Устройство бойлера: разновидности, принцип действия

Устройство и принцип работы водонагревателя

Бесперебойный доступ к горячей воде обеспечивает человеку комфорт в жилых, производственных и офисных помещениях. Наличие возможности подключения к централизованным сетям горячего водоснабжения не гарантирует постоянную подачу подогретой воды в связи с профилактическими работами и аварийными ситуациями. Для загородных домов, дач и других строений, где нет магистральных тепловых сетей эта проблема многократно усиливается. Есть ли выход из этой ситуации? Конечно, есть! Необходимо просто установить водонагреватель и доступ к горячей воде будет обеспечен практически круглогодично.

Современное водонагревательное оборудование использует в своей работе различные виды энергоносителей: электроэнергию, природный газ, жидкое и твердое топливо. Одним из самых распространенных видов водонагревателей являются электрические приборы в разнообразных исполнениях. В этой статье мы рассмотрим основные типы такого электротермического оборудования, принцип работы водонагревателей, а также их конструктивные и технологические особенности. В заключение будут приставлены наиболее популярные модели бойлеров и водонагревателей на российском рынке такой техники.

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.

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.

Как работает накопительный водонагреватель? Все довольно просто! Принцип действия бойлера построен на свойствах воды с разной температурой. Как мы знаем из школьного курса физики 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.

Проточный водонагреватель

Устройство проточного водонагревателя полностью отличается от схемы принципа действия накопительного оборудования. Этот прибор не имеет емкости для накопления воды, а ее нагрев происходит при постоянном потоке жидкости через нагревательный модуль. В качестве такого модуля используется конструкция из труб с ТЭНами, которые могут располагаться как снаружи, так и внутри конструкции. Лучшим материалом для изготовления нагревательного модуля является медь, но в более дешевых моделях может быть использована нержавеющая сталь или алюминий.

Кроме модуля для нагрева воды в состав прибора входят различные дополнительные устройства. Датчик потока воды необходим для определения минимального напора воды, при котором можно эксплуатировать водонагреватель. Температурный датчик, регулятор температуры (термостат) предназначены для управления режимами работы. Тепловой предохранитель отключает систему при превышении максимально возможных температурах потока воды. На нижеприведенной картинке показана классическая схема электрического проточного водонагревателя в разрезе.

Как работает проточный водонагреватель? Этот процесс будет понятен даже школьнику! Из представленной схемы понятно, что холодная вода попадает в прибор через патрубок, а доступ в нагревательный модуль ей открывает реле давления. При низком давлении водонагреватель функционировать не будет. Регулятор температуры управляет процессом нагрева. Вода, нагретая до необходимой температуры, выводится наружу и подается в смеситель для использования потребителем. К достоинствам проточных электрических водонагревателей можно отнести невысокую стоимость и мгновенный нагрев воды, а к недостаткам высокое электропотребление и особые условия к электропроводке.

Обзор рынка электрических водонагревателей

В настоящее время на российском рынке электрического водонагревательного оборудования присутствует большее количество производителей как отечественных, так и иностранных. Конечно в основном доминируют иностранные производители такие как MTS и Lorenzi Vasco, но называть их продукцию чистым импортом нельзя. Большинство компаний открывает в России собственные производственные мощности полного цикла, с изготовлением основных комплектующих изделий. Это позволяет снизить себестоимость продукции и сделать ее доступной широкому кругу покупателей. Одной из таких компаний является итальянская корпорация Thermex, продукция которой уже практически стала российским брендом.

Более двадцати лет компания «Термекс» успешно работает в России, открывает собственные заводы и обеспечивает наш рынок электрическими водонагревателями высокого качества. Модельный ряд от этого производителя включает все типы электрического оборудования для нагрева воды. Популярность водонагревателя Термекс среди потребителей очень высока за счет инновационных идей, используемых при его изготовлении. Принцип работы водонагревателя Термекс, независимо от типа устройства, не отличается от аналогичных изделий других производителей. Но сразу следует сказать, что продукция компании завоевала доверие российского покупателя своими техническими характеристиками и доступной ценой.

Чем же так хороши водонагреватели от корпорации «Термекс»? Все очень просто! Модельный ряд продукции очень широк и позволяет практически любому потребителю подобрать оборудование для нагрева воды под свои нужды. Электрические накопительные водонагреватели Термекс выпускаются в широком диапазоне внутренних объемов от 10 до 300 литров. Проточные нагреватели различной мощности позволяют практически мгновенно нагреть проточную холодную воду до необходимой температуры.

К другим преимуществам электрических водонагревателей Термекс можно отнести следующие технологические и конструктивные особенности:

• модельный ряд накопительных водонагревателей состоит как из круглых, так и плоских моделей различного объема с лаконичным дизайном;
• качественная теплоизоляция изделий и автоматический контроль режимов работы позволяют значительно экономить электроэнергию;
• в различных моделях используется как электронное, так и механическое управление, что позволяет оптимизировать весь процесс нагрева воды;
• баки накопительных водонагревателей изготавливаются из специальной нержавеющей стали с высокой антикоррозионной стойкостью;
• в проточных водонагревателях нагревательный модуль полностью производится из меди, что повышает его надежность и долговечность;
• в некоторых моделях накопительных водонагревателей внутренняя поверхность баков покрывается биостеклофарфором, который полностью исключает коррозию емкости.

Кроме этого, в модельный ряд продукции от компании «Термекс» входят электрические водонагреватели с комбинированной системой нагрева воды.

Где купить

Максимально быстро приобрести оборудование для нагрева воды можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Заключительная часть

Выбор типа оборудования для нагрева вода зависит от условий использования данной техники и финансовых возможностей потребителя. Если вам необходима основательная система с большими объема, то следует отдать предпочтение накопительным приборам, невзирая на затраты. Для тех кому горячая вода необходима здесь и сейчас в небольших объемах отлично подойдут проточные водонагреватели.

Видео по теме

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.

Как работает и из чего состоит нагреватель воды

Содержание:

1. 1. Устройство проточного водонагревателя
   1. 1.1. Нагревательный элемент
   2. 1.2. Горелка
   3. 1.3. Теплообменник
   4. 1.4. Регуляционные и защитные элементы
2. 2. Накопительные водонагреватели
   1. 2.1. Бак
   2. 2.2. Термоизоляция
   3. 2.3. Анод
   4. 2.4. Система защиты
   5. 2.5. Система управления
3. 3. Устройство бойлера косвенного нагрева
   1. 3.1. Диффузор
   2. 3.2. Циркуляционный насос

Специфика каждого вида водонагревателей подразумевает свои плюсы и минусы, а так же особенности ухода. Конечно, каждая модель имеет свои дополнительные функции, параметры и характеристики. Здесь указан наиболее общий, базовый принцип работы и устройства агрегатов для нагрева воды.

Устройство проточного водонагревателя

Электрические и газовые проточные водонагреватели имеют ряд общих черт, основанных на схожем принципе работы.

Вода в этих аппаратах не задерживается, а прямиком из водопровода попадает в водозаборную точку (душ или кран), предварительно нагревшись во время движения через нагревательный элемент. Им является ТЭН – если это электрические водонагреватели, или теплообменник – если газовые. Основной момент – производительность и мощность аппаратов. Какое количество воды может производить аппарат в единицу времени и, соответственно, температура воды зависят от этих характеристик.

