Устройство и рабочий принцип электрического водонагревателя
В наше время независимое горячее водообеспечение в жилых площадях и приватных домах становится все достаточно популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно поэтапно уходит в минувшее. На смену ему приходят водогрееи разных конструкций, самые популярные из них – аппараты накопительного типа. В этой публикации мы как раз и разберем устройство и рабочий принцип электрического водонагревателя чтобы нагреть воду.
Виды бойлеров
На данный момент есть несколько разных вариантов агрегатов для независимого горячего водообеспечения. Они все сделаны с одной целью, но могут достигать ее по-разному, то бишь, с применением разных источников энергии. Владелец дома может подобрать тот, что прекрасно подходит ему по всем показателям.
Итак, сегодня на рынке предлагаются нагревательные электрические водонагреватели таких видов:
- электрические нагреватели накопительные;
- косвеники;
- газовые электрические водонагреватели;
- нагреватели проточного типа.
Примечание. В прямом переводе с английского слово «водонагреватель косвенного нагрева» значит «котел». Это означает, что к ним можно отнести не только накопительные, но и всяческие проточные бойлеры. Не принимать их к сведению будет некорректным в отношении к клиентам.
Электрокотлы
Это самый популярный вид аппаратов для ГВС, очень часто применяющийся в жилых площадях и маленьких приватных домах. Причина подобной популярности — сравнительно низкая цена и легкость установки, для которой не потребуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в работе и удовлетворяют большинству требований клиентов. Чтобы понимать рабочий принцип водогрея, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:
Аппарат собой представляет бачок, в большинстве случаев – круглой или овальной формы, заключенный в слой утеплительного материала (в основном – искусственный латекс), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть выполнена из подобных материалов:
- эмалированная сталь;
- нержавейка;
- пластик.
Электрический Нагревательный элемент трубчатого типа, расположенный снизу бачка, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатическим клапаном. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических электрических водонагревателях, равно 75 ?С. Пока нет забора воды, устройство электрокотла учитывает поддержание заданной температуры в режиме автоматизированного выключения и включения Трубчатого нагревателя. Заключительный имеет защиту от перегревания и в нештатной ситуации автоматично выключится при достижении температуры воды 85 ?С.
Примечание. Хороший рабочий режим для электрического водонагревателя – это нагрев до 55 ?С. В этом режиме аппарат обеспечивает необходимое кол-во воды для ГВС и одновременно экономит электрическую энергию. К несчастью, часто бойлер не прекращает работу на самой большой мощности в виду того, что в зимнее время из водомерного узла поступает чрезмерно прохладная вода и Нагревательный элемент трубчатого типа в экономичном режиме не успевает ее прогревать.
Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю территорию бачка, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водичкой предусматривается в нижнюю часть электрического водонагревателя, где поставлен Нагревательный элемент трубчатого типа. С целью защиты стальных бачков от электрохимической коррозийности устройство водогрея в себя включает магниевый анод. Со временем он рушиться, а поэтому просит замены примерно 1 раз в 2—3 года.
Косвеники
Такие аппараты не делают энергию тепла собственными силами, хотя многие модели имеют встроенный Нагревательный элемент трубчатого типа для поддерживания температуры воды в самых разнообразных ситуациях. В обыкновенном режиме водонагреватель косвенного нагрева готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему тепловым носителем. Ниже на схеме показано устройство косвеника:
В теплый бачок большой емкости (бывает до 1000 л) вмонтирован полотенцесушитель с подведенным к нему тепловым носителем от котла. Как и в водонагревателе накопительном, холодная водоподача выполняется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Аппарат может обеспечить существенный расход горячей воды, а поэтому применяется в приватных домах с большим количеством потребителей.
Простой обмен теплом между средами с различной температурой – это и есть рабочий принцип косвеника. Но дабы получить воду из крана с температурой 55 ?С, котел должен подогревать тепловой носитель минимум до 80 ?С, это один из плохих качеств данного водогрея. Второй минус – долгое время загрузки бачка большой емкости, так что в случае интенсивного забора воды проживающим в доме людям нужно приспособиться пользоваться ГВС по конкретному графику.
Как и электрокотлы, бойлеры оборудованы магниевым анодом с целью защиты стального бачка от ржавчины. Боле непростые и модели подороже оснащены 2-мя змеевиками, через один течет тепловой носитель от котла, а второй можно подсоединить к альтернативному источнику энергии тепла. Им служит другой котел либо солнечный коллектор. Для поддерживания температуры в самых разнообразных ситуациях в верхнюю территорию емкости встраивается Нагревательный элемент трубчатого типа с термостатическим клапаном.
