Из чего состоит водонагреватель
- Особенности устройства накопительного водонагревателя
- Как можно сэкономить на знании устройства водонагревателя и защититься от электротравмы
- Устройство отдельных элементов нагревателя
- Дополнительные элементы водонагревателя
Электрический водонагреватель или бойлер, что в переводе значит «кипятильник» или «котел», представляет собой устройство, которое можно использовать для автономного снабжения горячей водой какого бы то ни было объекта.
Схема устройства и подключения накопительного водонагревателя.
Водонагреватель устроен на базе внутреннего бака, тена, регулируемого термостата, магниевого анода. В качестве дополнительных элементов конструкция имеет кронштейн для крепления к основанию стены, трубку отбора воды, теплоизоляцию, трубку подачи воды, термометр, наружный корпус, декоративную крышку, индикаторную лампочку. Показывает наглядно то, как устроен данный аппарат.
Схема подключения накопительного водонагревателя.
Стоит отметить, что графические условные обозначения применимы на всех этапах проектирования системы отопления, а также в момент монтажа, наладки и эксплуатации данных систем. Они передают в графическом виде информацию, которая необходима при работе с проектом, это позволяет значительно облегчить проектирование, изучение и анализ проектов. Однако действующая, установленная государством, система условного обозначения не способна отразить все многообразие нового оборудования и элементов, которое широко применяется в настоящее время. Поэтому проектные организации и компании-производители используют для собственных каталогов и проектов условные обозначения, разработанные индивидуально, однако это затрудняет работу представителей проектных организаций, которые используют климатическую технику отечественного и зарубежного производителей. Если со всем детально ознакомиться, то установка водонагревателя окажется простой задачей даже для домашнего неквалифицированного мастера.
Зная устройство, которым обладает проточный водонагреватель, можно выбрать именно ту модель, которая будет служить в течение долгого времени. Внутреннее покрытие, которым обладает бак, может быть изготовлено на основе следующих материалов: нержавеющей стали, титана, стеклофарфора. Наиболее недорогим является проточный водонагреватель, выполненный из стеклофарфора, однако он обладает своими недостатками. Например, перепады температур могут повлиять на образование микротрещин, именно по этой причине гарантия на подобные модели не распространяется дольше трех лет.
Особенности устройства накопительного водонагревателя
Таблица выбора объема накопительного водонагревателя.
Проточный водонагреватель, который обладает внутри антикоррозийным покрытием с применением титановой эмали, как правило, имеет гарантийный срок 10 лет. Такой же срок у аппаратов, которые имеют внутреннее покрытие, изготовленное с использованием нержавеющей стали.
Электрический бойлер будет способен обеспечить лишь заданное потребление воды, что будет зависеть от конкретной модели. Так, существуют 2 типа электрических водонагревателей: первый из них — емкостный (накопительный), второй — проточный нагреватель. Емкостные водонагреватели обладают специальной емкостью, где осуществляется постепенный нагрев воды, в процессе чего применяются электрические тэны.
Накопительный водонагреватель работает по следующему принципу. После того как режим задан, вода начинает нагреваться, далее срабатывает контактор, чтобы произошло отключение. В момент остывания или расхода воды контактор срабатывает на возобновление работы тэнов. Как правило, накопительный бойлер обладает тэнами, мощность которых не более 2 кВт. Проточный электроводонагреватель лишен емкости. Тэны начинают функционировать только лишь после того, как будет включен кран воды. Для того чтобы обеспечить моментальный нагрев воды, мощность тэнов должна варьироваться в зависимости от нужд, примерно 3-27 кВт. ИЗОБРАЖЕНИЕ №2 иллюстрирует отличие устройств накопительного и проточного аппаратов.
Знать, как устроен водонагреватель, необходимо еще и для того, чтобы правильно его подключить к электрической цепи. Питание к водонагревателю необходимо подвести от щитовой. Стоит помнить, что не допускается подключение каких-либо других электроприборов к данной силовой линии. К водонагревателю должен быть проложен трехжильный кабель. Кабель соответствующего сечения предназначается для максимальной нагрузки, которая может достигать 5 кВт. Автоматический выключатель достаточно установить на 16 А в том случае, если бойлер до 3,5 кВт, либо на 20 А — для нагрузки до 4 кВт.
Вернуться к оглавлению
Как можно сэкономить на знании устройства водонагревателя и защититься от электротравмы
Схема газового водонагревателя.
