Отличие между напорным и безнапорным водонагревателями
Электрические водонагреватели в зависимости от способа циркуляции воды бывают напорными и безнапорными. Их отличия выражаются в следующем:
- Напорные часто являются частью водопроводной системы с давлением, не превышающим 6 бар. Монтируются они после стояка и при достаточной мощности обеспечивают теплой водой несколько водоразборных точек в доме. Если мощность низкая, то при одновременном открытии нескольких кранов, температура воды значительно снизится. В комплект водонагревателей такого типа не входят насадки и смесители;
- Безнапорные водонагреватели устанавливают автономно на возвышении и организовывают подачу холодной воды через насос или вручную. Водозабор происходит под собственным весом и возможен только в одной точке: через смеситель или душевую насадку.
Напорный водонагреватель немецкой фирмы AEG
Преимущество безнапорных моделей:
- Эксплуатация возможна даже при отсутствии электричества и центрального водоснабжения;
- Монтаж и демонтаж выполнить легко;
- Замена ТЭНа, если он присутствует, осуществляется проще, чем в напорном водонагревателе.
Для чего необходима термоизоляция
Устройство представляет собой бак, выполненный из эмалированной стали или из стали с напылением серебра (у более дорогих и новых моделей, обладает антибактериальным действием), закрытый в корпус. Именно эмалированные баки являются наиболее долговечными, и на их стенках меньше образуется и скапливается накипи.
Для сохранения температуры нагрева между баком и корпусом предусмотрен слой термоизоляции. Он выполнен из жестко вспененного полиуретана или поролона. Принцип работы теплоизоляции, как в бытовом термосе.
Схема устройства бойлера
Потери тепла в водонагревателе на 50 литров составляют порядка 12 градусов за сутки. Это при условии качественной теплоизоляции, если корпус устройства теплый, значит, изоляция очень слабая, и тепло уходит.
Когда вы открываете кран с горячей водой, она начинает поступать из бойлера, чтобы отрегулировать комфортную температуру, откройте кран с холодной жидкостью и в смесителе выровняется температура.
В заключение предлагаем посмотреть видео о принципе работы электрического бойлера:
Газовые проточные бойлеры
Схема проточного водогрея газового типа.
Газовые водонагреватели работают по аналогичному принципу, что и бойлеры, ключевой их характеристикой считается мощность, чем она больше, тем выше продуктивность водогрея.
Газовые водонагреватели бывают с электро-, пьезовым розжигом и HydroPower. Колонки с пьезовым розжигом запускаются ручным способом, для этого необходимо нажать кнопку. Колонки с электрическим розжигом запускаются автоматично, как только открывают кран с горячей водой.
Если колонка газовая HydroPower, то ток для розжига формирует турбина, а она приводится в действие водным потоком, благодаря этому электричество или батарейку подсоединять не нужно. Газовые бойлеры менее популярны, связано это со сложностью их установки.
Конструкция бака находящегося внутри
В виде материала для бака находящегося внутри может быть применена нержавейка или углеродистая сталь покрытые эмалью и прочими покрытиями, защищающими его от ржавчины.
Указанный компонент считается главным в конструкции накопительного электрического водонагревателя. Не прекращает работу внутренний бачок при больших температурах, давлении, и также подвержен ржавчине. По большей части все конструкции накопительных водонагревателей неразборные, благодаря этому служебный срок накопительного электрического водонагревателя по большей части зависит от служебного срока бака находящегося внутри. Более большой служебный срок имеют модели, у которых бачок сделан из нержавейки, однако они намного дорогие.
Конструкция наружного корпуса может быть сделана из пластмассы или эмалированной стали. Помимо того, что это корпус водогрея, он также делает и художественную функцию.
Толщина слоя теплоизоляции во многих моделях может составлять от 2 до 3 см, по большей части под эти цели применяется вспененный искусственный латекс.
Разновидности водонагревателей
Промышленные модели имеют более высокие мощность и производительность. Обычно они используются на производствах, где требуются большие объемы горячей воды.
Бытовые модели имеют меньшую мощность, но они более экономичные и предназначены для применения в квартирах и частных домах, где есть система водоснабжения.
