Устройство электрического водонагревателя накопительного и проточного. Какой лучше выбрать

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Электрические водонагреватели считаются самыми востребованными у жильцов квартир и частных домов. Популярность обусловлена простотой монтажа и эксплуатации. На схеме в разрезе показано устройство накопительного водонагревателя. Давайте рассмотрим, как выглядит электрический бойлер изнутри:

• Рассматривать устройство накопительного электрического водонагревателя начнем с бака. Он бывает круглой или овальной формы. Заключен бак в декоративный кожух. Внутреннее пространство между двумя емкостями заполнено пенополиуретаном.
• Особенностью устройства электрического водонагревателя является наличие ТЭНа. Элемент установлен снизу бака бойлера на фланцевом соединении.
• Включением и выключением ТЭНа управляет термостат. Любой водонагреватель накопительный работает без превышения максимально допустимой температуры. У электрических бойлеров этот показатель равен 75оС.
• Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85оС.
• Забор горячей воды осуществляется через трубку, конец которой выведен к верхней части бака бойлера. Для подпитки холодной воды снизу бака вмонтирован патрубок.
• Магниевый анод защищает корпус бака от коррозии. По истечении 2–3 лет элемент разрушается и его нужно менять.
• О работе водонагревателя сигнализирует индикаторная лампочка.

Зная, как устроен бойлер, можно разобраться с его работой. Холодная вода поступает внутрь бака бойлера через патрубок. Датчик посылает сигнал блоку управления, который с помощью термостата подает напряжение на ТЭН. Вода нагревается до заданной температуры. Датчик подает новый сигнал, и термостат прерывает подачу напряжения. После забора горячей воды цикл повторяется.

Разновидности ТЭНов

По принципу действия ТЭНы одинаковы. Нагревательным элементом выступает спираль. А вот по исполнению ТЭНы отличаются и делятся на два вида:

• Мокрый ТЭН состоит из спирали, герметично запаянной внутри медной трубки. В качестве наполнителя используют кварцевый песок. Он играет роль изолятора и предотвращает прикасание спирали к внутренним стенкам медной трубки. Достоинство мокрого ТЭНа в низкой стоимости. Недостаток – большой размер и низкий показатель электробезопасности. При повреждении медной трубки или прикосновения к ней спирали возникает пробой. В результате человек, пользующийся горячей водой, получает удар током.

• Cухой ТЭН по принципу работы аналогичен, но он не контактирует с водой. Спираль заключена внутрь диэлектрической колбы, имеющей оболочку. Последняя и соприкасается с водой. Диэлектрическая колба предотвращает контакт спирали с наружной оболочкой. Сухой ТЭН считается полностью безопасным в плане поражения человека электрическим током. Пробой невозможен. При выходе из строя ТЭНа просто сгорает спираль.

Накопительный водонагреватель с сухим ТЭНом стоит дороже, но он безопаснее и отличается длительным сроком эксплуатации. Компактные размеры позволяют вмонтировать в бойлер два нагревателя. Самым надежным считается сухой ТЭН, наборной корпус которого сделан из стеатита.

Принцип работы проточных водонагревателей

Принцип работы устройства достаточно прост:

1. Из водопровода вода поступает в водонагреватель и проходит через специальную камеру, в которой установлен ТЭН.
2. В камере вода мгновенно нагревается до необходимой температуры и уже горячей отправляется к специальному крану.
3. Отдельной ёмкости в этом устройстве нет, поэтому вода не накапливается. Это делает водонагреватель компактным и не занимающим много места на кухне или в ванной комнате.
4. Потребляет электроэнергию прибор только в то время, когда открывается кран и вода нагревается.

С проточным электрическим водонагревателем можно не заботиться о количестве горячей воды. Поэтому нет никакой разницы, как часто и какое количество людей будет им пользоваться.