Водонагреватель имеет такое устройство, которое должно быть снабжено защитой от возможного получения электротравм. Именно для этого электрическая цепь должна быть оснащена УЗО типа АС на 30 мА. Установку следует производить на порог выше выключателя автоматического типа. Для того чтобы не накапливать в щитовой чрезвычайно много автоматики, достаточно будет произвести установку дифференциального автоматического выключателя — дифавтомата взамен автоматического выключателя, а также УЗО.
Если водонагреватель обладает большой емкостью (от 150 л), для того чтобы сэкономить электроэнергию, желательно использовать электрический счетчик, который имеет способность рассчитывать двойной тариф — день-ночь. Бойлер, оснащенный программным обеспечением, будет греть воду в часы наиболее низкого тарифа — например, в ночные часы. Ранним утром вода будет горячей, а в дневное время ее окажется достаточно для подогрева по мере необходимости.
Вернуться к оглавлению
Устройство отдельных элементов нагревателя
Схема устройства электрического водонагревателя.
Накопительный водонагреватель работает по принципу разной плотности холодной и горячей воды. Вода поступает через трубку подачи воды. Холодная вода обладает большей плотностью, по этой причине она располагается в нижней части бака, то есть там, где установлен тэн. Нагреваясь, вода перемещается вверх и поступает посредством трубки забора воды напрямую к потребителю.
Накопительный водонагреватель обладает специальным расположением трубок забора и подачи воды. Они располагаются так, чтобы холодная вода поступала снизу, а горячая забиралась сверху. Холодная вода после поступления в водонагреватель проходит рассекатель струи, равномерно распределяясь по объему бака, она постепенно начинает вытеснять нагретую воду в верхние слои, где производится забор воды. При этом бойлер использует принцип, при котором слои воды не перемешиваются между собой, благодаря этому потребитель имеет возможность получать воду, которая обладает однородной температурой.
Накопительный водонагреватель имеет бак, выполненный из стабилизированной высокопрочной стали, которая устойчива к процессам коррозии. Внутреннюю его поверхность покрывают в процессе производства стеклофарфором, обжигаемым при температуре, равной +850°С. Бойлер, имеющий в составе стеклофарфор, который химически нейтрален, оказывается надежно защищен от коррозии. Благодаря особенной кристаллической структуре бак, изготовленный с применением стеклофарфора, способен выдерживать значительные нагрузки деформирующего типа.
Стеклофарфор имеет такой коэффициент линейного расширения, который близок к коэффициенту расширения, свойственному стали. Это обусловливает отсутствие отслоения покрытия в процессе эксплуатации водонагревателя .
Бойлер имеет внутренний бак, который защищен магниевым анодом от электрохимической коррозии. Для того чтобы сделать срок службы водонагревателя еще более длительным, следует осуществлять периодическую замену магниевого анода, что должно происходить не реже одного раза в полгода.
Бойлер имеет в своем устройстве стальной фланец, на котором смонтированы: термоэлектронагреватель (который представляет собой нихромовую спираль, заключенную в медный кожух), магниевый анод и термостат. Опорный съемный фланец укрепляется в корпусе аппарата при помощи резьбы либо болтов.
Вернуться к оглавлению
Дополнительные элементы водонагревателя
Бойлер обычно имеет внешнюю оболочку, представленную корпусом, изготовленным из стали. Те нагреватели, которые имеют объем в пределах 5-15 л, обладают корпусом, при изготовлении которого используется пластик. Модели, обладающие объемом в 30 литров, могут быть выполнены с применением пластика или металла.
Бойлер имеет в составе экологически чистую теплоизоляцию. Для изготовления теплоизоляции применяется экологически чистый пенополиуретан, который размещают между внутренним баком и корпусом. Толщина такой изоляции колеблется в пределах 18-40 мм, что зависит от модели. Благодаря этому показатель теплопотерь равен 1°С за двухчасовой период.
Бойлер имеет термостат, оснащенный двойной защитой. Этот элемент обладает плавной регулировкой температуры до предела в +75°С. Термостат оснащен устройством, которое защищает водонагреватель от перегрева. На тот случай, если температура жидкости достигнет допустимого предела, превысив отметку в +85°С, защитное устройство, которое располагается во внутренней части термостата, автоматически отключит тэн от электросети.
Температурный режим функционирования водонагревателя может быть установлен самим потребителем, что осуществляется с помощью терморегулятора. Температурный режим, который был задан пользователем, термостат станет в течение всего времени поддерживать в автоматическом режиме. Если температура жидкости в приборе упадет более чем на 3°С, термостат включит тэн, после этого температурный режим будет повышен до заданной отметки.
