывальников. Это свойство чрезвычайно полезно для загородных домов.
• Функционирование устройства не зависит от напора воды. Это главная особенность накопительных водонагревателей. В проточных моделях температура нагрева регулируется именно изменением скорости прохождения воды через нагреватель.
• Возможность нагрева жидкости до высоких температур. При необходимости на выходе устройства можно получить температуру до 85 градусов.
• Качественная теплоизоляция бака дает возможность в течение длительного времени сохранять температуру. Такое свойство позволяет добиться существенной экономии и делает эксплуатацию водонагревателя более удобной.

Разумеется, как и любые другие устройства, бойлеры для нагрева воды имеют свои недостатки. Однако к особенностям эксплуатации таких приборов легко привыкнуть. Среди минусов можно выделить следующие:

• Первоначальный нагрев полностью заполненного бака занимает длительное время.
• При небольшом расходе воды постоянное поддержание требуемой температуры сопряжено с дополнительными затратами энергии на нагрев.
• Размещение емкости требует наличия достаточного свободного пространства. Если площадь ограничена, придется отдать предпочтение компактной модели.
• Высокая стоимость. Устройства проточного нагрева стоят значительно дешевле, но не подходят для постоянного использования.
• При длительном отсутствии забора качество воды может снижаться. При перерывах в эксплуатации рекомендуется сливать жидкость из бака.