Пристрій і принцип дії накопичувального водонагрівача

Пристрій і принцип дії накопичувального водонагрівача

Пристрій накопичувального водонагрівача дозволило йому стати одним з найпопулярніших способів отримання гарячої води в побуті.

електричний бойлер

Водонагрівачі поділяють на два типи: газові та електричні.

Монтаж накопичувального водонагрівача зазвичай не вимагає внесення великих змін в мережу водопостачання, прокладки окремих ліній електропостачання та отримання дозволу на установку. Досить вибрати відповідний вам за параметрами прилад, встановити його на стіну або підлогу і підключити до внутрішньобудинкових мереж.

конструктивні елементи

структура бойлера

Структура бойлера.

Будь-накопичувальний водонагрівач, або, як його ще називають, бойлер, складається з наступних основних елементів:

  • теплоізольований бак;
  • нагрівальний елемент;
  • терморегулятор;
  • корпус електроустаткування з панеллю керування;
  • індикатори режимів роботи і термометр;
  • трубка забору гарячої води;
  • магнієвий електрод;
  • рассекатель для холодної води;
  • різьбові висновки для підключення до мережі холодного водопостачання та сантехнічних приладів;
  • запірна і запобіжна арматура;
  • мережу електроживлення;
  • перемикачі;
  • кріпильні лапи або опорні елементи.

Принцип дії

Принцип дії бойлера досить простий. Холодна вода подається в теплоизолированную ємність водонагрівача знизу. Її потік прямує за допомогою розсікача так, щоб він вимив нагрівальний елемент і не змішувався з встановленими вище шарами нагрітої води.

В результаті розподілу потоків і конвекції гаряча вода збирається у верхній частині ємності бойлера циліндричної або - для компактних моделей - злегка плескатої форми.

Схема установки бойлера

Схема установки бойлера.

Туди ж виведена трубка забору гарячої води. Коли кран на сантехнічному приладі відкривається, утворюється різниця тисків, і гаряча вода витісняється з ємності в огорожну трубку знову надходить холодною водою.

Коли кран на сантехнічному приладі закритий, вода в ємності водонагрівача не оновлюється. При цьому здійснюється її поступовий нагрів до заданої температури. Температуру нагрівання задає користувач рукояткою терморегулятора. Цей прилад за допомогою спеціального датчика вимірює температуру води в режимі реального часу. Він подає електроживлення на нагрівальний елемент, поки необхідна температура не досягнута, і знімає його після досягнення заданого значення.

Щоб вода з ємності не могла витекти назад в систему при відсутності подачі в бойлер холодної води, на вході в водонагрівач встановлюється зворотний клапан. Він пропускає воду тільки в одному напрямку - в ємність електроводонагрівача.

Забезпечення безпечної експлуатації

Схема підключення бойлера

Схема підключення бойлера.

Трубка забору гарячої води трохи не доходить до верхньої частини ємності. Це потрібно для створення демпфирующей повітряної подушки. Вода в рідкому стані не стискається, і при нагріванні вона має властивість розширюватися. Якби вона заповнювала весь обсяг бойлера, то в процесі розширення неминуче зруйнувала б його. Повітряна подушка в верхній частині ємності, стискаючись, компенсує розширення води, і тиск усередині ємкості залишається в допустимих межах.

Для запобігання руйнуванню бойлера надлишковим тиском нагрітої води в його конструкції є ще одне захисний пристрій. Між зворотним клапаном і ємністю встановлюється запобіжний клапан. При перевищенні допустимого тиску він відкривається і скидає надлишок води в атмосферу до нормалізації тиску. Поріг спрацьовування цього клапана задається жорсткістю попередньо стиснутої пружини і зазвичай становить від 5,5 до 7,5 бар. Ємності бойлерів хорошої якості розраховують на роботу при тиску до 9 бар. В результаті запобіжний клапан забезпечує безпечну експлуатацію водонагрівача.

Скидний вихід запобіжного клапана більшість користувачів за допомогою шланга відповідного діаметру підключають до системи каналізації. Інакше вода з нього буде капати на підлогу.