По типу энергоносителя водонагреватели делятся на:
- электрические;
- газовые;
- комбинированные;
- жидкотопливные;
- твердотопливные;
- солнечные.
Реже в качестве источника топлива используется твердое или жидкое топливо, а также солнечная энергия.
Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа.
Как ухаживать за бойлером
Если поставлен бойлер, то требуется узнать о том, как правильно ухаживать за ним. Для увеличения срока эксплуатации нагревателя воды требуется постоянно заниматься проведением техническим осмотром и производить замену деталей. Крайне часто встречается такая проблема – появляется накипи на ТЭНе. Этого можно избежать, если поставить особые фильтры на входной трубе, или постоянно менять элементы нагревательного типа. Более того, проблемы с баком случаются, если на нем есть много швов, которые и станет проблемными участками из-за образования на них коррозии. Это будет актуально для вертикальных плоских моделей на 80 литров.
Краткая историческая справка
В 1760 году швейцарец Соссюр придумал солнечный водный обогреватель. Он взял две емкости с водой и поместил их в сосновую изолированную коробку, сверху закрытую стеклом. Солнечный свет, преодолевая стекло, попадал на черную подкладку коробки, которая при поглощении солнца превращала его в тепло, в результате чего вода нагревалась. Но это был только опыт. В 1891 году в США выпустили первый солнечный водонагреватель для продажи.
В 1868 году английским художником Моэном изобретен первый домашний водонагреватель, работающий на твердом топливе. Изобретение было названо гейзером в честь горячего источника в Исландии. Прибор нагревал протекающую через трубы воду горячими газами от горелки, которая располагалась внизу, и вода стекала в ванну или подставленный сосуд. Изобретение осталось без будущего, так как не имело дымохода и представляло опасность для человека.
В этом видео вы узнаете схему подключения бойлера к водопроводу:
Серии опытов по изобретению водонагревателя были предприняты в Европе и США. В конце XIX века американцы уже продавали свои первые газовые водонагреватели, а позднее норвежский инженер Эдвин Руд, эмигрировав в США, создал газовый накопительный водонагреватель, который и сейчас активно используется в Америке. В 1905 году одна из европейских компаний выпустила первый в мире газовый водонагреватель, изобретателем которого был немецкий инженер Йоханн Вайплант.
Упоминания о накопительных электрических нагревателях появлялись еще в 30-х годах. Но только в середине 90-х годов французской компанией Atlantic была разработана и усовершенствована система сухого тэна.
В России в 40-х годах начался выпуск газовых проточных водонагревателей. В 90-е годы из-за рубежа стали завозить электрические, которые и в настоящее время пользуются популярностью.
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.
Специфики работы бойлера
Рабочий принцип накопительного нагревателя построен на постепенном нагревании воды, что дает возможность практично употреблять электрическую энергию. Этническое наименование подобного водогрея — водонагреватель косвенного нагрева, он может подогревать воду до температуры 55-75 градусов и не прекращает работу в режиме автомат. Это универсальное оборудование, какое может быть установлено и использоваться в каждом помещении.
Хорошими качествами бойлера считаются: маленькое потребление электроэнергии и применение этого оборудования несколькими водозаборными точками одновременно.
Правила эксплуатации водонагревателя
Поскольку электрические водонагревающие устройства распространены гораздо шире, мы рассмотрим именно их более подробно. Понятно, что любое оборудование нуждается в бережном отношении. Не исключение и накопительные водонагреватели. Принцип работы этого устройства таков, что не стоит заставлять его работать постоянно на полную мощность. Это может привести к достаточно быстрому выходу из строя ТЭНов, либо срабатывании защитного реле, для включения которого придется вызывать мастера. Оптимальная достаточная температура – это 60 градусов. Для ее достижения нужно пользоваться всеми ТЭНами. Это не сильно повышает расход электроэнергии, зато делает их износ более равномерным.
Большинство моделей отключаются автоматически при нагреве до 85%, а включение произойдет только после ее некоторого остывания, если не сработает защита. По ночам действует льготный тариф на пользование электроэнергией, что позволяет экономить средства при оптимальном выборе режима нагрева. Ведь днем прибор можно отключать. Все равно вода в нем не остынет до самого вечера. Осуществляемый в ночное время нагрев воды будет стоить уже в два раза дешевле. Некоторые современные модели уже снабжены функцией экономичного нагрева. Ее суть в том, что вода греется ночью, а днем только происходит поддержание ее температуры на минимально допустимом уровне – т.е. 55 градусов.