Агрегаты косвенного нагрева производятся в напольном и настенном выполнении, как правило будут работать с самыми разными источниками энергии тепла. Изготовители оборудования для котельной часто рекомендуют их в связке с двухступенчатыми котлами. В данном случае теплогенератор поддерживает температуру теплоснабжения и загружает водонагреватель косвенного нагрева, по очереди переключаясь между этими 2-мя системами.
Газовые бойлеры
Такие аппараты конструктивно и напоминают электрокотлы. Все тот же подвешиваемый на стенку бачок, покрыт слоем теплоизолятора, только внизу поставлена атмосферная горелка, а вверху есть отрезок трубы дымоотвода. Бойлер на газу не прекращает работу по аналогичному принципу, только тепловым источником служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водогрея показано на схеме:
Как видно на рисунке, нагрев выполняется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов згорания. Это можно достигнуть за счёт стального газохода с аэраторами, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – погасить или распалить ее при достижении заданной температуры либо ее уменьшении. как водится, с целью защиты корпуса конструкция электрического водонагревателя учитывает магниевый анод.
Этот тип водогреев не очень востребован из-за трудностей при оформлении и подсоединении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатирования газового электрического водонагревателя потребуется настоящий дымотвод, сделать такое требование не всегда можно или очень дорого.
Положительное качество бойлеров заключается в том, что они сходу могут выдать чрезмерный расход воды для ГВС, но на протяжении ограниченного временного промежутка. После чего им требуется перерыв для приготовления следующий порции воды.
О нагревателях проточного типа воды
В отличии от накопительных накопительных водонагревателей рабочий принцип проточного бойлера заключается в том, чтобы не заранее, а быстро прогревать водопроводную воду если для этого есть необходимость.
Источниками тепла служат те же электрические Трубчатые нагреватели и атмосферные горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К подобным нагревателям относятся:
- газовые водонагреватели;
- проточные электронагреватели.
Примечание. Порой для оснащения ГВС приватного дома применяется пластинчатый водонагреватель косвенного нагрева, собой представляет водоводяной теплообменный аппарат. Как и косвеник, он передает энергию носителя тепла воде, только выполняет это в проточном режиме.
Конструкция газовой колонки довольно трудна, а поэтому удостаивается индивидуальной темы. Электрический же бойлер прост: в нем водопроводную воду греет мощный Нагревательный элемент трубчатого типа. Обладая таким положительным качеством, как маленькие размеры, аппарат имеет чрезмерно высокую используемую мощность и оттого сфера его использования ограничена. Устройство проточного электрокотла показана на рисунке:
Преимущество проточных водонагревательных аппаратов заключается в том, что воду которая нагрелась они могут подавать без подготовки и на протяжении неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что главное при большом количестве потребителей.
Заключение
Если разделить все перечисленные приборы по популярности, то первое место смело займут электрокотлы, причины тому понятны. На другом месте находятся газовые водонагреватели, третье остается за косвениками.
Как устроен и как не прекращает работу электрический водогрей проточного типа?
Спецификой водогрея проточного типа считается рабочий принцип прибора. Нагрев воды выполняется только во время ее разбора. У прибора отсутствует аккумулирующая ёмкость, благодаря чему уменьшается расход электрической энергии на прогрев значительного объема жидкости. Дальше, подробно рассмотрим, как работают проточные бойлеры разнообразных моделей, и попытаемся разобраться с ключевыми их отличиями.
Разновидности водогреев проточного типа
Первое отличие водогреев проточного типа состоит в том, от какой сети приборы способны работать:
- Однофазные изделия считаются домашнего предназначения. Мощность водогреев ограничена 12 кВт. Не прекращает работу прибор от домашней сети, подающей напряжение 220 вольт.
- Трехфазное оборудование предназначается для высоковольтной сети, подающей напряжение 380 вольт. Водогрееи отличаются высокой мощностью от 12 до 27 кВт. Применяются приборы на производстве и в местах массового скопления людей, где нужно присоединить много точек водоразбора.
Подсоединять мощный электроводонагреватель должен мастер и исключительно после того, как электролаборатория выполнит проверку сети.
Второе отличие водогреев проточного типа состоит в том, с каким давлением воды приборы могут работать.
Напорные электронагреватели
Напорный бойлер называют еще прибором закрытого типа. Его работа зависит от показателей водомерного узла. Если давление в магистрали будет слабое, бойлер не включится. К электрическим приборам напорного типа подсоединяют несколько точек водоразбора. Их кол-во зависит от мощности нагревателя. В жилых площадях и приватных домах в большинстве случаев к проточному бойлеру подсоединяют точки водоразбора в кухонной комнате и в ванной.
Бойлер закрытого типа позволяется подсоединять к одному водопроводному крану. Такой способ монтажа дает возможность освободится от температурного перепада воды на выходе, так как горячий поток не стынет во время перевозки по длинному трубопроводу.