Для кожного накопичувального водонагрівача виробником встановлюється допустимий тиск вхідної холодної води. Воно зазвичай не повинна перевищувати 2,5-3,5 бар. Якщо ваша мережа експлуатується з великим тиском, належить на вході в водонагрівач встановлювати автоматичний регулятор тиску. Якщо цього не зробити, запобіжний клапан більшу частину часу буде відкритий, і ви отримаєте значну витік води.

Крім захисту від надлишкового тиску виробники електроводонагрівачі піклуються про електробезпеки своїх приладів. Будь-бойлер розрахований на експлуатацію в електромережі із заземлювальним проводом. Захист від перепадів напруги і короткого замикання забезпечується за допомогою підключення водонагрівача через автоматичний вимикач. Захист від струмів витоку забезпечує включення в схему пристрою захисного відключення (УЗО).

Захист від корозії

Схема бойлера непрямого нагріву

Схема бойлера непрямого нагріву.

Ємності водонагрівачів виготовляють з тонкостінного сталевого листа. При цьому вони повинні бути досить міцними і витримувати значний надмірний тиск нагрітої води. Для нового бака це не є проблемою. Для ємностей водонагрівачів характерна робота в умовах гальванічного та електролітичної корозії. В результаті з часом міцність стінок бака і зварних швів знижується, що може призвести до руйнування ємності.

Виробники намагаються продовжити термін служби баків шляхом нанесення на внутрішню поверхню стінок ємності захисних покриттів, це можуть бути, що містять цинк покриття, різні емалі, крім того, бак може бути виготовлений з нержавіючої сталі. Але навіть в останньому випадку важко забезпечити збереження антикорозійних властивостей для зварних швів, адже під час зварювальних робіт частина легуючих добавок губляться, і шви все одно іржавіють. Застосування спеціальних методів зварювання сильно здорожує виріб, тому частіше виробники обходяться без них.

Додатковим захистом від корозії є введення в конструкцію водонагрівача магнієвого електрода. Електродний потенціал магнію більше аналогічного показника заліза і міді. В результаті жертовний магнієвий електрод поступово розчиняється, а сталеві елементи і елементи з сплавів міді відновлюються. Магнієвий електрод є змінною деталлю.

Захист від накипу

Нагрівальні елементи водонагрівачів, які, як правило, виконуються у вигляді трубчастих електронагрівачів, контактують з жорсткою водопровідною водою. У зоні контакту води з нагрівальними елементами досягаються високі температури. При таких умовах з води випадають у вигляді накипу солі жорсткості. Вони погіршують теплопередачу від нагрівальних елементів до води. В результаті Тени перегріваються і руйнуються.

Для захисту від цього явища в сучасних бойлерах Тени поміщають в захисні колби, їх називають сухими. Для зменшення утворення накипу не рекомендується виставляти температуру нагрівання води вище 55 ° С. Це граничне значення, після якого випадання накипу значно інтенсифікується. Це також знижує ймовірність опіків.

теплоізоляція ємності

Якісна теплоізоляція дозволяє воді всередині ємності бойлера охолоджуватися всього на кілька градусів на добу. В якості теплоізоляційних матеріалів зараз застосовують скловолокно, пінополістирол, пінополіуретан.

додаткові пристрої

Щоб користувач міг оцінити поточну температуру води в бойлері, ці вироби забезпечуються термометрами з електронними або стрілочними покажчиками.

Поточні режими роботи відображаються світлодіодними індикаторами. Для раціонального використання електричної енергії деякі моделі забезпечуються двома ТЕНами, які можуть включатися окремо.

Водонагрівач підключається до мережі водопостачання через запірну арматуру. Це дозволяє відєднати нагрівач від мережі для обслуговування, ремонту або заміни. Деякі моделі мають третій висновок для комфортного спустошення. В іншому випадку це роблять за допомогою ручного приводу на запобіжному крані.


» » » Пристрій і принцип дії накопичувального водонагрівача