Помимо уже описанных элементов, которые входят в устройство бойлера. комплект поставки имеет предохранительный клапан, монтируемый на трубке подачи воды. Этот элемент призван выполнять следующие функции защиты:
- предотвращает слив воды, который может производиться самопроизвольно в момент отключения подачи в магистральной сети;
- уравнивает давление воды с давлением в системе водопровода (при повышении давления в бойлере выше давления в магистральной сети открывается клапан, и давление понижается до того, которое установлено в магистральной сети).
В момент повышения допустимого уровня давления в магистральной сети посредством дренажного отверстия обратного клапана автоматически осуществляется сброс избыточного давления.
Как функционируют бойлеры накопительного типа? Принцип работы
При отсутствии системы централизованного горячего водоснабжения или во время проведения работ по ее профилактическому обслуживанию, выходом из ситуации может стать бытовой водонагреватель. Благодаря конструктивной простоте, удобству монтажа и использования, наибольшее распространение получили электрические бойлеры накопительного типа. Их модели отличаются формой, емкостью, мощностью нагревательного элемента (ТЭНа) и порядком подключения. Особой популярностью на отечественном рынке пользуется продукция брендов Термекс и Аристон.
Принцип функционирования и свойства
Обычный электрический водонагреватель накопительного типа представляет собой классический термос. Он состоит из внутренней колбы, ТЭНа и внешнего корпуса из металла или прочного пластика. Так как принцип работы накопительного водонагревателя заключается в максимально быстром подъеме температуры и длительной поддержке ее на нужном уровне, свободное пространство между его наружной и внутренней частью заполняется теплоизолирующим материалом, чаще всего плотным пенополиуретаном. Чем толще его слой, тем эффективнее работа и меньше энергозатраты.
Традиционный бойлер оснащается устройствами контроля и управления нагревом, а некоторые модели — переключателями мощности. Термостаты, используемые компанией Термекс, позволяют гибко регулировать температуру в диапазоне от +7 до +75 ºС, а водонагреватель Аристон имеет увеличенный верхний порог до +85 ºС. В момент достижения установленного значения, ТЭНы отключаются от электрической сети, а при остывании жидкости в накопителе — вновь включаются в работу. Практически каждый бойлер премиального уровня имеет встроенную систему защиты от замерзания. Принцип работы прибора напорного типа прост: при открытии крана смесителя, горячая вода из верхней части накопительной колбы выталкивается наружу напором холодной, поступающей снизу. Чтобы не допустить смешивания слоев с разной температурой, над подающим патрубком располагается защитный козырек.
Линейка водонагревателей Термекс предлагает расширенный выбор накопительных емкостей, объемом от 10 до 300 литров, а в модельном ряду Аристон предел — 100 литров. Чтобы воспрепятствовать развитию коррозии, производители используют различные технологии защиты внутренней колбы. В водонагреватель Аристон внедряют термостойкие эмалевые составы, а в Термекс — элементы из нержавеющей стали. Последние дополнительно покрывают биостойким стеклофарфором. Самым уязвимым местом любых накопительных баков, даже нержавеющих, являются сварные швы. К тому же, применение особо стойких сортов стали делает бойлер слишком дорогим, а производители предпочитают экономить.
Комплект безопасности
В связи с тем, что принцип работы водонагревателя связан с неблагоприятными внутренними электрохимическими процессами, для их нейтрализации используют специальный магниевый анод. Обладая более низким электрическим потенциалом (по сравнению со сталью накопителя и медью ТЭНа), он играет роль элемента, постепенно разрушающегося вместо них. В зависимости от химического состава жидкости и концентрации солей, рекомендуется менять его каждые 1–2 года. Это достаточно трудоемкая работа: необходимо отключить водонагреватель от сети, опустошить бак и демонтировать фланец, поэтому чаще всего она выполняется мастером из сервиса. Так как магниевые аноды отличаются физическими размерами и диаметром шпильки, лучше их приобретать в фирменном магазине производителя.
Для правильного функционирования накопительный электрический водонагреватель требует установки на канал подачи холодной воды группы безопасности, включающей в себя обратный и предохранительный клапаны. Работа первого — блокирование слива водонагревателя при прекращении подачи жидкости из центральной магистрали, что может привести к перегреву и выходу из строя ТЭНа. Второй выравнивает внутреннее давление в накопительной колбе, вызванное тепловым расширением. Обычно обратный и предохранительный клапаны конструктивно объединяются в единое устройство, входящее в комплект поставки.
Тонкости самостоятельной установки
Схема монтажа, а также технические условия, при которых водонагреватель накопительного типа включается в работу, указаны в сопроводительной документации производителя. Их невыполнение приводит к потере права на бесплатное гарантированное обслуживание в случае выхода системы из строя. В первую очередь надо выбрать место, где будет установлен бойлер. Главный принцип — это удобство доступа для проведения профилактического обслуживания и ремонта.