Проточные водонагреватели могут быть разнообразной конфигурации. По схеме строения проточный аппарат имеет следующие составляющие:

1. Вытяжная труба
2. Теплообменник
3. Газовая горелка
4. Вентилятор (формирователь тяги)
5. Пульт управления
6. Датчик потока
7. Горячая вода к крану
8. Подвод газа
9. Подвод холодной воды
10. Холодная вода к крану

Принцип работы проточных водонагревателей может осуществляться двумя способами: напорным или безнапорным, и, соответственно, они делятся на два типа – однофазные и трехфазные. Напорные или трехфазные агрегаты способны обслуживать как одну, так и сразу несколько водозаборных точек. Их принцип работы основан на давлении при входе в устройство и внутри его. А безнапорные или однофазные агрегаты, как правило, имеют дело только с одной водозаборной точкой, они работают при давлении только на входе в водонагреватель.

Нагревательный элемент

Нагревательным элементом в электрических проточных водонагревателях является так называемый ТЭН или термоэлектронагреватель, который может быть «мокрого» и «сухого» типа. ТЭН «мокрого» типа предполагает его прямой контакт с водой, что, с одной стороны, производит максимально качественный нагрев воды и позволяет экономить электричество, а с другой – увеличивает риск поражения электрическим током в случае неполадок. Тогда как ТЭН «сухого» типа предполагает наличие воздушного пространства между нагревательным элементом и водой, ТЭН в таких устройствах заключен в металлическую колбу. Сторонники «мокрого» типа считают, что такой вариант неэффективен, ведь воздух принято считать теплоизолятором. Однако, специалисты, разрабатывающие «сухой» метод, говорят о высоком качестве работы, благодаря новым технологиям и прогрессивным конструкциям инструментов.

Горелка

Если говорить о газовых проточных водонагревателях, то здесь нагревательным элементом выступает газовая горелка. Зажигать газ вы можете по-разному, в зависимости от модели аппарата, однако, на сегодняшний день более популярными считаются колонки с автоматическим или электронным розжигом, хотя не ушли в прошлое и модели с «кнопкой» или пьезой для зажигания газа. С электророзжигом пламя автоматически генерируется при включении воды и затухает при выключении. Такие устройства способны самостоятельно возобновлять работу при перебоях в электроснабжении. Единственным минусом может служить то, что придется менять батарейки.

В газовом проточном агрегате температура воды зависит от ее объема, а так же мощности работы инструмента. Мощность вы можете регулировать самостоятельно, однако, если вы увеличите напор воды или включите где-либо еще один кран, температура воды спадет. Разработки не стоят на месте, и уже модели газовых проточных водонагревателей с модуляционной горелкой способны самостоятельно регулировать мощность, чтобы не возникало резких перепадов.

Теплообменник

Вода, нагреваясь, проходит через теплообменник, качество которого является очень важным для газовой колонки. Стальной теплообменник позволит вам сэкономить при покупке, но значительно сократит срок эксплуатации. Самым лучшим по праву считается медный теплообменник, который увеличивает не только время службы, но и КПД агрегата.

А что же происходит с продуктами сгорания, ведь мы имеем дело с газом, а не электричеством? Существует два типа водонагревателей: с открытыми и закрытыми камерами сгорания. Открытая камера сгорания предполагает выход отходов в дымоход, а закрытая – принудительный отвод продуктов в специальное устройство (коаксиальный дымоход).
Важным является то, что такой аппарат очень реагирует на сильные перепады давления воды.

Регуляционные и защитные элементы

Регулировать температуру и производить контроль работы водонагревателя – функция термостата. Именно он защищает аппарат от перегрева и непредвиденных поломок. Система регулировки происходит следующим образом: вы самостоятельно устанавливаете нужную вам температуру при помощи терморегулятора, а термостат автоматически ее поддерживает до тех пор, пока вам опять не захочется ее изменить. Если уровень воды падает менее чем на 3-5%, термостат отключает устройство, а точнее, прекращает работу ТЭНа.

Очень важным элементом, как в электрических, так и в газовых водонагревателях является магниевый анод. Он защищает практически все элементы от коррозии. Не будь его, агрегаты служили бы не более полугода, именно через такое время следует периодически менять анод.

Но для защиты устройства немаловажную роль играет и внутреннее покрытие бака. Оно может быть из стеклофарфора, эмали, высокотемпературной керамики, пенополиуретана или другого материала.

Необходимой так же является теплоизоляция бака, чем она выше и качественнее, тем меньше тепловых потерь и затрат на нагрев воды. Особую роль теплоизоляция играет, конечно, в накопительных водонагревателях.

Мощность их может быть абсолютно любой, она может составлять 3300 Вт, как, например, в модели Ariston Bravo M 3323 U-PV1 или 25,1 Вт в модели Bosch WST 120 RO, а может составлять 26200 Вт, как в моделях Bosch GWH 15-2 COD H и Bosch GWH 15-2 CO P. Производительность водонагревателя узнается по характеристике «минимальный поток воды». Так модель Термекс ID 80 H (RZB80-D) при мощности 2000Вт имеет минимальный поток воды – 6 л/мин. Некоторые аппараты содержат и сведения о максимальной температуре нагрева, например в Термекс ID 80 H (RZB80-D) она составляет 60 градусов С.

Накопительные водонагреватели

Схема накопительного водонагревателя выглядит примерно следующим образом:

• корпус;
• бак, защищенный специальным покрытием;
• магниевый анод;
• термоизоляция;
• камера сгорания, открытого или закрытого типа, либо электрический ТЭН;
• термостат;
• у газовых агрегатов вытяжной колпак, газовая горелка;
• блок управления;
• система защиты;
• температурный датчик;
• предохранительный клапан;
• электрический кабель (для электрических моделей);
• лампочка-индикатор.

Принцип работы накопительных водонагревателей основан на том, что холодная и горячая вода имеют разную плотность. Так в аппарате она расположена слоями, внизу – холодная (она имеет большую плотность), вверху – горячая. Холодная вода попадает и, не смешиваясь с горячей, выталкивает ее к водозаборной точке. В связи с этим вы получаете непрерывный поток стабильно горячей воды, без каких-либо сбоев в работе и лишних затрат. Нагрев воды осуществляется благодаря ТЭНу или газовой горелке, в зависимости от типа аппарата. Накопительные модели обеспечат стабильно горячую воду из нескольких водозаборных точек.

Резервуар с водой в электрических моделях может достигать от 10 до 100 и более литров, соответственно, и время нагрева будет варьироваться, исходя из габаритов и мощности аппарата. Так в модели Ariston PRO ECO 80 H объемом 80л время нагрева составляет 186 мин, а в модели Термекс IF 30 V (RZB30-F) объемом 30 л – всего 50 мин. Однако в водонагревателе Ariston TI SHAPE Plus 100 H EE, объем которого 100л, вода нагревается всего за 170 мин, при мощности 1500 Вт. Внутри бак должен быть покрыт высококачественными экологически чистыми материалами, ведь качество воды, ее температура, а так же срок годности прибора зависит именно от них.

