В квартирах и частных домах удобно ставить бойлеры. Так у жильцов появляется постоянный доступ к горячей воде. Ее наличие не зависит от центральной системы отопления. Но перед покупкой такого устройства важно понять, как работает водонагреватель.
Устройство и принцип работы электрического накопительного водонагревателя
Прибор работает за счет свойств воды. Горячая устремлена наверх, а холодная идет вниз. Этим физическим явлением обусловлена работа всех бойлеров.
Внизу прибора скапливается холодная вода. Ее нагревает ТЭН. Уже теплая жидкость поднимается вверх и поступает в патрубок забора. Там она удаляется.
Несмотря на простоту, для работы водонагревателя требуется много дополнительных элементов. От их надежности зависит срок службы изделия. Поэтому нужно своевременно проводить диагностику, если что-то в работе бойлера не устраивает.
Важно! При обнаружении протечки необходимо сразу осмотреть прибор. Следует найти место, из которого капает жидкость. Дальше лучше вызвать мастера, а не пытаться решить проблему самостоятельно.
Помимо анода, в проточных водонагревателях стоят термостаты. С их помощью можно регулировать температуру воды. Когда жидкость достигает определенного температурного режима, ТЭН выключают.
Современные модели снабжают датчиками температуры. Они показывают на дисплее, насколько горячая или холодная вода. Вместо дисплея может стоять механический термометр. При этом управление в обоих случаях одинаковое.
Как устроен и работает электрический проточный водонагреватель
Проточный бойлер работает не так, как накопительный. У данного типа водонагревателей есть свои особенности:
- отсутствие емкостей для накопления воды;
- нагрев с помощью специального модуля.
Модуль для нагрева жидкости состоит не только из ТЭНа. Он Включает трубы. Конструкция может располагаться как внутри, так и снаружи прибора.
Проточные водонагреватели снабжены дополнительными устройствами:
- Датчиком потока жидкости. С его помощью определяют, какой минимальный напор у конкретного бойлера.
- Термостат и панель для установки температуры. Включает несколько настроек. Позволяет подогреть воду до нужной температуры.
- Тепловой предохранитель. Если температура потока жидкости достигнет максимального значения, эта деталь отключит систему. Без нее работа бойлера невозможно, поскольку произошла бы поломка изделия.
Принцип работы проточного водонагревателя так же прост, как и накопительного. Жидкость поступает в патрубок. Далее активируется ТЭН. Он нагревает воду, в процессе чего открывается реле давления. Достигнув определенной температуры, жидкость выходит наверх.
Он попадает в смеситель и подает нагретую жидкость.
Выбирать тип бойлера нужно исходя из своих предпочтений. Если в приоритете низкая цена, подойдет проточный. Но у таких водонагревателей есть минус — сложность монтажа. Если цена прибора не важна, стоит присмотреться к накопительным бойлерам. С ними легче настроить электропроводку.
Как работает накопительный водонагреватель
Любой бойлер состоит из наружного корпуса или кожуха и накопительного бака, между которыми располагается слой термоизоляции. Она необходима для длительного сохранения температуры нагретой воды даже после его отключения. Такое устройство накопительного водонагревателя позволяет снизить расходы на нагрев воды.
Ко всей этой конструкции подключены патрубки для входа холодной воды и выхода горячей. В комплект поставки Входят нагревательные элементы или ТЭНы, термодатчики и магниевый анод. Основные элементы обычно комплектуются клапанами обратного слива, а также специальной защитой бака от повышенного давления и кронштейнами, с помощью которых конструкция крепится к плоскости.
Прежде чем описывать принцип работы водонагревателя, отметим, что анод выполняется из магния, а устанавливается он с целью снижения риска коррозии бака и других металлических частей внутри него. Это сменный стержень, который берет на себя удар со стороны ржавчины. Он не дает оседать накипи на нагревателе и баке (как бы вбирает ее в себя). После того как он прослужит около 3-5 лет, ему требуется замена.