Преимущества проточных электрических водонагревателей

Такие устройства можно устанавливать не только в квартирах, но и в любых жилых загородных домах. Среди плюсов, которые имеют эти приборы можно выделить:

1. Простота в эксплуатации. Водонагреватель включается, когда открывается кран и выключается, когда кран закрывается.
2. Компактность. Размер прибора примерно равен коробке для обуви. Это означает, что установить его можно в любом укромном месте. Войдёт он даже под раковину и при этом не нарушит дизайн помещения.
3. Быстрый нагрев воды. Вода нагревается практически сразу, подождать нужно будет всего две минуты.
4. Выставление температуры. Если нужно ополоснуть посуду, то можно задать температуру, чтобы вода была просто тёплой. Для принятия душа можно выставить температуру повыше.
5. Простая установка. Не требуется дополнительного оборудования, как, например, в случае с газовыми водонагревателями, для которых нужен дымоход.
6. Достаточно демократичная цена. Проточные водонагреватели стоят дешевле накопительных электрических приборов.

Кроме этого устройства не требуют постоянного технического обслуживания.

Недостатки проточных электроприборов для нагревания воды

Имеют устройства и свои минусы:

• Если водонагреватель имеет небольшую мощность, то выдавать он будет не горячую, а тёплую воду.
• Водонагреватели с большой мощностью потребляют намного больше электроэнергии.
• Приборы не могут обеспечить горячей водой сразу несколько точек водосбора. Выходом из такой ситуации является установка напорного проточного водонагревателя. Однако такое устройство требует высокого давления и стоит значительно дороже.
• Напряжение в сети для электрического нагревателя должно быть устойчивым. Если в доме перебои с электричеством, то может потребоваться отдельная прокладка силового кабеля, на что требуется специальное разрешение.

Удобны проточные приборы больше для небольших помещений и при достаточно небольших потребностях в горячей воде.

Нагреватель какой мощности мне купить?

Учитывая принцип работы нагревателя, проточные модели обычно делают очень мощными. Например, самые «слабые» потребляют 3 кВт, в то время как бойлеры с такой мощностью практически не встречаются. Энергозатраты напрямую влияет на температуру и скорость нагрева воды. Чем мощнее устройство, тем быстрее он нагревает воду, а, значит, может выдать ее бОльшее количество (нужной температуры).

Хотя многое зависит от производителя, в среднем же можно выделить такую зависимость производительности от мощности устройства:

• 3 кВт — 1,5 — 1,9 л/мин.
• 4 кВт — 2 л/мин.
• 5 кВт — 3 — 3,5 л/мин.
• 6 кВт — 4 л/мин.
• 7 кВт — 4,4 — 5,5 л/мин.
• 20 кВт — 10 л/мин.

Также при подборе мощности устройства стоит учитывать сечение проводки в квартире. Так, например, проводка сечением 2,5 мм2 выдержит нагрузку до 5,9 кВт (это максимум, который лучше не допускать). Поэтому для устройств большей мощности нужно будет класть проводку 4 мм2. Если в вашей квартире или доме старая проводка алюминиевым проводом сечением 1,5 мм2, то ставить проточный нагреватель мощнее 3,5 кВт вообще нельзя. При этом некоторые мощные приборы требуют трехфазного подключения к напряжению 380 В, а такая сеть есть не в каждом доме.

Рассмотрим типы водонагревателей

Водонагреватели для квартир и частных домов различают по типу энергоносителя – это электрические и газовые приборы. Электрооборудование может быть накопительного и проточного действия, в то время газовые модели работают только, как проточные устройства. Нагреватели по своей форме бывают вертикальными и горизонтальными, напольными и настенными. Чтобы правильно подключить нагревательное оборудование с баком нужного объёма, рекомендуется воспользоваться нижеследующей таблицей.

Прежде чем остановить свой выбор на той или иной модели водонагревательного оборудования, надо иметь представление, как работают аппараты разного типа.

Аппараты косвенного нагрева

Нагреватели косвенного нагрева работают от теплоносителя из отопительной сети, который проходит через бак по спиральному нагревательному элементу. Он изготавливается в большинстве случаев из меди, имеющей высокую теплопроводность.

