Механический способ управления нагревом водонагревателя

Принцип работы накопительного водонагревателя

Типы накопительных водонагревателей, принцип их работы

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.

• Типы накопительных водонагревателей, принцип их работы
• Накопительный водонагреватель
• Оптимальный рабочий режим электрического бойлера
• Формы, размеры и тип управления бойлеров
• Водонагреватели накопительные электрические
• Накопительные водонагреватели, схема
• Принцип работы накопительного водонагревателя
• Устройство накопительного водонагревателя электрического
• Плюсы и минусы накопительного устройства
• Устройство газового накопительного бойлера

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.

Накопительный водонагреватель

Устройство накопительного водонагревателя довольно простое.

Главным элементом прибора является емкость для воды, изготовленная из нержавеющей стали или алюминия. Если бак изготовлен из простой стали, то его внутренняя поверхность бака покрывается специальными материалами, улучшающими его эксплуатационные характеристики коррозионную стойкость. В накопительном баке устанавливается нагревательный модуль, состоящий из одного или нескольких ТЭНов. ТЭНы могут быть «мокрыми» или «сухими». В первом случае нагревательный элемент контактирует непосредственно с водой, а во втором он помещается в трубку, которая и нагревает воду.

Вся эта конструкция помещается во внешний кожух и изолируется от него специальным термоизоляционным материалом. В баке устанавливается термостат и другие необходимые датчики, подключенные к системе автоматики и информационным модулям. На внешней оболочке прибора монтируется система управления, механическая или электронная. Ниже представлена классическая схема накопительного водонагревателя в разрезе с минимально-необходимым набором элементов.

Принцип действия бойлера построен на свойствах воды с разной температурой.

Теплая жидкость стремится вверх, а холодная вниз. Именно на этом физическом явлении и построена работа всех накопительных водонагревателей. Снизу прибора подается холодная вода и нагревается ТЭНом. Поднимаясь, она удаляется из бака через высокий патрубок забора горячей воды. Сам процесс простой, но для надежного функционирования всей системы требуется установка дополнительных элементов и систем как внутри бака, так и на защитном кожухе.

Внутри накопительной емкости устанавливается магниевый анод, который необходим для уменьшения количества свободных ионов в воде. Этот элемент позволяет заметно уменьшить коррозию внутренних частей бойлера. А также в баке устанавливается термостат, позволяющий регулировать температуру воды и отключать ТЭНы при достижении необходимого температурного режима. Весь процесс нагрева и отбора горячей воды в бойлере представлен на следующем рисунке.

В большинстве электрических накопительных водонагревателей устанавливаются датчики температуры, с выводом показаний на электронный дисплей или механический термометр.

Подача холодной воды осуществляется через кран с обратным предохранительным клапаном.

Управление режимами работы бойлера осуществляется как электронными модулями, так и механическими регуляторами в более простых моделях.

К достоинствам накопительных электрических водонагревателей можно отнести возможность нагрева больших масс воды и низкое энергопотребление, а к недостаткам высокую стоимость.

Оптимальный рабочий режим электрического бойлера

Выставлять температурный режим до минимально допустимого крайне не рекомендуется по следующим причинам:

• Снижение КПД водонагревательного оборудования;
• Температура жидкости 30-40⁰ С – идеальная среда для образования, размножения бактерий, плесневого грибка, которые непременно попадают в воду;
• Увеличивается скорость образования накипи.

Данные приборы часто оснащаются опцией экономного режима, обозначенного буквой Е. Данный режим работы означает нагрев жидкости внутри емкостного резервуара до температуры +55⁰ С, что позволяет продлить срок использования до технического обслуживания. То есть при данном температурном режиме медленнее всего образуется накипь, соответственно реже приходится проводить очистку ТЭНа. К экономии электроэнергии это не относится.

Формы, размеры и тип управления бойлеров

Современный рынок рассматриваемого оборудования предоставляет потребителям огромный выбор различных видов электрических бойлеров.

1. Различный объем — чаще всего покупают модели от 10 до 100 литров.
2. Различная форма: круглые, плоские, квадратные. Большой популярностью пользуются круглые водонагреватели объемом до 30 литров, их, как правило, устанавливают на кухне. Если требуется модель большего объема, для ванной, то меньше места займет плоский вариант. Его легко можно монтировать на свободной стене или над унитазом.
3. Вертикальные и горизонтальные. Чаще всего потребители отдают предпочтение первому варианту. Перед выбором стоит определиться с местом установки. Горизонтальные модели лучше устанавливать над дверью или другим сантехническим оборудованием.
4. По типу управления: механические и электронные. Второй вариант имеет возможность более точной настройки, установки автоматического отключения или включения. Такие модели зачастую снабжены небольшим экраном.

Водонагреватели накопительные электрические

Электрические бойлеры накопительного типа состоят из: корпуса с теплоизоляцией, электрического ТЭНа, анода, блока управления, подводящих коммуникаций. Принцип действия прост: заполненный холодной водой бак нагревает воду определенное количество времени до заданной температуры.

Количество затрачиваемой бойлером электроэнергии – 1,5-2 кВт, что не является предельным показателем для бытовой электрической сети. Поэтому данные приборы можно устанавливать в квартире, на даче. Обязательное условие – наличие заземления.

Используемый внутри системы анод предотвращает, замедляет коррозию нагревательного элемента, внутреннего покрытия бака, принимая на себя основное взаимодействие с водой при окислительной реакции. Тем не менее, регулярное техническое обслуживание, правильную эксплуатацию необходимо соблюдать.