Характерностью конструкции проточного бойлера напорного типа считается наличие регулирующих систем по давлению и температуре воды. Автоматика дает возможность держать необходимые параметры, плюс оберегает ТЕН от перегорания при снижении давления в водомерном узле.
Безнапорные электронагреватели
Менее производительным считается безнапорный бойлер открытого типа, но его плюс в том, что работа не зависит от давления в водомерном узле. Вода на разогрев поступает после арматуры запорной. Достаточно свободного истекания жидкости на уровне давления атмосферы, чтобы включился разогрев. Предназначается прибор для нагрева для одной точки отбора воды. Его можно установить на один кран или душ в условиях ванной комнаты.
В таком нагревателе стоит ручной температурный регулятор. Клиент собственными силами выставляет необходимый параметр. Схема электрического прибора учитывает клапан. При отсутствии потока жидкости он срабатывает, благодаря чему происходит выключение от сети и электричество не подается на ТЕН.
Мощность безнапорных моделей меняется в пределах 2–8 кВт. Установка электрического прибора не просит прокладки индивидуальной линии проводки.
Реализовываются безнапорные водогрееи с душевой лейкой или водопроводным краном специализированной конструкции. Он укомплектовывается патрубками подсоединения к водоподаче, направлению жидкости на ТЕН и для соединений с изливом.
Устройство проточных электроводонагревателей
Все проточные бойлеры работают по единой схеме: поток холодной воды двигается через электрический Нагревательный элемент трубчатого типа, где и происходит ее нагрев до температуры которая задана. Это определяет сходство приборов напорного и безнапорного типа:
- Элементом нагрева выступает Нагревательный элемент трубчатого типа. Он включается во время начала разбора воды. Время нагревания потока зависит от мощности Трубчатого нагревателя и может меняться от трех секунд до 2-ух минут.
- Реле давления срабатывает при начале разбора воды. В данное время на Нагревательный элемент трубчатого типа подается напряжение.
- Регулятор позволяет клиенту задавать температуру. Устройство будет регулярно поддерживать Поставленный параметр, пока не будут внесены изменения.
- Прерыватель оберегает Нагревательный элемент трубчатого типа от перегревания. Выключение подачи электричества происходит при достижении критического температурного показателя.
- Стабилизатор давления оберегает электрический прибор от перепадов водного напора.
- Показатель жесткости воды во всех регионах не отвечает норме. Не допустить образование накипи на Трубчатом нагревателе способствует активатор. Устройство подвергает магнитной отделке проходящий поток жидкости.
Разниться устройство проточного бойлера конкретной модели может лишь типом Трубчатого нагревателя, системой управления и гарантией работы с требуемым давлением воды.
Разновидности Нагревательных элементов трубчатого типа
Элементом нагрева проточного электрического прибора выступает Нагревательный элемент трубчатого типа. Тепло излучает спираль от подачи напряжения. В зависимости от выполнения Нагревательный элемент трубчатого типа бывает:
- Открытый нагреватель состоит из неизолированной спирали, помещенной вовнутрь трубки из пластика. Детали собраны в блок, который заключен изнутри крепкого корпуса из негорючего пластика. Проходящий поток жидкости омывает горячую спираль, забирая тепло. Спецификой нагревателя считается невозможность образования накипи. Это происходит из-за небольшого объема воды в трубке, и также отсутствия выделения остаточного тепла спиралью сразу же после выключения подачи напряжения. Водогрееи с открытым Трубчатым нагревателем популярны для подогрева бассейнов и в регионах с жёсткой водой.
- Закрытый Нагревательный элемент трубчатого типа имеет трубчатый корпус из меди или латуни. Изнутри герметически запаяна спираль. Соприкосновение спирали с водой не случается. Каждый виток спирали изолирован от корпуса кварцем чтобы не было пробоя. Нагрев воды происходит длительнее. Спирали в первую очередь необходимо прогреть корпус, а тот уже отдаст собранное тепло проходящему потоку.
Закрытые Трубчатые нагреватели предрасположены к обрастанию накипью, но в плане электрической безопасности такие ТЭНы стоят в первых рядах.
Отличие по типу управления
Отличают нагреватели проточные по типу управления, которое базируется на гидравлике или электронике.
Гидравлический вид управления
Гидравлическое управление присуще не дорогим водогреям домашнего применения. Характерностью конструкции нагревателя проточного типа считается наличие блока, состоящего с мембранные ткани и штока. При открывании и закрытии водоразборного крана механизм срабатывает. Шток приводит в действие выключатель, таким образом начиная или прекращая водо подачу.
Улучшенным считается гидравлический блок с 2-мя ступенями, для каждой из которых присуще собственное давление проходящего потока жидкости. При не сильном потоке включается первая ступень. С повышением давления двигающейся жидкости блок переходит работать на вторую ступень.