Теплоноситель в этот момент имеет максимальную температуру, поскольку в этот контур он попадает непосредственно от котла. Температура воды в таком водонагревателе в большинстве случаев не превышает 80 градусов. Во время интенсивного использования горячей воды она может снижать в момент подкачки для пополнения уровня в бойлере.

Кроме того, в любой отопительной системе, желательна установка резервной тепловой установки на альтернативном виде топлива. Обычно это котел меньшей мощности.

Его и можно переключить на водонагреватель по отдельному контуру. Водопроводная и отопительная система при этом несколько усложняется, но не настолько, чтобы подключение водонагревателя своими руками стало невозможным.

Косвенный нагрев применяется, как резервная система горячего водоснабжения во время отопительного сезона.

Накопительные водонагреватели

Название говорит о том, что бойлер накопительного типа обладает ёмкостью, в которой накапливается определённый объём горячей воды, необходимый для удовлетворения нужд всех проживающих в квартире или доме.

В баке установлен термостат, который управляет ТЭНами, поддерживая постоянную температуру рабочего объёма воды (около 70С.). Например, для семьи из 5 человек достаточно установить накопительный водонагреватель с баком 50 литров. Есть модели объёмом 150 литров.

К плюсам следует отнести то, что накопители обладают большим запасом производительности. Большие баки способны поставлять горячую воду одновременно для умывальников, душевых установок и ванных, также для кухонных моек в течение всего времени подключения.

Единственным недостатком таких агрегатов является то, что после полного расхода рабочего объёма горячей воды приходится ждать полной заправки и нагрева в течение часа – полтора.

Проточные

Приборы снабжены небольшими ёмкостями. ТЭН проточного нагревателя включается в момент открытия крана. Быстрый нагрев происходит за счёт протока жидкости через раскалённую спираль. В отличие от накопительных аппаратов проточные модели из-за краткосрочности воздействия нагревательных элементов не могут нагревать воду до высоких значений температуры.

Клапан на кране регулирует восполнение уровня воды в баке по мере её расхода из централизованного водопровода или резервной ёмкости на приусадебном участке.

Несмотря на это, проточные нагреватели доказывают свою эффективность, как резервные мощности во время сезонных и аварийных отключений горячего водоснабжения. Они пользуются большим спросом у дачников, которые устанавливают их в душевых кабинах.

Газовые

Газовые колонки относятся к водонагревателям проточного действия. Их стали массово устанавливать в СССР в начале 60-хгодов прошлого века, когда в стране началось строительства многоэтажных газифицированных жилых домов. Нагрев в таких приборах осуществляется следующим образом — вода из водопровода поступает в спиральный водовод вокруг медного коробчатого экрана, внутри которого газ сгорает в горелках (колосниках).

В исходном положении газовый фитиль постоянно горит. При повороте крана, поступающая из водопровода вода открывает клапан, и газ начинает поступать в колосники, где загорается от фитиля. У разных моделей температура воды регулируется в ручном или автоматическом режиме. Но у всех при внезапном отключении водоснабжения автомат перекрывает поступление газа.

Как выбрать водонагреватель

   Есть два возможных, значительно различающихся по сути, варианта:

• нагрев поступающей воды осуществляется с помощью проточного нагревателя;
• температура воды повышается в специальном накопительном баке с подогревом.

   Водонагреватель проточного типа не имеет ёмкости, водонагревательный элемент у него – тэн или газовая горелка, убран в трубку, вдоль неё проходит вода и нагревается. Для того чтобы добиться достаточно высокой температуры воды с хорошим напором, например, для принятия душа – нужно выбирать прибор с мощностью от 8 до 27 кВт. При этом в помещении должна иметься новая электропроводка, позволяющая использовать приборы с такой мощностью. Проточный газовый водонагреватель должен устанавливаться специалистом, так как нужно рассчитать место, куда будут отводиться дымовые газы, продумать возможность вентиляции, удостовериться в герметичности конструкции.

Проточный водонагреватель — Фото 01

   Накопительный водонагреватель довольно сложно поставить самому, нужно обращаться к специалистам-сантехникам. Этот агрегат обладает значительным весом и, в зависимости от объёма бака, крепится на прочные кронштейны на стену или монтируется на полу. В загородных домах бак водонагревательного прибора можно расположить в подвале или дополнительном изолированном помещении.

