Накопительный электрический водонагреватель состоит из изолированного резервуара, где вода нагревается. Внутри устройства установлен ТЭН (трубчатый электрический нагреватель), который при подаче электрического тока нагревает воду до заданной температуры. Стенки бака, как правило, изготавливаются из коррозионностойких материалов, а изоляция помогает минимизировать потери тепла.
Кроме того, водонагреватель оснащен термостатом, который контролирует температуру воды и автоматически включает или выключает ТЭН по мере необходимости. Это обеспечивает эффективное использование электроэнергии и поддерживает заданный уровень комфорта при использовании горячей воды в бытовых нуждах.
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.
Источник3: sdmclimate.ru
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.
Источник4: sdmclimate.ru