Электрические бойлеры могут быть различного объема (10-200 л) и производительной мощности (1,2-2,5 кВт). Оптимальный выбор зависит от условий дальнейшего использования. Загородные дома, дачи лучше оборудовать приборами мощными, со средним или большим объемом бака (если проживают, постоянно пользуются водой сразу несколько человек). Квартиры вполне достаточно оснастить маломощным прибором небольшого объема, так как температура холодной городской воды выше, чем загородной, на ее нагрев потребуется меньше мощности.

Накопительные водонагреватели, схема

Расход электроэнергии средний. Все современные модели накопительных водонагревателей могут работать в стандартном и ускоренном режимах. Стандартный режим подходит для регулярного использования, ускоренный создан специально для тех ситуаций, когда неожиданно появилась потребность в небольшом объеме теплой воды.

К числу важных преимуществ накопительного бака следует отнести простоту его установки и подключения к системе водоснабжения, удобство эксплуатации, возможность включения в обыкновенную электрическую сеть.

Устройство газового накопительного водонагревателя

Главным же недостатком подобного рода агрегатов является их размер. При этом, чем больше объем бака, тем он тяжелее. Придется не только придумать, куда повесить бочку, но и убедиться, что стена сможет выдержать ее вес.

Электрические накопительные водонагреватели Ariston

Накопительные водонагреватели лучше всего подходят для установки в квартирах и домах, использующихся для постоянного проживания.

Накопительные водонагреватели лучше всего подходят для установки в квартирах и домах, использующихся для постоянного проживания

Принцип работы накопительного водонагревателя

Принцип работы у всех водонагревателей одинаков, основан на косвенном подогреве воды до определённой температуры, которая поступает из водопровода в бак.

Весь принцип работы можно описать следующим образом. Изначально холодная вода под давлением поступает в бак, внизу находится ТЭН, который начинает её нагревать. После того как вода нагрелась, она подымается вверх бака, а снизу прогревается следующая порция холодной. И таким образом происходит постепенный прогрев всей ёмкости бака. Когда вода полностью нагрелась до необходимой температуры, срабатывает термостат, ТЭН автоматически отключается.

Вода заданной температуры будет находиться в баке до тех пор, пока потребители не включат горячую воду на кухне или в ванной. В это время будет происходить водозабор в верхней части бака с одновременным поступлением новой порции холодной воды снизу, опять-таки сработает термостат и заново будет осуществляться нагрев воды. Так циклично работает водонагреватель. Благодаря данному принципу естественной циркуляции и обеспечивается равномерный прогрев в баке. Однако для прогрева водонагревателя по всему объёму потребуется некоторое время.

Устройство накопительного водонагревателя электрического

Самым главным в конструкции является ТЭН, благодаря которому и происходит нагрев воды. Внешний кожух служит для защиты водонагревателя, после него идёт слой теплоизоляции, необходимый для экономии электроэнергии. Если производителем предусмотрена хорошая теплоизоляция, то вода может оставаться тёплой до 2 суток. Традиционными материалами для теплоизоляции служит жёсткий вспененный полиуретан либо поролон. Если нужно обогревать воду в больших количествах, то теплоизоляции поставляется отдельно от бака, что позволяет увеличить рабочий объём.

К основным элементам устройства относят:

• внешний кожух;
• слой теплоизоляции;
• водонагревательная ёмкость;
• рассекатель;
• вход холодной воды;
• выход горячей воды;
• погружная трубка датчика;
• магниевый анод;
• ТЭН (элемент для нагревания).

Плюсы и минусы накопительного устройства

К основным плюсам следует отнести:

• работает на небольших мощностях, поэтому нет необходимости в отдельной проводке;
• можно использовать горячую воду одновременно и с кухни, и с ванны;
• простота эксплуатации;
• можно устанавливать на определённом расстоянии от точки забора воды;
• наличие защитной функции от перегрева, при достижении крайнего значения температуры, срабатывает автоматика;
• чтобы получить необходимую температуру, нет надобности менять напор, поскольку в комплектации предусмотрен смеситель.

Среди минусов следует выделить:

• размеры габаритов, которые могут занимать много места, что нужно учитывать при планировке жилья;
• после того как вода полностью израсходовалась, чтобы нагреть следующую партию, потребуется время.

Устройство газового накопительного бойлера

Нагреватель может работать не только от электричества, но и от газа. Причем такое устройство позволяет сэкономить больше времени. Мощность работы газовых — 4-6 кВт, тогда как электрические выдают только 1,5-3 кВт.

• Благодаря накопительному баку теплой водой можно пользоваться в нескольких местам: ванная, кухня.
• При желании можно дополнить прибор веткой рециркуляции. Тогда вода не сливается в канализацию, а используется повторно.
• Газ является более доступным топливом.

• Высокая стоимость техники.
• Сложная установка и подключение.
• Установка дымохода.

Строение бака такое же, как у электрического бойлера, а внутренне наполнение:

• Газовая горелка.
• Дымоход.
• Отверстие для забора холодной воды.
• Труба, по которой отбирается горячая вода.

Схема работы идентична электрической технике, разница лишь в способах нагрева. Несмотря на высокую стоимость подключения, газовый прибор оправдывает себя низкой себестоимостью подогрева воды.

Объем бака

Важно правильно подобрать технику в соответствии с расходом вашей семьи. Если объем бака слишком большой, это приводит к неудобству при установке, не в каждом помещении его получится разместить. Чтобы не ошибиться, нужно рассчитать затраты:

• Кухня. Для мойки посуды потребуется 6-18 литров.
• Ванна. Набирая полную ванну, нужно учитывать, что горячая вода смешивается с холодной. Поэтому 60-120 литров.
• Душ — 15-25 литров.
• Раковина — 5-10 литров.

Если исходить из количества человек:

• Один — 50-80 литров.
• Два-три — 80-100 литров.
• Четыре — 150-200 литров.

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.

Источник