Объем баков газовых моделей может составлять более чем 300 л, так модель Ariston NHRE 60 имеет объем 350л. Накопительные водонагреватели – это еще и мощнейшие в своем роде устройства: мощность того же Ariston NHRE 60 составляет 67000 Вт, а у Ariston NHRE 18 – 22000 Вт при объеме в 175 л.

Все накопительные аппараты в свою очередь делятся на вертикальные и горизонтальные, в зависимости от своей конфигурации. Некоторые модели, такие как Термекс IF 50 V (RZB50-F) являются образцами плоских водонагревателей нового поколения.

Термоизоляция

При заборе горячей воды, холодная поступает в накопительный водонагреватель автоматически и нагревается до заданной температуры. В газовых моделях тепло передается через камеру сгорания, а продукты горения выходят через специальные трубы внутри бака за счет естественной или принудительной тяги, в зависимости от того, открытая это или закрытая камера сгорания. Выключенный аппарат еще долгое время сохраняет горячую воду благодаря теплоизоляции, благодаря ей же обеспечивается и прекрасное качество воды. В таких агрегатах маловероятно образование накипи.

Это качество очень важно именно для накопительных моделей, так как их основные функции – нагрев и хранение воды. Чем выше термоизоляция – тем экономнее использование устройства и тем лучше само качество воды.

И, конечно же, никуда не обойтись без анода, который передает поток электродов к тому месту, где есть или намечается повреждение в защитном покрытии. От качества магниевого анода зависит и длительность службы водонагревателя. Соответственно, если вы не поскупитесь приобрести дорогой и качественный аппарат, вам не придется в скором времени менять в нем анод.

Как правило, накопительные водонагреватели имеют даже больше функций, чем проточные. Так модель Термекс ER 100 V имеет функцию антибактериальной очистки воды, а Термекс Ultra Slim RZL 40 – функцию ускоренного нагрева воды.

Система защиты

Автоматическая система защиты предохранит аппарат от «замерзания» и перегрева. Стоит сказать, что система защиты в накопительных водонагревателях включает в себя систему клапанов, которая иногда носит название «группа безопасности». Предохранительный или редукционный клапан пропускает воду только в одном направлении и контролирует давление воды внутри бака.

Особенность этой группы состоит в том, что она не всегда идет в комплекте с самим водонагревателем и иногда приходится приобретать её отдельно.

Редуктор давления призван компенсировать перепады давления воды в системе водопровода. Если он не входит в комплект, его стоит приобрести дополнительно, однако, установка его достаточно сложна и требует вмешательства специалистов.

Система управления

Существуют водонагреватели с гидравлической и электронной системой управления. Разница между ними состоит в том, что гидравлическое управление зависит от давления воды на выходе: чем оно выше, тем ниже температура воды. А электронное управление осуществляет микропроцессор, встроенный в аппарат. Это очень удобно, так как независимо от напора вы будете получать воду необходимой температуры. Такой функцией обладают модели Ariston AM 50SH2.0 Ei3 FE и Термекс ID 80 H (RZB80-D).

Устройство бойлера косвенного нагрева

Собственно, почему нагрев называется косвенным? В бойлере вода нагревается не непосредственно от нагревательного элемента, а через промежуточный теплоноситель – антифриз или ту же воду. То есть от системы отопления или отопительного котла она идет через змеевик (теплоноситель) и нагревает воду непосредственно в самом бойлере.

Устройство бойлера содержит в себе все те же компоненты, что и обычные водонагреватели:

1. Индикатор температуры
2. Трубчатый теплообменник
3. Гильза термоэлемента
4. Сухой керамический термоэлемент
5. Рабочий термостат с наружным блоком управления; предохранительный термостат
6. Крышка электроподсоединения
7. Труба подачи холодной воды
8. Гильза рабочего и предохранительного термостата
9. Труба подачи теплой воды
10. Магниевый анод
11. Стальной эмалированный резервуар
12. Полиуретановая изоляция 42 мм без фреона
13. Кожух водонагревателя
14. Циркуляция – только в нагревателях с теплообменником 1 м2
15. Второй выход для горячей воды.

Специфичным будет только: змеевик (трубчатый теплообменник)

Это греющий элемент в стальном патроне, через который проходит вода или антифриз. Он подключается к системе или котлу отопления через отдельный контур с насосом.

Время нагрева воды напрямую зависит от мощности и площади поверхности змеевика.

Он может быть «двойным», такой теплообменник имеет меньшую высоту свивания и обеспечивает более мощный и концентрированный нагрев. А так же возможен «змеевик в змеевике», который находится глубоко в бойлере для равномерного и плодотворного нагрева воды. Покрыт он специальной эмалью, соответствующей всем гигиеническим нормам.

Диффузор

На входе холодной воды он разделяет ее с горячей, чтобы не снижать температуру. К тому же он регулирует направление потока.

Циркуляционный насос

Обеспечивает необходимый проток через змеевик и поддерживает заданный уровень температуры воды.

Бак бойлера может быть объемом как 60 так и 200 литров, настенного или напольного типа. Диапазон мощности может варьироваться от 10 до 45 кВт.

Устройство и принцип работы накопительного водонагревателя

Содержание

Содержание

Накопительный водонагреватель, в отличие от проточного, постоянно содержит в себе заданный объем воды, который нагревается и поддерживается в определенных температурных пределах. Из чего состоит бойлер и как обеспечивает постоянный запас горячей воды, мы расскажем в данной статье.

Конструкция

Накопительные водонагреватели разделяются по способу передачи тепловой энергии к жидкости на модели прямого или косвенного нагрева.

По типу применяемых энергоресурсов выделяют электрическое и газовое оборудование.

Наиболее распространенными в быту являются электрические бойлеры прямого нагрева. Поэтому на его примере мы рассмотрим конструктивные особенности устройства:

Внешний корпус — предотвращает разрушение теплоизоляции и дополнительно защищает бойлер от механических воздействий извне.

Теплоизоляция — замедляет естественное остывание воды в баке за счет теплообмена с окружающей средой.

Внутренний бак — заполняемая водой емкость.

Трубка подачи холодной воды — точка подачи жидкости из центральной или локальной системы к бойлеру.

Трубка отбора горячей воды — узел подключения нагретой жидкости к смесителям и кранам в жилище.

Нагревательный элемент — у электрических моделей представлен тэном.

Магниевый анод — выполняет защитные функции основных элементов от разрушающего воздействия электрохимических процессов.

Термостат — фиксирует и регулирует температуру жидкости.

Блок управления и сигнализации — позволяет регулировать величину нагрева, контролировать текущие процессы, устанавливать режимы работы.

В каталоге накопительных водонагревателей представлены модели различной ценовой категории. Что обусловлено отличиями комплектующих элементов и их характеристиками.

Корпус

Помимо защиты теплоизоляции выполняет декоративную функцию и повторяет форму внутреннего бака водонагревателя. Могут быть из металла или полимерных материалов. Конструктивно изготавливаются плоскими, цилиндрическими, прямоугольными (призмовидными), узкими.