Схема подключения накопительного водонагревателя к внутриквартирному водопроводу
Чтобы работа прибора была полностью безопасной, необходимо несколько простых элементов: во-первых, обычное заземление. Во-вторых, защитный редуктор, который нужен для компенсации повышенного давления в водопроводной сети. В-третьих, предохранительный клапан, защищающий водонагреватель от слишком высокого давления внутри. Он при необходимости просто сливает воду. В-четвертых, обратный клапан, блокирующий выход воды из бака если ее подача вдруг прекращается – это нужно для того, чтобы не вышли из строя ТЭНы. Три последних перечисленных элемента называются производителем «группой безопасности» и они не обязательно идут в комплекте с основным устройством. Часто их нужно приобретать отдельно. Бывает, что некоторые производители собирают все три компонента в один блок, что позволяет осуществлять более удобный монтаж. Скорость нагрева воды в устройстве напрямую зависит от мощности самого прибора, как и уровень потребления электрической энергии.
Как выбрать накопительный водонагреватель в зависимости от количества членов семьи
Если вы используете воду из накопительного водонагревателя, то учтите следующие важные моменты:
Если вода в баке застаивается, для пищи ее использовать ни в коем случае нельзя
Это особенно опасно, когда температуры воды падала до такого уровня, когда в ней могли зародиться и начать размножение различные болезнетворные бактерии.
Если ваше накопительное водонагревательное устройство установлено за городом, и вы используете обычную воду из скважины, то хотя бы раз в месяц, нужно нагревать воду до максимальной температуры в целях дезинфекции и профилактики.
Очень важно состояние внутренней поверхности бака. При наличии достаточных финансов лучше выбрать модель, имеющую специальное покрытие, например, из стеклофарфора. Оно обеспечит чистоту воды в баке, независимо от времени ее нахождения там.
Если вы на долго уезжаете, и водонагреватель накопительного типа какое-то время не будет эксплуатироваться, воду обязательно надо слить
Тем более это важно, если вы уезжаете на всю зиму. Ведь замерзание воды внутри бака ни к чему хорошему не приведет. Это просто выведет прибор из строя полностью и ремонту он уже подлежать не будет.
Оно обеспечит чистоту воды в баке, независимо от времени ее нахождения там.
Если вы на долго уезжаете, и водонагреватель накопительного типа какое-то время не будет эксплуатироваться, воду обязательно надо слить
Тем более это важно, если вы уезжаете на всю зиму. Ведь замерзание воды внутри бака ни к чему хорошему не приведет
Это просто выведет прибор из строя полностью и ремонту он уже подлежать не будет.
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.
Устройство электрокотла
Схема подсоединения электрического водонагревателя.
На данное время решения дизайнера водогрея бывают самыми разными. Есть вертикальные, горизонтальные, круглые, плоские модели, но любой водонагреватель косвенного нагрева не прекращает работу по типу термоса. Внутренний бачок, в котором находится вода, и корпус водогрея разделяет слой утеплительного материала, это дает возможность очень эффективно хранить воду в горячем состоянии.
Весомые части накопительного электрического водонагревателя:
- ТЕН;
- термостатический клапан — прибор, который дает возможность в режиме автомат поддерживать установленную температуру воды, он иногда включает и выключает Нагревательный элемент трубчатого типа;
- магниевый анод предназначается для защиты бака находящегося внутри с водой от ржавчины;
- предохранительный и обратный клапаны, в большинстве случаев они идут в одном корпусе, предохраняют конструкцию от лишнего давления и Нагревательный элемент трубчатого типа от перегорания при отсутствии воды.
Разновидности водогреев
Промышленные модели имеют очень высокие мощность и продуктивность. В большинстве случаев они применяются на производствах, где нужны огромные объемы горячей воды.
Домашние модели имеют небольшую мощность, однако они намного экономичные и предназначаются для использования в жилых площадях и приватных домах, в которых есть система водообеспечения.