   Мощность накопительных водонагревателей невысока по сравнению с проточными водонагревательными приборами и составляет ориентировочно 1,5 – 2 кВт. Считается, что накопительный агрегат позволяет экономно расходовать электроэнергию, но при этом включать его для прогрева нужно заранее, например, за пару часов до того, как кто-либо соберётся принять ванну. Также нужно контролировать расход горячей воды, ведь в определённый момент она может закончиться в баке.

Накопительный водонагреватель — Фото 05

Длительная эксплуатация водонагревателей, особенно при повышенной жёсткости воды, ведёт к образованию налёта извести на стенках деталей, что приводит к износу прибора. Если вода имеет повышенную жёсткость, можно остановиться с выбором на проточном водонагревателе или поставить специальный фильтр для очистки жёсткой воды, наличие которого способствует её смягчению.

   В баках накопительных обогревателей используются также специальные аноды, это антикоррозийные металлические элементы, подверженные постепенному разрушению. Они имеют длительный многолетний срок службы и подлежат замене, спасают водонагреватель от образования известкового налёта.

Цена и экономичность

Бойлер по стоимости в 2-3 раза превышает проточный водонагреватель, но это только в том случае, если речь идет о крупногабаритных баках. В среднем их стоимость примерно одинаковая, но в первую очередь все зависит от марки и мощности. Есть более дешевые варианты для дома, а есть промышленные водонагреватели. Цена естественно будет отличаться.

Что касается экономии, то бойлер более затратный, и вот почему. Даже, если в доме отсутствуют люди, и потребления горячей воды нет, бак автоматически включается в сеть, чтобы поддерживать заданную температуру. Водонагреватель же работает по факту: открыли кран – расходуется электричество, нет расхода – нет затрат на электричество.

Но и тут ситуация неоднозначная. Если вам нужно быстро набрать ванну горячей воды, то бойлер с задачей справится быстрее, так как имеет определенный ресурс. Проточному водонагревателю же придется изрядно потрудиться, особенно, если в доме проживает большое количество людей.

И он справится со своей задачей только тогда, когда в сети будет подходящее напряжение. Соответственно, если в вашей электросети часто происходят сбои, а напряжение едва достигает 200 V, то бойлер установить рентабельнее.

Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем

Помните, при отсутствии электричества в сети, принять ванну при свечах, если установлен проточный водонагреватель, не удастся. Зато бойлер с радостью поможет и решит проблему с горячей водой даже при отсутствии электричества, имея запас.

Достоинства и недостатки “проточников”

Среди преимуществ проточных нагревателей следует отметить несколько моментов:

• Обычно это компактные устройства, для них легче найти подходящее место.
• Для получения стабильного потока горячей воды не требуется отдельный резервуар.
• Электроэнергия расходуется только во время работы устройства.
• Прибор не сложно установить и эксплуатировать.
• Для установки не нужно делать дымоход.
• Работа прибора не зависит от характеристик приточно-вытяжной вентиляции.

Но выбирая проточный водонагреватель, следует помнить и о его недостатках. Для начала, “проточники” во время работы потребляют довольно большое количество электроэнергии, что неизбежно отражается в счетах за коммунальные услуги.

Кроме того, качество обогрева будет зависеть от того, сколько точек потребления горячей воды обслуживает обогреватель одновременно. Если таких точек много, а мощность устройства маловата, воды будет слишком мало, или она будет прогреваться недостаточно быстро.

Проточные водонагреватели отличаются компактными размерами, что заметно облегчает их монтаж

При установке важно соблюсти требования по характеристикам электропитания. Высокая потребляемая мощность требует соответствующих условий работы

Установка прибора мощностью более 8 кВт возможна лишь к современной трехфазной электрической сети

Высокая потребляемая мощность требует соответствующих условий работы. Установка прибора мощностью более 8 кВт возможна лишь к современной трехфазной электрической сети.