По способу фиксации на стене существуют вертикальные и горизонтальные модели. Первый вариант более востребован за счет высокой энергоэффективности и быстрого нагрева. Второй тип актуален в помещениях с низкими потолками или местах, где размещение стандартного накопительного водонагревателя невозможно. Также существуют универсальные модели, которые допустимо располагать и горизонтально, и вертикально.

Теплоизоляция

Выполняется слоем вспененного полиуретана или поролона, заполняющего пространство между корпусом и баком. Вещество отличается большим количеством воздушных включений.

Чем больше слой теплоизоляции, тем дольше происходит передача тепловой энергии от теплоносителя к окружающей среде. Достаточной толщиной считается теплоизоляция от 3 см и более. Нагретая вода длительно сохраняет заданные тепловые показатели, снижая потребность в повторном включении нагревательного тэна.

Предназначен для наполнения нагреваемой жидкостью, поэтому обязательно должен обеспечить надлежащую прочность и герметичность. Бак, не выдерживающий давления воды, может покрыться трещинами и преждевременно выйти из строя.

В основе бака используется сварная стальная конструкция, которую изнутри покрывают антикоррозийным составом:

• Эмалью.
• Стеклокерамикой.
• Полимерно-композитными материалами.
• Медью.

В зависимости от модели накопительного водонагревателя объем бака варьируется в пределах от 10 до 200 л. Размеры подбираются в соответствии с количеством человек, использующих горячую воду и точек водозабора.

Количество человек, потребляющих горячую воду

Количество человек, потребляющих горячую воду друг за другом

Количество водозаборных точек в доме

Минимальный объем бойлера, л

Нормальный объем бойлера, л

Некоторые производители изготавливают бак полностью из нержавеющей стали. Такие баки защищены от коррозии, устойчивы к воздействиям агрессивных веществ до момента нарушения защитного слоя.

Трубки холодной и горячей воды

Вода из системы подается через специальный патрубок, выведенный в нижнюю часть бака. Дополнительно трубка холодной воды ограничивается рассекателем — барьером, препятствующим смешиванию нагретой и холодной жидкости.

Трубка для отбора горячей воды выведена в верхнюю часть бака, где скапливается наиболее горячий слой.

Если в подключенном накопительном водонагревателе открутить выходной шланг, жидкость вытекать не будет. Максимум выльется 0,3–0,5 л из верхнего слоя, а все, что ниже уровня, останется в баке.

Та же ситуация, если открутить только шланг подачи холодной воды. Перекрытый выход не даст замещения воды воздухом, и движение жидкости будет слабым или вовсе не начнется. Дополнительным препятствием на пути слива воды с бака выступает обратный клапан.

Тэны состоят из нити накала в керамическом или кварцевом наполнителе и электрических выводов. Омическое сопротивление нити определяет мощность нагревателя. Некоторые виды бойлеров могут оснащаться несколькими тэнами для повышения производительности и возможности экономии электроэнергии. Конструктивно все электрические тэны разделяются на мокрые и сухие.

Мокрые погружаются непосредственно в подогреваемую воду. Они дешевле, но в случае пробоя изоляции между нитью и трубкой вся вода оказывается под напряжением. А использующий воду может получить удар электротоком.

Сухие тэны закрыты стеатитовым или керамическим кожухом, внутри которого расположен нагревательный элемент, отделенный от диэлектрической колбы воздушным зазором. В более дорогих моделях зазор заполняется маслом, у которого выше теплопроводность и больше энергоэффективность.

Представлен в виде магниевой трубки в центре бака водонагревателя. Является более активным элементом, чем медь, покрывающая тэн. Поэтому оксид кремния выпадает в виде осадка именно на магниевом аноде, увеличивая продолжительность службы нагревательного элемента.

В накопительных водонагревателях с мокрым тэном и баком из нержавеющей стали участвует в электролитическом процессе. Железо и медь являются гальванической парой и при наличии слабого водного электролита вступают в электрохимическую реакцию. Магний анода принимает удар на себя и разрушается сам, сохраняя основные элементы бойлера.

Термостат

Измеряет температуру воды в текущий момент. В случае нагрева до установленного предела, к примеру, 75°С, отключает цепь питания. В накопительных водонагревателях могут использоваться механические или электронные термостаты.

Механический контролирует температуру за счет биметаллической пластины, которая деформируется от нагрева и перемещает контакты. Электронные модели оснащаются терморезистором, который изменяет свое оммическое сопротивление пропорционально степени нагрева.

Блок управления

Представлен кнопочным или сенсорным модулем в нижней части накопительного водонагревателя. Термометр может выполняться стрелочным или на электронном табло. Позволяет выставлять максимальную температуру нагрева, переключать режимы работы.

Современные модели могут включать в себя дистанционное управление через мобильное приложение. Некоторые оснащены функцией почасового программирования на сутки или неделю.

Принцип действия

Смонтированный и правильно подключенный к системе водоснабжения бойлер работает по следующему принципу:

• Открывается горячая вода и происходит забор жидкости из верхних слоев бака.

Давление в емкости снижается, пока не станет меньше напора от патрубка с холодной водой.

Открывается обратный клапан, который не позволяет воде вернуться из накопительного водонагревателя обратно в систему, и обеспечивает подачу новой порции жидкости из трубопровода.

Рассекатель, установленный над патрубком подачи холодной воды препятствует смешиванию с уже нагретой жидкостью. Холодный поток заполняет нижний объем, сохраняя верхний слой теплым.

При достаточном заполнении холодной водой погружной датчик температуры остывает и замыкает контакты цепи питания нагревательного тэна.

Тэн, расположенный в нижней части бака, подогревает холодную воду. За счет конвекции теплая жидкость поднимается вверх, освобождая место для холодного потока.

При заполнении бака давление воды восстановится и перекроет обратный клапан.

Вода постепенно нагреется до установленной температуры. По достижении данной отметки термостат даст сигнал на отключение тэна.

Накопительный водонагреватель останется в таком состоянии до тех пор, пока не начнется повторное использование горячей воды или пока жидкость в баке не остынет естественным способом. За счет теплоизоляции бойлера естественное остывание занимает несколько часов.

Подводя итоги

Накопительный водонагреватель отлично подходит как для квартир, так и для частных домов и дач. Правильно подобранная модель в течении многих лет может обеспечивать горячей водой всю семью.

Слабым местом любого бойлера является нагревательный элемент, страдающий отложениями известкового налета. Жесткая вода может разрушить тэн за несколько лет. Поэтому всем накопительным водонагревателям рекомендуется проводить периодическое техобслуживание с заменой магниевого анода.

Бойлер – устройство, принцип и особенности эксплуатации.

Бойлер, какое забавное слово, скажет не искушенный обыватель, но именно бойлер, (в переводе с английского котел) добавляет нам огромную степень свободы и комфорта в повседневной жизни, когда речь заходит о перебоях поставки горячего водоснабжения. Есть мнение, что первые водонагревательные котлы были изобретены еще в Древней Греции инженером и математиком Героном Александрийским. Бойлер функционировал по принципу парового подогрева воды, что являлось экономным и довольно быстрым способом подогрева жидкости.