По типу энергоносителя водогрееи разделяют на:
- электрические;
- газовые;
- комбинированные;
- жидкотопливные;
- твердотопливные;
- солнечные.
Самыми популярными источниками энергии, которые применяются чтобы нагреть воду, являются газ и электричество.
Реже как источник топлива применяется твёрдое или жидкое горючее, и также энергия солнца.
Принцип работы накопительного бойлера
Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:
- Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
- Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.
При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.
Принцип действия накопительного бойлера. Источник фото: remontik.org
По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.
Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.
Виды
Выбирая водонагреватель для дачного участка, работающий от электрической сети, можно встретить разные варианты.
Накопительные нагреватели
Такие аппараты наиболее востребованы для нагрева воды в частных домах. Их также называют бойлерами. Поскольку накопительное устройство должно подключаться к водоснабжению, его выбирают для дач с централизованным водопроводом либо для участков с автоматической насосной станцией.
Вода поступает в бойлер через систему безопасности и нагревается внутри от ТЭНа, который подключен к термостату. Когда вода внутри бака немного остывает, происходит включение ТЭНа и температура повышается до заданной. К недостаткам данного вида электронагревателя для дачи относят высокую энергоемкость, сравнительно высокую цену и зависимость функционирования от напора в водопроводе.
Проточные нагреватели
Их выбирают для дачных участков, на которых не получается установить накопительный аппарат. Проточное устройство устанавливают рядом с точкой водоразбора, подключая к нагревателю трубу, по которой будет протекать холодная вода. Эта вода после поступления в нагревательный прибор будет двигаться по трубкам и нагреваться от ТЭНов до нужной температуры. Регулируют нагрев либо специальным вентилем, либо посредством панели управления.
Пользоваться такими аппаратами для нагрева воды очень удобно, ведь теплая вода поступает из крана почти сразу после его открытия, однако для их работы есть некоторые ограничения. Они касаются и напора воды (если на вашей даче он недостаточен, требуется установка насоса), и нагрузки на проводку (в пик нагрева она будет значительной), и производительности аппарата (она невелика).
Автономные нагреватели
Подобные аппараты востребованы для дач с отсутствием водоснабжения. Они похожи на рукомойники и представляют собой емкость, в которой открывается верхняя крышка для заполнения этой емкости водой вручную.
Внутри емкости установлен ТЭН, а внизу расположен кран. В некоторых моделях предусмотрено несколько баков – в одном вода нагревается, в другом находится холодная вода, а кран функционирует, как смеситель. Установить подобный нагреватель очень просто, и он выручит в местности с колодцем, в котором нет насоса. Кроме того, стоимость таких устройств невысока, а их работа довольно экономична.
Конструкция водогрея
Чтобы понимать рабочий принцип электрического водонагревателя, должно быть представление про то, как устроен прибор и как функционируют некоторые его части.
Кожух и внутренний бачок
Бойлер накопительного типа состоит из пластикового или стального корпуса (кожуха), изнутри которого поставлен стальной бачка для воды. Пространство между кожухом и внутренней емкостью заполнено материалом для теплоизоляции, в качестве которого очень часто применяется вспененный полиуретан. Эта технология позволяет устройству хранить водную температуру на протяжении продолжительного времени.
На рынке в наше время представлены приборы самого различного размера и формы
Внутренний бачок чтобы не было ржавчины покрывают специализированным стеклофарфоровым покрытием. Такой слой защиты имеет похожий со сталью температурный показатель увеличения, благодаря этому не дает трещин и не отслаивается при температурных перепадах изнутри емкости. Более того, ровная поверхность бачка оберегает внутреннюю часть от образования накипи и сосредоточения грязи.
Многие модели водогреев оборудуются емкостями из нержавейки либо имеют покрытие из титана. Это дает возможность расширить служебный срок устройств, но существенно увеличивает их цена.
Изнутри бачка установлены отрезки трубы для подачи и водоотвода. Намного длиннее «горячий» отрезок трубы поставлен с учетом расстояния до наиболее прогретого водяного слоя. На «холодной» трубке смонтирован аэратор, замедляющий струю входящей воды чтобы не было смешивания слоев.