К сожалению, дома старой постройки не всегда оборудованы таким образом. В подобных условиях допускается монтаж проточных нагревателей мощностью до 6 кВт. Уточнить особенности своей электрической сети можно в ЖЭКе или у местного электрика.

Имеет значение и состояние проводки в доме. Разумеется, она должна быть исправной. Рекомендуется использовать для таких мощных приборов, как проточные нагреватели, высококачественный медный провод.

Сечение кабеля должно соответствовать мощности прибора. По этому вопросу так же можно проконсультироваться с хорошим электриком.

У приборов малой мощности есть существенный недостаток: они удобны для эксплуатации только в теплое время года, когда температура воды, поступающей из водопровода, составляет не менее 15 градусов. Маломощное устройство может повысить температуру воду еще на 25 градусов, т.е. до вполне комфортных 40 градусов.

Если поступающая к нагревателю вода по каким-то причинам не успевает прогреваться до нужного уровня, качество подогрева будет неудовлетворительным.

Существуют проточные водонагреватели, которые устанавливают прямо на мойку. В этом случае нет необходимости подводить к раковине отдельно трубы горячего водоснабжения

Попытки подключить устройство, рассчитанное на трехфазную сеть, к обычной электросети в 220 В может стать фатальным и для проточного водонагревателя, и для электрики, и даже для людей. Не стоит рисковать и устраивать в доме электроаварию. К частному домовладению, даче или коттеджу можно подвести сеть с необходимыми характеристиками.

Для этого следует обратиться в местную энергоснабжающую компанию и получить специальное разрешение – технические условия на подключение электроустановки.

С особенностями подключения и работы электрического проточного водонагревателя Electrolux мощностью 3,5 кВт можно познакомиться в следующем видеоматериале:

Топ 5 моделей проточных электрических водонагревателей

Упростить процесс выбора качественного проточного водонагревателя можно, если руководствоваться рекомендациями реальных покупателей этого вида электрических приборов. Наибольшей популярностью у населения пользуются следующие модели:

Electrolux Smartfix

Electrolux Smartfix

Мощный, компактный и недорогой водогрейный прибор. Производительность водонагревателя составляет 3,7 литра в минуту. Гидравлическая система управления устройством позволяет выбрать 1 из 3 температурных режима. Потребление электричества при переключении режимов также меняется соответственно. Прибор имеет встроенную систему защиты от перегрева, а также комплект, состоящий из водопроводного крана, душевого шланга и насадки. Основным недостатком этого устройства является только отсутствие возможности подключения более 1 водоразборной точки. Также следует учесть тот факт, что водонагреватель этой модели будет работать только в том случае, если в водопроводе будет обеспечено минимально давление жидкости в 0,04 Бар.

Timberk WHEL

Timberk WHEL

Эта модель проточного электрического водонагревателя от известного скандинавского бренда имеет отличные эксплуатационные характеристики. Несмотря на ограничение в использовании устройства более чем в одной точке водоразбора, прибор является очень популярным у покупателей, по причине небольшой стоимости и высокой производительности. При этом, компактные размеры устройства позволяют осуществить монтаж в любой точке ванной комнаты или кухни. Вес прибора также небольшой и составляет всего 1,19 кг. Этот прибор позволяет осуществлять нагрев воды от 16 до 60 градусов с интенсивностью до 4,5 л/мин, но только при условии подключения к водопроводу с минимальным давлением 0,03 Бар.

Hyundai H-IWR1

Hyundai H-IWR1

Проточный водонагреватель, предназначенный для установки только для одной точки потребления. Прибор укомплектован стандартными насадками, поэтому его можно будет использовать сразу после подключения к системе водоснабжения и электрической сети. Производительность водогрейного устройства составляет 3,6л/мин при мощности 5,5 кВт. Проточный прибор имеет встроенную защиту от перегрева, поэтому весь процесс управления заключается только в механической установке максимальной температуры нагрева воды.