Штатная работа накопительного водонагревателя вызывает рост внутри него избыточного давления пара, который затем конденсируется и удаляется из сливного отверстия предохранительного клапана в виде капель. Ввиду этого, к нему необходимо подсоединить дренажную трубку, а ее свободный конец вывести в канализацию. Рекомендуется также установить на входе водонагревателя (накопительного) фильтр грубой или тонкой механической очистки жидкости от взвеси и мусора. При избыточной концентрации солей поможет специальный фильтр умягчения. Стандартная схема монтажа коммуникаций предполагает использование жестких полипропиленовых (диаметр 20 или 25 мм) или металлопластиковых труб (16 или 22 мм).
Не желательно выбирать гибкие резиновые шланги в металлической оплетке из-за их узкого сечения и недолговечности. Обычный бытовой водонагреватель накопительного типа, объемом до 100 л, потребляет от 1,2 до 2 кВт мощности. Если он не оборудован штатным проводом, то для подсоединения к сети рекомендуется трехжильный кабель, сечением не менее 1,5 мм2. Так как работа накопительного электрического водонагревателя связана с потенциальной опасностью поражения током, то схема его подключения подразумевает проведение отдельной силовой линии от щитка питания и оборудование ее дифференциальным автоматом или УЗО.
Как устроен накопительный водонагреватель
Виды водонагревателей.
Доброго времени суток, сегодня поговорим о таком важном и нужном в быту приборе как водонагреватель! В качестве дополнительного материала приведу ссылку из википедии по этой теме. Начнем с того, что водонагреватели бывают двух видов: накопительные и проточные. Принцип их работы следует из их названия — один вид приборов нагревает воду, накапливая ее в специальной теплоизолированной емкости (накопительный тип), а второй вид приборов нагревает воду во время ее прохождения через прибор (проточный тип). Оба варианта водонагревателей могут быть электрическими или газовыми. В этой статье мы будем обсуждать накопительные водонагреватели.
Так выглядит проточный водонагреватель
Примерно так выглядит накопительный водонагреватель
Подбор накопительного водонагревателя для вашей квартиры.
Выбор водогрейки начинается с объема емкости! Эта емкость выбирается исходя из количества проживающих в квартире или в частном доме людей, которым утром надо будет по очереди принять душ. Если же нагреватель используется для кухонных нужд, то там будет достаточно 15 — 30 литров. Для ванной комнаты принцип выбора объема следующий:
- Для двоих человек будет необходим бак 50 литров
- Для троих оптимальным выбором является 80 литров
- для 4 и более человек необходим водонагреватель от 100 и более литров
Какая мощность у водогрейки??
Мощность большинства бытовых приборов лежит в пределах от 1,5 до 2,5 кВт. Водонагреватели с такой мощностью можно включать в розетку без прокладки отдельной линии от щитка и без установки отдельного автомата. На многих моделях производители устанавливают шнуры электропитания с установленным УЗО (устройство защитного отключения). УЗО защищает потребителя от удара током из-за пробоя на корпус. По законам физики, чем больше мощность нагревательных элементов (чаще всего ТЭНов), тем быстрее будет нагрета вода в баке. То есть если вам необходимо часто пользоваться горячей водой. то следует выбирать мощность 2-2,5 кВт, в другом случае вполне хватит 1,5 кВт.
Электробезопасность для водонагревателя.
Накопительный водонагреватель это прибор, который может ударить человека током. Поэтому при его установке важно соблюдать следующие простые правила:
- Электрическая розетка, используемая для подключения водонагревателя, должна быть с крышкой. Корпус розетки должен быть герметичным.
- Накопительный водонагреватель должен подключаться через УЗО. Для многих бюджетных моделей водонагревателей, УЗО в комплекте не идет и его нужно приобретать отдельно.
- Если нет УЗО, но есть контур заземления, то можно заземлить водонагреватель. Контур заземления — дорогое удовольствие. В многоэтажных домах его чаще всего нет, а заземлять водонагреватель через трубы отопления, водопровода или (не дай Бог!) газоснабжения категорически нельзя! Это может вызвать преждевременный выход из строя металлических труб в результате коррозии.
Внешний вид устройства защитного отключения
Теперь расскажу немного про то, что такое УЗО (расшифровывается как устройство защитного отключения). УЗО — устройство, которое отключает питание прибора в случае, если значение дифференциального тока превышает определенный предел (чаще всего 30 или 35 мА). Если говорить проще, то внутри УЗО есть две катушки — по одной ток втекает в прибор, а по другой вытекает из прибора. Если нет утечки, то эти токи практически равны друг другу, а в случае утечки появляется разность, которая заставляет УЗО отключить питание.Устройство защитного отключения будет срабатывать одинаково вне зависимости от того, есть ли «земля» в розетке, которой подключена водогрейка.