В настоящее время название “бойлер” в основном применяют к емкостным водонагревателям где набранная вода прогревается до нужной температуры посредством нагревателя расположенного либо внутри устройства, либо снаружи. Внутренним нагревательным в традиционном бойлере становится обычный электрический ТЭН.

Существует бойлер косвенного нагрева, где оборудованием подогрева выступают теплообменники, в них происходит циркуляция жидкостей — теплоноситель, пар, масло, которые в свою очередь нагреваются от другого энергетического источника.

Теплогенератор (котел) вырабатывает тепло от твердых энергоисточников — дрова, торф, уголь; жидких энергоносителей — мазут, бензин, дизельное топливо, соляра или газообразных — любые соединения горючих газов. Горячий теплоноситель проходя сквозь теплообменник косвенно разогревает жидкость внутри бойлера.

1. Типы бойлеров
2. Конструкция водонагревателя
3. Нагревательные составляющие бойлера
4. Специфика подбора водонагревателя

Бойлер — типы, виды и конструкция

Среди множества производимых моделей можно встретить комбинированные и довольно необычные варианты бойлеров, в которых применяются несколько видов нагревателей, например:

• пароводяной нагревательный элемент и электрический;
• гелиоустановка и пароводяной теплообменник;
• солнечный коллектор и трубчатый электронагреватель.

Обычно, в бытовых условиях, самым распространенным вариантом является газовый нагреватель проточного типа, в просторечии именуемый газовой колонкой. Чуть менее популярны, но не менее востребованы накопительные водонагреватели электрические и проточные электроустановки. Термин «бойлер» сегодня чаще всего применим к нагревателям накопительной водяной системы с расположенным внутри водяного резервуара с трубчатым электрическим нагревателем.

Обычно различают бойлеры по типам в зависимости от конструкции, под определенные условия, один из водонагревателей востребован больше чем другой:

• косвенного типа бойлер. Устройства не имеют собственных элементов подогрева воды, в них отсутствует ТЭН. Для разогрева жидкости используется энергия, вырабатываемая сторонними источниками генерации тепла. Подключаются к котельному оборудованию. Широко распространены в автономном отоплении коттеджей;
• проточные водонагреватели электрические. Основное их достоинство —компактность, но минусов предостаточно, это и большое потребление электроэнергии, и малый объем подачи и потребность в надежной проводке;
• проточные газовые колонки. Весьма распространенные изделия, полностью оправдывают себя при наличии газа в доме. Отличаются большими степенями защиты, компактными габаритами и высокой выдачей подогретой жидкости;
• накопительные электрический бойлер, внутри бака находится ТЭН, он и нагревает воду для потребителя.

Бойлер накопительный — водонагреватель один из часто встречающихся и пользующейся большой популярностью у населения. Неприхотливый бойлер с простой эксплуатацией, относительно не дорогой (параметры бойлера не являются первостепенными для стоимости). Основной его функцией является локальное предоставление нагретой воды в местной подсистеме горячего водоснабжения.

Бойлеры бывают следующих разновидностей:

• замкнутые (накапливаемый бойлер);
• открытые (безнапорный бойлер).

Напорные водогрейные бойлеры замкнутого типа направлены на обеспечения нагретой водой, нагретой до конкретной температуры, двух и больше водоразборных точек. То есть, чтобы единовременно применять горячую воду, например, в душевой и кухне необходим установленный напорный бойлер.

При использовании безнапорного нагревателя будет возможно обеспечение водой одной единственной водоразборной точки. Такие модели, оснащенные воздушным клапаном отлично подходят для районов страдающих от перебоев водной подачи, так как они делают возможным использование теплой воды без водопроводного давления.

Назначение клапанов в бойлере

Как было сказано выше, в основном распространены напорные водонагревательные устройства закрытого вида. Такие устройства имеют специализированные предохранительные системы, содержащие:

• обратный клапан — предназначен для предотвращения попадания горячей воды в водопровод с холодной;
• защитные клапана — представляют пружинную задвижку, она срабатывает при повышенном давлении в резервуаре бойлера, после чего избыточная вода спускается посредством сливного клапана;
• клапан слива.

Все эти клапаны расположены на впуске воды в бак бойлера.

Конструкция водонагревателя

Составными элементами водонагревательного котла являются:

1. корпус;
2. термоизоляционный слой;
3. емкость для воды (бак);
4. патрубок на выходящую горячую воду;
5. трубчатый электронагреватель, ТЭН;
6. патрубок для входящей воды с разделителем внутри;
7. термодатчик и анод из магниевого сплава.

При более детальном рассмотрении следует отметить, что внешняя облицовка бака с термоизоляцией образовывает пяти сантиметровый защитный кожух у водонагревателей с объемом не более двухсот литров. При больших объемах, толщина может доходить до 10 и более сантиметров, что дает возможным сохранять температуру воды после отключения вплоть до двух суток. На подобии термоса, бойлер сохраняет тепло внутри сосуда, не допуская быстрого остывания жидкости.

Типичными термоизоляционными материалами для бойлера являются поролон либо вспененный полиуретан. Непосредственно сам бак водонагревателя состоит из металла, в некоторых случаях из пластика, так как различные легирующие добавки могут не получить одобрения у санитарной службы в связи с их требованиями. Самым прочным, долговечным и дорогим является бак из нержавеющей стали. Однако самым распространенным материалом бака для бойлера остается высококлассная сталь изготовленная с применением технологии холодной прокатки листов.

Внутренняя поверхность резервуара покрывается слоем стеклофарфора, соединениями из органического кремния или стеклоэмалями с элементами серебра. Слой толщины — до двух миллиметров. В процессе изготовления бака ему уделяется отдельное внимание. Показатели термического расширения всех элементов должны быть одинаковыми, чтобы исключить трещины и обеспечить прочность бака, и его . долговечность.

В европейской бойлерной индустрии нержавеющая сталь практически не используется в связи со стандартами, по которым эмалированные резервуары считаются более безопасными экологически, а также не провоцируют различного рода аллергических реакций.

Бойлер также может состоять из нескольких емкостей приплюснутой формы.

Так можно встретить два плоских бака соединенных между собой в одном плоском корпусе. Такие модели стоят дороже, но занимают меньше места при размещении.

Типовой цилиндрический резервуар для воды прост в производстве, что влияет на его ценовую доступность среди потребителей.

Бойлеры с продолговатым баком отличаются малой глубиной, зато они выше и диаметр их меньше, за счет чего вмещают значительные объемы воды. Такие водонагреватели удобны для расположения в углу.

Подача холодной воды внутрь бойлера, осуществляется с помощью патрубка с наружной резьбой подсоединенного к водопроводу. Расположенный в нижней области емкости внутренняя часть патрубка оптимизирует впуск нагретой воды.

Также, там размещается рассекатель, предусматривающий приток холодной воды исключительно в низ бака, а также не позволяющий ей подниматься наверх, где вода нагрета до определенной температуры. На выходе теплой воды из патрубка, последний располагает штуцером с резьбой для подсоединения к локальной сети водопровода.

Нагревательные составляющие бойлера

За нагрев воды в устройстве отвечает электронагреватель. Отопительные элементы делятся на два типа:

• мокрый;
• сухой.

