Схема работы водонагревателя накопительного. Как работает электрический бойлер для нагрева воды? Правильная эксплуатация водонагревателя

Если в доме нет горячей воды или проводится профилактика централизованного горячего водоснабжения, можно воспользоваться бытовым водонагревателем. Устройство водонагревателя накопительного электрического позволяет использовать его повсеместно. Выпускается много разных моделей, с различными формами, мощностью и емкостью.

Разновидности водонагревателей

Есть ряд водонагревательных приборов, которые используют в загородных домах. В них в качестве топлива может использоваться газ, дрова или другие материалы.

Важно! Старые многоквартирные дома чаще всего оснащены газовыми водонагревателями. Но, с другой стороны, там и не отключают горячую воду, так как отсутствует подключение к горячему водоснабжению.

Мы поговорим о более универсальных водонагревателях – электрических. Они подходят практически для любой квартиры или дома. Подробное описание критериев выбора, важных характеристик, устройства вы найдете в статье .

Способ нагрева делит все подобные приборы на два типа. Они бывают:

Накопительными;
Проточными.

Различия:

Размеры, которые у проточного агрегата значительно меньше;
Цена, которая у накопительного зачастую выше;
Принцип работы.

Как устроен накопительный электронагреватель?

Несмотря на то, что устройство проточного электрического водонагревателя достаточно простое, этот прибор очень надежный и экономичный.

Важно! Экономия заключается в том, что нагрев воды происходит постепенно, что не требует большой мощности. Ему вполне достаточно обычного напряжения 220 В.

Базовая комплектация

В общем устройство водонагревателя накопительного электрического состоит из:

Корпуса;
Бака;
Теплоизоляционного слоя;
ТЭНа;
Магниевого анода;
Термостата;
Блока управления;
Системы безопасности;
Индикатора;
Электрического кабеля.

Принцип функционирования

Для правильной эксплуатации водонагревателя следует ознакомиться с принципом его работы:

Внутри корпуса нагревателя расположена емкость, для изготовления которой обычно используют сталь, устойчивую к воздействию коррозии.
На поверхность внешнего корпуса обычно нанесена высококачественная эмаль.
Для теплоизоляции, расположенной между баком и корпусом, используется пенополиуретан.
Для обработки внутренней поверхности емкости используется стеклофарфор. Такой материал не отслаивается, поэтому вода остается чистой, что имеет немалое значение.
Расположение бака может быть и горизонтальным, и вертикальным. Это немаловажно, если учитывать ограниченную площадь помещения для расположения прибора.
ТЭН, расположенный внутри бака, нагревает воду.

Важно! Нужно понимать, что баки с разными объемами нагреваются за разный период времени.

Устройство системы защиты

Кроме ТЭНа, внутри емкости расположен и магниевый анод. Он имеет большое значение для срока эксплуатации всего прибора, так как благодаря ему не образуется ржавчина. Всю поверхность бака покрывает антикоррозийное покрытие, но коррозии подвержены имеющиеся сварочные швы.

Важно! Требуется периодическая замена анода. В зависимости от производителя, он прослужит разный срок. Изготовители не раскрывают секреты производства.

Кроме того, накопительный водонагреватель также оснащен встроенной системой защиты, в состав которой входит обратный клапан, редуктор и предохранительный клапан. Благодаря всем им бойлер не замерзает и не перегревается, что позволяет ему работать дольше:

С помощью редукционного клапана происходит контроль давления в самом агрегате, оно понижается до необходимого уровня.
Назначение обратного клапана – пропуск воды только в одном направлении, предотвращение ее самопроизвольного слива при неожиданном прекращении ее подачи.
Предохранительный клапан открывается, когда вода нагревается и происходит значительное повышение давления. В таком случае происходит слив излишней жидкости в канализацию.

Важные нюансы

В некоторых комплектациях клапана нет, поэтому требуется отдельное приобретение группы безопасности. Имеют большое значение материалы, из которых сделан клапан. Они должны быть качественными. Установка этой детали – дело не очень простое, поэтому лучше доверить его профессионалу.

После того, как система безопасности установлена, перед запуском нагревателя и началом его эксплуатации, оборудование запускается в тестовом режиме и проверяется каждый клапан.

Важно! Для того чтобы работа оборудования была безопасной, на электрический кабель обязательно устанавливается устройство защитного отключения, представленное в виде небольшого блока с кнопками и лампы-индикатора.

Правила эксплуатации:

При использовании накопительного водонагревателя можно подобрать тот режим работы, который будет наиболее удобным. При периодическом использовании горячей воды имеет смысл периодически отключать прибор. Если же вода используется постоянно, нет смысла в постоянном включении и отключении бойлера.

Важно! Если емкость долго стоит без воды, больше шансов на то, что внутри она покроется ржавчиной.