CLAGE CEX 9

CLAGE CEX 9

Водонагреватель CLAGE CEX 9 рассчитан на работу под большим давлением, поэтому его можно установить таким образом, чтобы можно было обеспечить все водоразборные точки достаточным количеством горячей воды. Конечно, высокая производительность отразилась на стоимости водогрейного оборудования.  Цена водонагревателя этой модели примерно в 10 раз выше небольших моделей устанавливаемых непосредственно в водоразборной точке. Мощность водогрейной оборудования устанавливается на стадии монтажа. Нагреватель может работ в режиме 6 или 8 кВт, но даже при повышенной мощности устройству, для нормальной работы, достаточно напряжения 220 В.

STIEBEL ELTRON

STIEBEL ELTRON

Проточный водонагреватель мощностью 24 кВт позволяет обеспечить одну или несколько водоразборных точек. Производительность нагрева составляет не менее 12 л/мин, при разнице входящей и выходящей жидкости в 28 градусов Цельсия. Благодаря установленному нагревательному элементу из высококачественной меди удаётся добиться безотказной работы устройства в течение длительного времени. Также в водогрейную систему встроена защита от перегрева, что также позволит сохранить работоспособность прибора в случае отказа основных регулирующих нагрев элементов. Наличие подведённого трёхфазного тока, является обязательным условием для подключения STIEBEL ELTRON, поэтому выбирайте этот вид проточных водонагревателей только для установки в частном доме.

Отличие проточного водонагревателя от накопительного заключается, прежде всего, в быстром нагреве воды, при этом количество горячей жидкости может быть неограниченным. Именно эти преимущества являются основными при выборе автономной системы горячего водоснабжения этого типа.

Типы электрических водонагревателей

Наиболее экономичный способ нагрева холодной воды — это использование газовой колонки, но в большинстве случаев этот нагревательный прибор просто невозможно установить. В многоэтажных домах чаще всего отсутствуют специальные системы отвода отходов горения природного газа, а многие частные дома и дачи не газифицированы. Поэтому в этом случае монтаж электрических приборов для получения горячей воды не имеет альтернативы. Все электрические водонагреватели делятся всего на два типа: накопительные (бойлеры) и проточные. Ниже мы кратко рассмотрим принцип действия каждого типа по отдельности.

1. Электрический накопительный водонагреватель (бойлер). Этот прибор чаще всего называют бойлером. Устройство представляет собой простой бак для воды с установленными нагревательными элементами (ТЭНами) и электронными или механическими системами управления. Сама емкость имеет термоизоляцию от внешней среды, что позволяет существенно экономить электроэнергию. Принцип работы накопительного водонагревателя статический. Бак заполняется холодной водой и она нагревается с помощью ТЭНов. Весь процесс нагрева и поддержания необходимой температуры происходит под управлением блока автоматики.

1. Проточный электрический водонагревательный прибор. Принцип работы проточного водонагревателя динамический. В этом устройстве нет накопительной емкости для холодной воды. Процесс нагрева воды ТЭНами происходит в специальных трубах и змеевиках при постоянном потоке водной среды через эти элементы. Как и в накопительных системах, в проточных водонагревателях реализован принцип механического или автоматического управления с помощью электронного блока. Для быстрого нагрева сильного потока воды до необходимой температуры проточный электронагреватель должен иметь достаточную мощность, что является определенным недостатком.

Эти два типа электрических водонагревателей могут иметь различное исполнение. Существуют приборы с косвенным нагревом, где тепловая энергия передается воде через дополнительный теплоноситель в теплообменном модуле. В этом случае нагревательные элементы подогревают специальную жидкость, которая, в свою очередь, передает тепло холодной воде в теплообменнике. Кроме того, в качестве элементов нагрева могут использоваться не только ТЭНы, но и другие устройства, например, инфракрасные источники.

Но все эти устройства намного дороже, поэтому в основном используются проточные и накопительные водонагреватели с прямым подогревом воды нагревательными элементами сопротивления, то есть ТЭНами. Ниже мы более подробно рассмотрим устройство, принцип работы, преимущества и недостатки обеих типов электрического водонагревательного оборудования. Это позволит вам сделать правильный выбор устройства для бесперебойного обеспечения горячей водой своего жилья, офиса или хозяйственного помещения.