Мокрыми называются электронагреватели непосредственно контактирующие с водой, из-за чего они подвержены воздействию накипи, которая со временем накапливается на элементе и понижает его нагревательные возможности.

Сухой нагреватель — это конструкция располагаемая в эмалированной стальной колбе и полностью ограждает ТЭН от водного контакта. Сухие нагреватели являются долговечнее мокрых.

В водонагревателе может располагаться до шести нагревателей. Более одного позволяет использовать бойлер для нагрева в эконом режиме. Эта система называется PowerProf и применяется она для выбора нагревательного режима:

• бережливый (800 Ватт);
• оптимизированный (1200 Ватт);
• предельный (2000 Ватт).

Для предотвращения коррозийных отложений самого бака, а также всех компонентов расположенных в нем, возле трубчатого электронагревателя размещается анод из магниевого сплава называемого «жертвенным». Этот анод, в виде металлического стержня подвергается ржавчине в первую очередь, не позволяя накипи откладываться на внутренней поверхности бойлера, посредством этого «спасает» бак и его внутренние детали. Срок службы анода составляет от трех до пяти лет, после чего он разрушается и ему необходима замена.

Во внутренней части бака располагается также термодатчик. Они бывают механические (пластина из биметалла, размыкающая гальваническую цепь при нагреве до заданной температуры) и электронные (позволяет экономить около 10 %. затрачиваемой электроэнергии посредством точности включения. Такие датчики стоят дороже механических).

Полное время, затраченное на водонагрев напрямую зависит от количества элементов электронагревателей, мощности и объема резервуара для воды. Соответственно, чем больше вместимость воды, тем дольше она будет греться.

При покупке бойлера, с ним в комплекте идут обратные клапаны на слив, предохраняющие от избыточного давления и монтажные кронштейны.

Из преимуществ закрытых водонагревателей накопительного образца можно отметить следующие:

• малый расход мощности (от 5 до 27 киловатт);
• сохранение высокой температуры воды до нескольких суток;
• электрический нагреватель;
• защитный анод из магниевого сплава;
• автоматический терморегулятор.

Специфика подбора водонагревателя

При принятии решения о приобретении водонагревателя подобного типа, нужно помнить, что для эксплуатации его необходимо учитывать некоторые ограничения, которые могут затруднить его использование.

Основной проблемой может выступать недостаточное водопроводное давление. Для нормального функционирования закрытого бойлера требуется не менее шести атмосфер давления.

Еще одним немаловажным фактором, затрудняющим применение бойлера, является чрезмерно загрязненная вода. Эту проблему можно решить установкой водяного фильтра на вход холодной воды в бак, в противном случае агрегат может быстро выйти из строя.

Выбирая объем водонагревательного бака нужно исходить из среднего количества теплой, потребляемой воды в сутки, для семьи из трех членов это 100-120 литров.

Также следует заранее позаботиться о выборе места для установки бойлера.

На сегодняшний день широкий модельный ряд и разнообразие видов нагревателей позволяет сделать выбор практически для любой по размерам комнаты. Новейшие разработки бойлеров с горизонтальным расположением, делают возможным установку бойлера под потолком либо в углублении в полу.

Водонагреватели объемом до 20 литров с легкостью приспособятся под умывальником или раковиной в кухне, а КПД их составит 50 и более литров/час нагретой до 80 C воды. При несложных подсчетах разбавление холодной водой горячую в соотношении 1 к 2, можно высчитать, что бойлер небольшого объема с легкостью предоставит 100 литров теплой воды за час работы.

Фактический расход горячей воды в сутки для троих человек на умывание составит 25-50 литров, посудомоечные работы — 50-80 литров, принятие душа — 160-200 литров, принятие ванной — 360-500 литров.

Кроме расходных норм, нужно учитывать, в среднем, две-три водоразборные точки, значит нужды в горячем водоснабжении средней семьи из трех членов покроет водонагреватель на сто литров. Рекомендуем к просмотру видео обзор “Как выбрать лучший бойлер”:

Перед приобретением бойлера нужно знать о его классе защиты. По стандартам международной комиссии в электротехнической области IEC, максимально безопасные бойлеры имеют защитный класс IP 24 -25. Внезапное прекращение подачи воды не страшно для таких бойлеров.

Для любой квартиры в районе города оптимальным выбором послужит накопительный водогрев не большой потребляемой мощности питаемый сетью в 220 Вт.

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

При отсутствии в квартире горячего водоснабжения на помощь приходят бытовые накопительные водонагреватели (или бойлеры, это одно и тоже). Существует множество моделей отличающихся мощностью, емкостью бака, типом нагрева. Самыми востребованными считаются бойлеры накопительного типа, работающие от электричества или газа.

Устройство и общий принцип работы накопительного водонагревателя

Общее устройство водонагревателя накопительного типа одинаково для любых моделей. Бойлер состоит из емкости для воды, которая заключается в декоративный кожух, а между ними проложен утеплитель. Получается подобие термоса. Основное различие накопительных бойлеров в том, какой у них стоит нагреватель: электрический ТЭН или газовая горелка.

Существуют накопительные водонагреватели косвенного нагрева, где подогревателем служит змеевик, подключенный к системе отопления. Такие бойлеры оказались практически не востребованы. Отопление работает не круглый год, а, значит, человек не имеет возможности летом пользоваться горячей водой.

Различаются нагреватели накопительные по типу монтажа. Вертикальные бойлеры занимают много места, из-за чего их ставят в просторном помещении. Для маленькой комнаты больше подходит горизонтальный водонагреватель. Последний вариант неудобен в плане пользования. У горизонтального бойлера происходит быстрое смешивание горячего и холодного слоя воды. В итоге при открывании крана идет кипяток, а примерно через минуту начинает течь более прохладная вода.

Общее устройство бойлера

Давайте рассмотрим, как выглядит схема обычного водонагревателя накопительного типа:

• Основой бойлера служит бак. В бытовых моделях его емкость ограничивается 300 л. Производят бак из нержавейки или стали. Чтобы металл не ржавел, в качестве внутреннего покрытия применяют стеклоэмаль, стеклофарфор или титановое напыление.
• Бак для воды заключен во внешний декоративный корпус. Он бывает из нержавейки, обычной стали с эмалированным покрытием или пластика.
• Между накопительным баком и наружным корпусом пространство заполнено теплоизоляционным материалом – пенополиуретаном.
• Лицевая область наружного корпуса водонагревателя оснащена термометром.
• Сердцем накопительного бойлера служит нагреватель. Электрический водонагреватель работает от встроенного элемента – ТЭНа (трубчатый электронагреватель). Газовые накопительные водонагреватели комплектуются горелкой и дымоходом.
• В нижней части накопительного бойлера выходят патрубки горячей и холодной воды. На патрубке холодной воды устанавливают предохранительный, а также обратный клапан. Первый – открывается от превышения давления воды внутри бака. Второй – не дает уйти воде из бака при отсутствии давления в водопроводе. Патрубок горячей воды соединен с трубкой забора.
• Электронный блок предназначен для управления работой накопительного водонагревателя. Он получает сигнал от термостата, датчики которого установлены внутри бака.
• Магниевый анод защищает стальной бак бойлера от электрохимической коррозии, отдавая ионы.