Все вышесказанное относится к устройству электрического бойлера. Газовые модели схожи с ними, но имеют некоторые конструктивные отличия. Главное отличие состоит в том, что в них вместо ТЭНа находится газовая горелка, есть газоход, газовый блок и другие необходимые элементы для работы на газу. Также имеется регулирующая автоматика и контролирующие механизмы – все это необходимо для бесперебойной работы этого вида бойлеров.
Работа электрического водонагревателя во многом зависит от вида ТЭНа. Они бывают «мокрыми» и «сухими». Первый тип представляет собой обычный нагревательный элемент открытого типа, который напрямую контактирует с водой, что приводит со временем к его коррозии и снижению КПД. «Сухие» ТЭНы находятся в специальной конструкции, покрытой термоэмалью, что делает их более долговечными.
Материалы для теплоизоляции, бак и его покрытие
- Изоляция. В отличие от проточных водонагревателей, в качестве термоизоляции здесь обычно используют пенополиуретан. Этот искусственный материал позволяет равномерно изолировать всю конструкцию, исключая образование мостиков холода. К тому же он спокойно выдерживает воздействие высоких температур и не подвержен разрушению на протяжении многих лет, надежно защищая бак и сохраняя тепло длительное время. В некоторых случаях тепло может сохраняться более 2-х суток.
- Бак. Что касается материалов бака, то он обычно делается из различных металлов. Наиболее популярны модели из нержавеющей стали – это более дорогие, но и надежные конструкции. Другой вид – эмалированные баки, которые считаются более безопасными с точки зрения экологии, но, как показывает опыт, менее практичны.
- Покрытие. Переходя к описанию принципа действия водонагревателя, отметим, что покрываются емкости различными материалами, относящимися к классу защитной эмали — устойчивыми к термическому расширению. Это специальная термоэмаль, которая защищена от растрескивания под воздействием температурных перепадов. Она придает баку эстетически привлекательный вид на длительный срок.
Принцип работы накопительного водонагревателя
Как вы уже поняли, обычные бойлеры выполнены по принципу термоса, но с той лишь разницей, что находящаяся в них жидкость нагревается с помощью огня или электричества. В бак входит патрубок для поступления холодной воды, а когда она нагревается до выставленной температуры, происходит отключение нагрева. Очевидно, что принцип работы водонагревателя довольно прост.
Отдельно стоит остановиться на бойлерах косвенного нагрева: они также относятся к группе накопительных водонагревателей. У них, в качестве нагревательного элемента, выступает змеевик, по которому протекает горячая вода, нагреваемая другим агрегатом (обычно, это отопительный котел). Отсюда и название. В этом плане работа обычного электрического водонагревателя отличается от описанного здесь.
Отметим также, что во всех современных конструкциях предусмотрено плавное смешение уже нагретой воды с поступающей холодной. То есть, при открытии крана горячей воды, ее количество в баке уменьшится, но ее место займет холодная вода. Все вышеописанное вместе и есть принцип действия накопительного водонагревателя, о котором вы теперь имеете достаточное представление.
Принцип работы электрического накопительного водонагревателя
Независимое от центрального отопления горячее водоснабжение обустраивается всё чаще. Бойлер повсеместно используется для подогрева воды в домовладениях разных типов. Централизованное ГВС дорогостоящее, затратное, поэтому неизменно становится менее востребованным. Сменяют старые конструкции новые устройства, наиболее распространены с возможностью накопления.
В приборе есть оболочка (кожух) и накопительный бак. Между ними располагается термоизоляционный слой. Он позволяет долго хранить температуру. Благодаря этому устройству накопительного водонагревателя удаётся уменьшить затраты на водонагревание.
К прибору подсоединены патрубки для подачи холодной воды и сброса горячей. В комплектации — нагревательные элементы (ТЭНы), датчики температуры, магниевый анод. Базовые составляющие зачастую дополняются обратными клапанами, спецзащитой бака от скачков давления, кронштейнами.