Электрические элементы
Нагрев воды в водонагревателе электрическом накопительном выполняется с помощью трубчатого тэна (Трубчатого нагревателя). Мощность элемента нагрева зависит от объема бачка и может составлять от 1,2 до 6 кВт. В некоторых случаях ставятся несколько Нагревательных элементов трубчатого типа для увеличения продуктивности водогрея при сохранении его экономности.
Нагревательный элемент трубчатого типа и анод, смонтированные на фланце
ТЕН устройства смонтирован на съемном фланце. Эта конструкция дает возможность не только быстро отремонтировать прибор в случае неполадки, но и делать профилактические мероприятия.
Очень часто на фланце также крепится и магниевый анод, защищающий внутренние части из металла от ржавчины, и также устанавливается реле температуры и термостатический клапан. Такие элементы служат для управления нагревом, и также оберегают нагреватель от перегревания.
Водогрееи элит-класса помимо важных элементов имеют и электронный блок управления, дающий возможность осуществить добавочные сервисные функции.
Группа безопасности
Для того чтобы давление изнутри электрокотла не превысило критическое, каждый бойлер оборудуется клапаном предохранения. Такой элемент создает сброс давления при его превышении более поставленного значения. При помощи клапана предохранительного выполняется и сброс излишков воды, которые образуются при расширении жидкости во время ее нагрева.
Один из видов выполнения группы безопасности
Работа водогрея без подобного клапана воспрещена, так как при поломке термостата критическое увеличение давления может привести к взрыву.
Часто клапан для предохранения исполняют в одном корпусе с клапаном обратным. Подобное решение снижает размер устройства, хотя и очень спорно со стороны надежности.
Электрический бойлер
Рабочий принцип бойлера.
Рабочий принцип бойлера построен на том, что вода нагревается до заданной температуры, а потом поддерживается на заданном уровне в режиме автомат. Дополнительным преимуществом водогрея считается то, что прохладная вода в него подчиняется под давлением, и горячая вода предоставляется под таким же напором.
Наиболее рентабельным рабочий режим водогрея считается температура 60-65 градусов. Такой температуры достаточно для того, чтобы клиент ощущал себя комфортно, а потери тепла намного меньше, чем во время работы на всю мощность.
От чего обуславливается быстрота нагрева воды:
- от мощности элемента нагрева. Если емкость водогрея меньше 150 л, то применяются Трубчатые нагреватели мощностью 1,2 — 2,0 кВт. Для тех моделей, емкость которых больше, нужны намного мощнее ТЕНЫ, но рабочий принцип у всех водогреев аналогичный;
- от емкости водогрея, в большинстве случаев чем она выше, тем длительнее будет разогреваться вода.
Если у вашего накопительного электрического водонагревателя объем 100 л и в нем поставлен Нагревательный элемент трубчатого типа мощностью 1,5 кВт, то чтобы нагреть воду до предела понадобится 3 часа 45 минут, для водогрея с подобным же Трубчатым нагревателем, но емкостью 22 л, всего 22 минуты.
Как устроен накопительный водонагреватель
Накопительный водонагреватель в простейшем виде представляет собой металлический бак определенной емкости, источник тепла, блок управления и несколько патрубков, по которым поступает холодная вода и выводится горячая.
Если источником тепла служит газовый, твердотопливный, электрический или другой котел, а также солнечный коллектор, тепловой насос и тому подобное, используют водонагреватель с трубчатым теплообменником внутри. По трубчатому теплообменнику движется теплоноситель, в основном это тоже вода. Теплоноситель отдает тепло нагреваемой воде, охлаждается и выводится из бака на нагрев.
Бак представляет собой емкость, достаточно прочную для того, чтобы выдержать давление находящейся в нем нагреваемой воды. Также обычно бак защищают разными способами от коррозии, если он произведен из стального листа. С целью экономии тепла баки накопительных водонагревателей делают максимально теплоизолируемыми.
Блок управления и контроля предоставляет собой набор датчиков и приборов, позволяющих выбирать и контролировать температуру нагреваемой воды, температуру подаваемого теплоносителя, а также расход холодной и горячей воды. С помощью специальных приборов контролируется наполненность бака водой. Если бак пустой или наполнен недостаточно, работа водонагревателя прекращается.