Монтаж и эксплуатация любого накопительного водонагревателя не вызывает затруднения у пользователя. Прибор кронштейнами крепят к стене. Подающий трубопровод может быть подключен только к водопроводу с холодной водой. В этом и заключается принцип работы бойлера, так как в нем нагревается именно холодная вода. Если вход накопительного водонагревателя подключить к централизованному ГВС квартиры, то корректное достижение температуры после подачи в бак горячей воды станет невозможным.

Принцип работы

Основной принцип работы накопительного водонагревателя заключается на послойном разделении жидкостей разных температур. По закону физики теплая вода находится вверху, а холодная снизу. Для полного представления, как работает бойлер, рассмотрим по порядку все действия:

• При открывании водопроводного крана начинается расход воды. Верхние слои горячей жидкости из бака бойлера через трубку забора направляются в трубопровод.
• Давление внутри бака водонагревателя становится меньше, чем в подающем водопроводе. Обратный клапан открывается и начинается подпитка холодной воды. Когда давление водопровода и внутри бака сравняется, обратный клапан закрывается. Во время подпитки холодная вода не смешивается с горячей благодаря рассекателю, установленному на конце подающего патрубка.
• О поступлении внутрь бака водонагревателя холодной воды сигнализирует датчик. Он дает команду блоку управления включить подогрев.
• На ТЭН подается электроэнергия, и вода греется до заданной температуры. У газового водонагревателя вместо электричества на горелку подается газ. Когда вода нагреется до нужной температуры, термостат отключает нагревательный элемент.

В работе накопительного водонагревателя происходит непрерывный цикл. Забранную горячую жидкость постоянно замещает холодная вода. Теплоизоляция под кожухом предотвращает быстрое остывание. Вода остается теплой в течение 2–3 суток.

Бойлер нужно правильно подобрать по мощности и объему. При большом разборе воды маломощная модель не справится с прогревом. На выходе жидкость не будет соответствовать заданной температуре.

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 75 о С.
• Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85 о С.
• 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.

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.

Устройство и принцип работы газового прибора для нагрева воды

По устройству и принципу работы газовый бойлер немного отличается от своего электрического собрата. Газовому водонагревателю присущ все тот же бак, заключенный в кожух с утеплителем из пенополиуретана. Защитой служит анод. Подача холодной и забор горячей воды происходит через вмонтированные в бак трубки. Включением и выключением подогрева управляет термостат. На этом все сходства заканчиваются. Руководствуясь схемой, более подробно рассмотрим устройство бойлера, чтобы выявить основные отличия газового прибора:

• Основным отличием от электрического бойлера является наличие газового устройства для нагрева воды – горелки.
• Подключение к газовой магистрали осуществляется через блок. Внутри него установлен редуктор, который соединен трубкой с форсункой горелки.
• Конструкция бака накопительного водонагревателя существенно отличается от электрического аналога наличием дымохода. Он состоит из стальной трубы, вертикально вваренной через весь бак. Сверху дымоход соединен с вытяжным колпаком. По нему осуществляется отвод продуктов сгорания на улицу.
• Внутри дымохода вмонтирован рассекатель. Его пластины забирают тепло отводящихся газов и отдают воде. Получается двойной обогрев: от горелки и рассекателя.
• Из-за разницы температур холодной воды и пламени горелки в дымоходе образуется конденсат. Для его сбора под горелкой установлено кольцо.

Работает газовый водонагреватель по аналогичному принципу, что и электрический бойлер. Отличие только в том, что электронный блок с термостатом управляют работой горелки. При понижении температуры на форсунку подается газ и происходит розжиг. Когда температура воды достигнет заданных параметров, происходит отключение горелки.

Газовые водонагреватели пользуются малым спросом из-за сложности установки. Потребуется составлять проект, а монтаж разрешен только специалистам газовой службы. Однако неоспоримым плюсом является экономия из-за более низкой цены на газ.

Из двух рассмотренных вариантов первое место отдают электрическим накопительным водонагревателям. Прибор можно самостоятельно установить в любом месте. Главное, обеспечить бесперебойную подачу холодной воды под давлением.

Как работает бойлер

Понимая принцип работы бойлеров разных видов, можно значительно облегчить себе задачу по выбору подходящего водонагревателя. В зависимости от типа это оборудование имеет значительные отличия в конструкции и способах нагрева воды, которые определяют его оптимальное применение. Например, модели, работающие на недорогом газовом топливе, подходят только для газифицированных домов. Электрические используются повсеместно, но требуют больших расходов на энергоресурсы. Бойлеры косвенного нагрева нуждаются в наличии отопительного котла или альтернативного источника энергии.

Из этой статьи вы узнаете, чем еще различаются бойлеры и какие особенности их работы нужно учитывать при выборе водонагревателя.

Принцип работы накопительных водонагревателей

Бойлер состоит из резервуара для воды, слоя теплоизолятора и внешнего декоративного корпуса. Внутри резервуара установлены нагреватели (один или два), датчики, регистрирующие разные параметры, и система управления, отвечающая за нагрев и поддержание заданной температуры.

Вода в накопительном водонагревателе всегда горячая, так как работает бойлер практически непрерывно. Принцип действия всех моделей похож:

• При первом включении водонагревателя в накопительный бак поступает холодная вода через подающую трубу, подключенную к централизованной системе или автономному источнику (скважине или колодцу).
• После заполнения резервуара включается нагревательный элемент. Он подогревает воду до заданной температуры, при достижении которой устройство отключается.
• При включении одной или нескольких точек водоразбора уровень содержимого бака уменьшается. Освободившееся место занимает холодная вода, которая снова подогревается. За включение и отключение нагревателя отвечает встроенный термостат. Равномерная температура в емкости достигается благодаря движению естественных конвекционных потоков. Нагреватель располагается внизу резервуара, поэтому горячая вода в соответствии с законами физики поднимается, смешиваясь с холодной.
• При отсутствии водоразбора бойлер продолжает работать на нагрев. Со временем вода в емкости охлаждается, поэтому термостат регулярно включает нагревательный элемент для поддержания заданной температуры.

На подводящем патрубке в целях безопасности смонтирован предохранительный клапан, отводящий излишки воды в канализацию при превышении давления в резервуаре. Например, в случае непредвиденного закипания бойлера. Также на входе холодной воды устанавливают обратный клапан, предупреждающий слив жидкости обратно в водопровод при отсутствии в нем давления.

Дополнительные компоненты

В устройстве накопительного водонагревателя также может присутствовать:

• ручной регулятор температуры или электронное управление, позволяющее задавать и поддерживать параметры нагрева в автоматическом режиме;
• магниевый анод, защищающий бак от коррозии и образования кальциевых отложений (накипи);
• термостат, отвечающий за работу бойлера в требуемом температурном режиме;
• датчики, считывающие различные параметры бойлера — температуру воды, давление в баке, величину тяги и т.д.

Остальные конструктивные особенности водонагревателя зависят от того, какой нагреватель установлен в резервуаре — газовая горелка, электрический ТЭН или змеевик с циркулирующим теплоносителем.