Перед описанием принципа работы накопительного водонагревателя стоит отметить: магниевый анод уменьшает риск появления ржавчины на поверхности бака, внутренних частей из металла. Сменный стержень препятствует оседанию осадка на ТЭНе, баке. Спустя 3 — 5 лет эксплуатации он меняется.
Описание актуально для водонагревателя, работающего от электричества. Газовые модели по принципу работы похожи, но есть отличия в конструкции. Основное — ТЭН заменяет газовая горелка, присутствует ход для газа, газовый блок, прочие составляющие для функционирования на данном виде топлива. Автоматика нужна для постоянного функционирования такой разновидности бойлеров.
Принцип работы водонагревателя в значительной степени основан на разновидности ТЭНа. В электрических устройствах они мокрые либо сухие. Первые — нагревэлемент открытого типа, непосредственно соприкасающийся с водой. Такое положение через время становится причиной ржавления, уменьшения КПД. Сухие расположены в стеклянной колбе с термоэмалью, благодаря чему они долго работают без сбоев.
Теплоизоляция, покрытие
Изоляционным материалом, в отличие от проточных нагревателей воды, выступает пенополиуретан. Он позволяет в равной степени и полностью обработать прибор, нивелируя появление мостиков холода. Пенополиуретан не боится действия повышенных температурных режимов, не разрушается в течение многих лет, служа надёжной защитой устройства, не теряя тепло надолго. Иногда оно хранится свыше пары дней.
Материал бака может быть разным. Самые востребованные — варианты из нержавейки. По цене они дороже, но по надёжности лучше. Ещё один вид — эмалированные устройства. Они безопасны, если рассматривать материал по степени нанесения вреда окружающей среде, но на практике этот вариант показал себя менее практичным.
Ёмкости покрываются разными спецсредствами защиты в виде эмалей. Важна невосприимчивость к терморасширению. Жаропрочное покрытие защищено от деконструкции под действием температурных скачков. Оно придаёт баку привлекательный внешний вид на долгое время.
Принцип работы водонагревателя похож на работу электрочайника, но разнится нагреванием содержимого огнём либо электричеством. В прибор идёт патрубок для поступления холодной воды. При соответствии выставленной пользователем температуры нагрев деактивируется.
Принцип работы электрического водонагревателя несложен, этапы водяного нагрева:
— Заполнение устройства. После подсоединения открывается входной вентиль, кран разбора горячей воды в смесителе. После заполнения бака холодной водой горячий кран закрывается.
— Включение ТЭНа. Об активации известит световой сигнал.
— Нагревание воды. Тёплая вода стремится вверх, её место займёт холодная.
— Деактивация ТЭНа. При достижении жидкости заданной температуры термостат разомкнёт электроцепь и выключит прибор. Лампа, сигнализирующая о работе устройства, погаснет.
— Отбор горячей воды. Открывание горячего крана смесителя приведёт к сбросу давления вверху прибора. Снизу заполнится холодной.
— Добавочное нагревание. Остывший благодаря холодной воде термостат активирует прибор.
Незначительно разнится принцип работы накопительного водонагревателя косвенного нагрева. Приборы тоже входят в группу накопительных водонагревателей. Нагревэлементом здесь служит змеевик для подачи горячей воды от иного прибора (зачастую подаёт жидкость повышенной температуры отопительный котёл). В данном отношении принцип работы накопительного электрического водонагревателя разнится с описанным.
В предлагаемых к продаже сейчас моделях принцип работы электрического водонагревателя предполагает постепенную диффузию горячей жидкости с подающейся прохладной. При открытии крана подачи горячей воды объём снизится, но его займёт холодная.
Электрический водонагреватель — наиболее распространённый вид устройств для ГВС, зачастую используемый в квартирах и малых приватных домовладениях. Причина востребованности — приемлемая ценовая политика, тривиальность монтажа, не нужна разрешительная документация. По принципу работы водонагреватели просты, потому надёжны в работе, что привлекает покупателей.