Вертикальные, горизонтальные и «универсальные» баки.
Для нужд потребителей производители водонагревателей делают разные варианты установки. Наиболее популярны «вертикальные» баки (см. рисунок ниже).
Горизонтальные и вертикальные водогрейки
В вертикальных баках, из-за меньшей площади соприкосновения горячей и холодной воды внутри бака, количество горячей воды будет больше, чем в горизонтальных баках. Это значит, что при всех прочих равных (объеме и мощности) вертикальный вариант даст большее количество горячей воды. Есть так же хитрые агрегаты, которые можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально ( у компании Ariston это модели под названием Velis ).
Плоские или круглые водонагреватели…? Вот в чем вопрос!
По форме водонагреватель может быть плоским или круглым (цилиндрическим если говорить правильно). Они устроены немного по-разному, но суть одна и та же! Чаще всего выбор формы определяется предпочтением покупателя, либо габаритами того или иного бака. По цене плоские водогрейки ощутимо дороже, чем круглые. Это связано с тем, что внутри плоского прибора находится две водосодержащие емкости, а не одна, как у его круглого собрата. К тому же, почти во всех плоских аппаратах, внутренний бак сделан из нержавеющей стали, а среди цилиндрических водогреек большая часть имеет емкость, которая покрыта изнутри эмалью. Скажу сразу — нержавейка живет дольше, чем эмаль. Например у компании Термекс гарантия на нержавейку 7 лет, а на эмаль 3 года. Советую выбирать именно нержавеющий бак.
Внутреннее устройство водонагревателей.
В качестве ликбеза, все-таки посмотрим как изнутри устроен бытовой водонагреватель. Смотрите на рисунок ниже. На нем изображено внутреннее устройство круглого нагревателя воды.
Внутреннее устройство круглого бака
Сильно вдаваться в подробности не будем. Заострим внимание на главном:
- Внутри бака расположен нагревательный элемент (обычный или «сухой» ТЭН).
- Вторым по важности после ТЭНа будет стоять термостат — он включает и выключает нагрев в зависимости от температуры воды. Термостатов может быть два: основной и аварийный на случай поломки основного.
- К ТЭНу крепится магниевый анод — он нужен для торможения коррозии внутреннего бака.
- Ёмкость, содержащая воду снаружи покрыта полиуретановой пеной для теплоизоляции. Это помогает экономить электроэнергию плюс наружная поверхность будет холодной и об нее никто не обожжется.
- Так же на фото видно две трубки (одна длинная другая короткая). По длинной трубке из верхней части бака забирается горячая вода, а по короткой трубке подается холодная вода из водопровода.
А теперь рассмотрим внутренности плоского нагревателя на следующем рисунке (смотрите ниже)
внутреннее строение плоского водонагревателя
Тут изменилось только строение самой емкости — она состоит из двух больших сообщающихся баллонов, а все остальное устроено также.
Если вы собираетесь самостоятельно устанавливать данный бытовой, то попрошу внимательно прочитать следующую часть статьи!
Схема подключения.
Если вы хотите, чтобы ваш водонагреватель радовал вас горячей водой долгие годы, его необходимо правильно подключить к водопроводу в вашей квартире или частном доме. Ниже будет приведена стандартная схема подключения, которая прописана в руководствах по эксплуатации. Смотрим на следующий рисунок:
схема подключения накопительного водонагревателя
У себя дома я установил водонагреватель пользуясь этой схемой, чего и вам советую. Эта схема приведена в паспорте на водонагреватели фирмы Термекс, а этот ведущий производитель глупостей не посоветует.
Главное не забудьте установить защитный клапан (он идет в комплекте) на вход холодной воды. Этот клапан защитит емкость от разрушения излишним давлением. Внутренняя емкость может быть рассчитана на 6, 7 или 8,5 атмосфер в зависимости от производителя. Информацию об этом параметре можно найти в паспорте изделия.
Кроме того, на схеме показана установка сливного вентиля. Этот вентиль понадобится если нужно будет слить воду из бака для его ремонта или обслуживания. Остальные вентиля нужны для включения или выключения нагревателя из системы водоснабжения.
Для монтажа можно использовать полипропиленовые или металлопластиковые трубы и фитинги. Как их использовать поговорим в другой раз!
На этом закончим сегодняшний пост. До новых встреч!