Температура воздуха в помещении не должна быть ниже пяти градусов. То есть, водонагреватель нельзя оставлять на зиму на даче.
При установке устройства обязательно требуется выполнение заземления. Таким образом можно защититься от несчастного случая.
Прибор можно включать в сеть только с заполненным водой баком. В противном случае — можно сразу же его лишиться.
Для того, чтобы в жидкости не размножались грибки и бактерии, температуру рекомендуют выставлять не менее 55 градусов.

Важно! Еще решаете, самостоятельно устанавливать оборудование или же доверить эту работу специалистам? Разобраться в особенностях процесса вам поможет пошаговая инструкция, приведенная на нашем портале по ссылке

В нынешнее время автономное горячее водоснабжение в квартирах и частных домах становится все более популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно постепенно уходит в прошлое. На смену ему приходят водонагреватели различных конструкций, самые распространенные из них – аппараты накопительного типа. В данной статье мы как раз и рассмотрим устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды.

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

электрические накопительные нагреватели;
бойлеры косвенного нагрева;
газовые бойлеры;
проточные нагреватели.

Примечание. В прямом переводе с английского слово «бойлер» означает «котел». Это значит, что к ним относятся не только накопительные, но и всяческие проточные водонагреватели. Не принимать их во внимание будет некорректным по отношению к пользователям.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности - относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

сталь с эмалированным покрытием;
нержавеющая сталь;
пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание . Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2-3 года.

Бойлеры косвенного нагрева

Эти аппараты не производят тепловую энергию самостоятельно, хотя некоторые модели имеют встроенный ТЭН для поддержания температуры воды в разных ситуациях. В обычном режиме бойлер готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему теплоносителем. Ниже на схеме показано устройство бойлера косвенного нагрева:

В утепленный бак большой емкости (бывает до 1000 л) встроен змеевик с подведенным к нему теплоносителем от котла. Как и в электрическом бойлере, подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Агрегат способен обеспечить значительный расход горячей воды, а потому применяется в частных домах с большим числом потребителей.

Обычный обмен теплом между средами с разной температурой – это и есть принцип работы бойлера косвенного нагрева. Но чтобы получить воду из крана с температурой 55 ºС, котел должен нагревать теплоноситель минимум до 80 ºС, это один из недостатков данного водонагревателя. Второй недостаток – длительное время загрузки бака большой емкости, так что в случае интенсивного водоразбора проживающим в доме людям надо приспособиться пользоваться ГВС по определенному графику.

Как и электрические бойлеры, водонагреватели косвенного нагрева оснащены магниевым анодом для защиты стального бака от коррозии. Боле сложные и дорогие модели оборудованы двумя змеевиками, через один протекает теплоноситель от котла, а второй можно присоединить к альтернативному источнику тепловой энергии. Им может служить другой котел либо солнечный коллектор. Для поддержания температуры в разных ситуациях в верхнюю зону емкости встраивается ТЭН с термостатом.

Агрегаты косвенного нагрева производятся в настенном и напольном исполнении, могут работать с любыми источниками тепловой энергии. Производители котельного оборудования часто предлагают их в связке с двухконтурными котлами. В этом случае теплогенератор поддерживает температуру отопления и загружает бойлер, поочередно переключаясь между этими двумя системами.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Достоинство накопительных водонагревателей состоит в том, что они сходу могут выдать большой расход воды для ГВС, но в течение ограниченного промежутка времени. После этого им требуется перерыв для приготовления очередной порции воды.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

газовые колонки;
проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Заключение

Если распределить все перечисленные приборы по популярности, то первое место уверенно займут электрические бойлеры, причины этому понятны. На втором месте находятся газовые колонки, третье остается за бойлерами косвенного нагрева.

При отсутствии в квартире горячего водоснабжения на помощь приходят бытовые накопительные водонагреватели (или бойлеры, это одно и тоже). Существует множество моделей отличающихся мощностью, емкостью бака, типом нагрева. Самыми востребованными считаются бойлеры накопительного типа, работающие от электричества или газа.

Общее устройство водонагревателя накопительного типа одинаково для любых моделей. Бойлер состоит из емкости для воды, которая заключается в декоративный кожух, а между ними проложен утеплитель. Получается подобие термоса. Основное различие накопительных бойлеров в том, какой у них стоит нагреватель: электрический ТЭН или газовая горелка.

Существуют накопительные водонагреватели косвенного нагрева, где подогревателем служит змеевик, подключенный к системе отопления. Такие бойлеры оказались практически не востребованы. Отопление работает не круглый год, а, значит, человек не имеет возможности летом пользоваться горячей водой.

Различаются нагреватели накопительные по типу монтажа. Вертикальные бойлеры занимают много места, из-за чего их ставят в просторном помещении. Для маленькой комнаты больше подходит горизонтальный водонагреватель. Последний вариант неудобен в плане пользования. У горизонтального бойлера происходит быстрое смешивание горячего и холодного слоя воды. В итоге при открывании крана идет кипяток, а примерно через минуту начинает течь более прохладная вода.