Газовые накопительные бойлеры

В газовых бойлерах вода нагревается за счет выделения тепла при сжигании газа в горелке, находящейся в камере сгорания внизу корпуса. Выделяющееся тепло направляется в жаровую трубу, проходящую по всей высоте накопительного бака. Поэтому нагрев осуществляется не только от горелки. Основной теплообмен происходит через стенки газохода, по которому отводятся продукты сгорания.

Работает бойлер по общему принципу — газовая горелка включается и отключается при срабатывании термостата, получающего сигнал от температурного датчика. Поджигает топливо пьезоэлемент или электроподжиг. Такое оборудование относится к пожароопасным. Поэтому в конструкции предусмотрены средства защиты — автоматический контроль пламени на запальнике и тяги в жаровой трубе. При их отсутствии термопара срабатывает и перекрывает подачу газа в топку.

Различаются водонагреватели по типу камеры сгорания и способу розжига горелки.

Открытая камера сгорания

Эти модели имеют атмосферную горелку, получающую воздух непосредственно из помещения. Отработанные газы отводятся через дымоход благодаря естественной тяге. Поэтому в комнате, где работает такой бойлер для нагрева воды, должно быть окно с открывающейся форточкой или приточно-вытяжная вентиляция.

Закрытая камера сгорания

В закрытой камере сгорания создается принудительная тяга с помощью вентилятора установленного в коаксиальный дымоход (это две, вставленные друг в друга трубы). С его помощью одновременно удаляются продукты сгорания и нагнетается воздух для горелки, что позволяет не устраивать дополнительную вентиляцию. Эти устройства безопаснее в эксплуатации и не требуют наличия полноценного дымохода, но не работают без электричества в отличие от энергонезависимых водонагревателей с атмосферной горелкой.

Способы розжига горелки

Большинство моделей бойлеров эконом класса оснащаются пьезоэлементом, который поджигает газ при нажатии на специальную кнопку. Выполняется эта операция вручную, поэтому многие потребители сегодня выбирают усовершенствованный вариант розжига — электроподжиг, запускающийся автоматически при поступлении холодной воды в бак. Такие бойлеры для нагрева воды работают без участия человека.

Электрические бойлеры

В электробойлерах вода нагревается с помощью одного или двух электроТЭНов, количество которых зависит от объема накопительного бака. Нагреватели устанавливаются в нижней части резервуара на фланцевое соединение. Холодная вода подается снизу. На подающем патрубке устанавливается рассекатель, предупреждающий смешивание поступающих потоков с содержимым резервуара. Как следствие, холодная вода равномерно распределяется по нижней части бака и быстро прогревается при включении прибора.

За работу ТЭНа отвечает термостат, контролирующий параметры температурного режима и не допускающий чрезмерного нагрева жидкости. Допустимая температура воды в электроводонагревателях составляет 85°C. Если по какой-либо причине термостат сломается или произойдет другая внештатная ситуация, при достижении критического значения сработает защита ТЭНа — он автоматически отключится.

Типы электроТЭНов

Для нагрева воды в бойлере используются два вида электронагревателей:

• Традиционный «мокрый» ТЭН в виде медной трубки изогнутой формы, напрямую контактирующий с водой. Он быстрее нагревает воду, но при выходе из строя спирали может ударить током человека, включившего горячую воду.
• «Сухой» ТЭН, размещающиеся в специальной колбе, которая изолирует нагреватель от контакта с горячей водой. Такой элемент более безопасен — если ТЭН перегорит, защитная колба не допустит пробоя на воду.

Водонагреватель с «сухим» нагревателем удобнее и долговечнее в эксплуатации. Небольшие размеры такого ТЭНа позволяют устанавливать в одном приборе сразу два элемента, что значительно ускоряет нагрев воды.

Бойлеры косвенного нагрева

Этот вид водонагревателя имеет внутреннее устройство, отличающееся от выше рассмотренных приборов, так как работает бойлер для нагрева воды такого типа по другому принципу. В стандартном исполнении прибор не имеет собственного нагревателя и не вырабатывает тепло самостоятельно. Энергия для подогрева воды поступает извне – от автономного котла отопления или альтернативного источника энергии. Для этого внутри бака установлен теплообменный змеевик с циркулирующим теплоносителем. Такие модели энергонезависимы эксплуатируются только в холодное время, когда работает отопительная система.

Производители компенсируют этот недостаток, дополнительно комплектуя водонагреватель электрическим ТЭНом. В этом случае пользоваться прибором можно в любое время года, экономя энергоресурсы.

К недостаткам такого водонагревателя относят крупногабаритные размеры и низкую скорость подогрева воды в режиме косвенного нагрева. В электрорежиме бойлер работает аналогично электрическим моделям.

Как работает бойлер косвенного нагрева

Теплоноситель, за циркуляцию которого отвечает насос котла, поступает в верхнюю часть змеевика и, пройдя через теплообменник, возвращается в отопительное оборудование через нижний патрубок. Это обеспечивает оптимальный прогрев содержимого резервуара. При отсутствии в контуре отопления насоса его придется установить отдельно, на подводящей линии перед водонагревателем. Посмотрите подробное видео, как подключить такой бойлер

Типы теплообменника

Чаще всего в накопительный бак устанавливают змеевик из стали или латуни, по которому циркулирует теплоноситель. От количества и размера шага витков зависит скорость нагрева воды — чем их больше, тем эффективнее работает бойлер и быстрее достигается заданная температура.

Второй вариант теплообменника представляет собой конструкцию из двух емкостей разного диаметра, вставленных друг в друга. В меньший бак закачивается холодная вода, нагревающаяся от теплоносителя, циркулирующего в промежутке между стенками резервуаров. В таких бойлерах вода нагревается за считанные минуты благодаря большей площади теплообмена.

Некоторые модели косвенных бойлеров оснащаются системой рециркуляции, позволяющей получить горячую воду в любой удаленной точке дома, не дожидаясь слива холодной. В этом случае потоки нагретой жидкости постоянно двигаются по трубам благодаря работе двух насосов, установленных в контуре.

Системы с рециркуляцией оборудуется расширительным бачком объемом в ⅕ от емкости накопительного резервуара для компенсации увеличения объема жидкости при нагреве. Устанавливают его на «холодной» стороне. Рядом с бачком монтируют воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.

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:

• Способ нагрева воды — газовая горелка, электроТЭН или теплоноситель из отопительной системы.
• Объем резервуара — чем он больше, тем больше водоразборных точек обслужит водонагреватель. Для семьи из трех-четырех человек достаточно емкости 80-100 литров.
• Материал бака — предпочтительнее выбирать модели с резервуаров из нержавеющей стали или с титановым покрытием, они служат до 7-12 лет. Стеклокерамика и эмаль прослужат меньше, но стоят дешевле.
• Функционал — ручное или электронное управление, наличие защитных средств, таймера, дополнительные возможности.
• Производитель оборудования — лучше покупать приборы от известных компаний, уже зарекомендовавшие себя на российском рынке. Это будет гарантией качества и надежной долговечной работы бройлера.

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.