Одноступенчатые проточные бойлеры укомплектовываются Трубчатым нагревателем мощностью до 6 кВт. При не сильном потоке жидкости нагреватель не включается, что считается очень большим минусом.
Во время покупки одноступенчатого водогрея имеет смысл узнать показатель очень маленького порога напора жидкости.
Блок гидравлического управления не может долгое время точно поддерживать установленную температуру воды. Недостатком считается отсутствие защиты от проникновения воздуха к Трубчатому нагревателю. Проточные приборы водонагрева с водяной системой управления подсоединяют исключительно к одной водоразборной точке. В другом случае есть угроза появления колебаний температур, самых опасных для нагревателей мощностью 9 кВт.
Электронный вид управления
Электронное управление выполняется за счёт датчиков, отправляющих сигнал процессору. Регулировка всех показателей происходит автоматично. Датчики следят за температурой, давлением и водным напором. Проточные бойлеры с электронным управлением бывают 2-ух типов:
- модели с регулировкой только температуры воды;
- модели с температурной регулировкой и напора жидкости.
Электронное управление дает возможность применять проточный электроводонагреватель с несколькими водоразборными точками. Минусом является большая цена электронного блока, однако из строя он выходит нечасто.
Рабочий принцип
Разобраться, как не прекращает работу водогрей проточного типа несложно. Необходимо посмотреть схему прибора. Построен рабочий принцип проточного бойлера на прохождении водного потока через Нагревательный элемент трубчатого типа. Когда клиент открывает водоразборный кран, срабатывает система управления прибора. На Нагревательный элемент трубчатого типа подается напряжение, спираль нагревается и возвращает тепло воде. После закрытия крана поток жидкости прерывается. Система управления подает новый сигнал на завершение подачи напряжения.
Проточные электроводонагреватели экономны, так как расход электрической энергии происходит только в момент разбора воды.
Тяжелее происходит работа проточного электрического прибора, поставленного на две или три точки водоразбора. Системе управления необходимо следить, чтобы Нагревательный элемент трубчатого типа успевал поддерживать установленную температуру воды в случае одновременного пользования всеми кранами.
Проточные электроводонагреватели могут обеспечить горячей водой семью на дачном участке, в квартире и приватизированном доме.
Как устроен водогрей проточного типа электрический?
Как устроен бойлер?
Проточная модель разнится от накопительного электрического водонагревателя тем, что в конструкции отсутствует бачок для собирания горячей воды. Прохладная вода прямо подается на ТЕНЫ и выходит уже нагретой через водопроводный кран либо кран.
Рассмотрим на примере устройство проточного бойлера Термекс:
Как вы видите, электросхема нагревателя самая обычная. Все конструкционные элементы можно не прилагая больших усилий отыскать и приобрести, если аппарат поломается. Сейчас перейдем к другому, не меньше ключевому вопросу — рассмотрим, как не прекращает работу водогрей проточного типа
Рабочий принцип
Итак, на примере предоставленного выше нагревателя от фирмы Термекс рассмотрим его рабочий принцип.
Подключение к электрической сети выполняется трехжильным кабелем, где L — это фаза, N — ноль, а PE либо E — заземление. Дальше питание поступает на измеритель протока, который срабатывает и замыкает контакты к примеру, если водонапор достаточный для работы. Если же воды нет либо напор очень слабый, включение нагрева не случится, для безопасности.
Со своей стороны при срабатывании датчика протока включается реле управления мощностью, которое в ответе за включение Нагревательных элементов трубчатого типа. Термопреобразователи, которые размещены дальше в электроцепи, предназначаются для выключения ТЕНОВ во время перегрева. При этом термодатчик Т2 включается после того как остынет Нагревательных элементов трубчатого типа в ручном режиме. Ну и завершающий элемент конструкции — неоновый указатель, который отображает процесс водонагрева.
Вот и весь рабочий принцип проточного бойлера. Если ни с того ни с сего устройство поломалось, воспользуйтесь этой схемой, чтобы найти поломанный компонент. В иных моделях может быть измененная рабочая схема, например, будет находиться внешний водяной термостат, как на изображении ниже:
Необходимо также вспомнить о разном рабочем принципе моделей с электронным и механическим управлением. Первые устроены на базе процессоров и датчиков. Механическое управление собой представляет гидравлический блок с мембранной тканью. При подаче холодной воды эта мембранная ткань смещается, таким образом выталкивая рычажок включения через специализированный шток. Если же напор слабый, смещение не случится и нагрев не включится.
В заключение предлагаем взглянуть видео в котором показывается конструкция и рабочий принцип рассматриваемых устройств:
Вот мы и рассмотрели устройство и рабочий принцип электрического проточного бойлера. Надеемся, сейчас вам стало ясно, как устроен данный нагреватель и благодаря чему он функционирует!