Общее устройство бойлера

Давайте рассмотрим, как выглядит схема обычного водонагревателя накопительного типа:

Основой бойлера служит бак. В бытовых моделях его емкость ограничивается 300 л. Производят бак из нержавейки или стали. Чтобы металл не ржавел, в качестве внутреннего покрытия применяют стеклоэмаль, стеклофарфор или титановое напыление.
Бак для воды заключен во внешний декоративный корпус. Он бывает из нержавейки, обычной стали с эмалированным покрытием или пластика.
Между накопительным баком и наружным корпусом пространство заполнено теплоизоляционным материалом – пенополиуретаном.
Лицевая область наружного корпуса водонагревателя оснащена термометром.
Сердцем накопительного бойлера служит нагреватель. Электрический водонагреватель работает от встроенного элемента – ТЭНа (трубчатый электронагреватель). Газовые накопительные водонагреватели комплектуются горелкой и дымоходом.
В нижней части накопительного бойлера выходят патрубки горячей и холодной воды. На патрубке холодной воды устанавливают предохранительный, а также обратный клапан. Первый – открывается от превышения давления воды внутри бака. Второй – не дает уйти воде из бака при отсутствии давления в водопроводе. Патрубок горячей воды соединен с трубкой забора.
Электронный блок предназначен для управления работой накопительного водонагревателя. Он получает сигнал от термостата, датчики которого установлены внутри бака.
Магниевый анод защищает стальной бак бойлера от электрохимической коррозии, отдавая ионы.

Монтаж и эксплуатация любого накопительного водонагревателя не вызывает затруднения у пользователя. Прибор кронштейнами крепят к стене. Подающий трубопровод может быть подключен только к водопроводу с холодной водой. В этом и заключается принцип работы бойлера, так как в нем нагревается именно холодная вода. Если вход накопительного водонагревателя подключить к централизованному ГВС квартиры, то корректное достижение температуры после подачи в бак горячей воды станет невозможным.

Принцип работы

Основной принцип работы накопительного водонагревателя заключается на послойном разделении жидкостей разных температур. По закону физики теплая вода находится вверху, а холодная снизу. Для полного представления, как работает бойлер, рассмотрим по порядку все действия:

При открывании водопроводного крана начинается расход воды. Верхние слои горячей жидкости из бака бойлера через трубку забора направляются в трубопровод.
Давление внутри бака водонагревателя становится меньше, чем в подающем водопроводе. Обратный клапан открывается и начинается подпитка холодной воды. Когда давление водопровода и внутри бака сравняется, обратный клапан закрывается. Во время подпитки холодная вода не смешивается с горячей благодаря рассекателю, установленному на конце подающего патрубка.
О поступлении внутрь бака водонагревателя холодной воды сигнализирует датчик. Он дает команду блоку управления включить подогрев.
На ТЭН подается электроэнергия, и вода греется до заданной температуры. У газового водонагревателя вместо электричества на горелку подается газ. Когда вода нагреется до нужной температуры, термостат отключает нагревательный элемент.

В работе накопительного водонагревателя происходит непрерывный цикл. Забранную горячую жидкость постоянно замещает холодная вода. Теплоизоляция под кожухом предотвращает быстрое остывание. Вода остается теплой в течение 2–3 суток.

Бойлер нужно правильно подобрать по мощности и объему. При большом разборе воды маломощная модель не справится с прогревом. На выходе жидкость не будет соответствовать заданной температуре.

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Электрические водонагреватели считаются самыми востребованными у жильцов квартир и частных домов. Популярность обусловлена простотой монтажа и эксплуатации. На схеме в разрезе показано устройство накопительного водонагревателя. Давайте рассмотрим, как выглядит электрический бойлер изнутри:

Рассматривать устройство накопительного электрического водонагревателя начнем с бака. Он бывает круглой или овальной формы. Заключен бак в декоративный кожух. Внутреннее пространство между двумя емкостями заполнено пенополиуретаном.
Особенностью устройства электрического водонагревателя является наличие ТЭНа. Элемент установлен снизу бака бойлера на фланцевом соединении.
Включением и выключением ТЭНа управляет термостат. Любой водонагреватель накопительный работает без превышения максимально допустимой температуры. У электрических бойлеров этот показатель равен 75 о С.
Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85 о С.
Забор горячей воды осуществляется через трубку, конец которой выведен к верхней части бака бойлера. Для подпитки холодной воды снизу бака вмонтирован патрубок.
Магниевый анод защищает корпус бака от коррозии. По истечении 2–3 лет элемент разрушается и его нужно менять.
О работе водонагревателя сигнализирует индикаторная лампочка.

Зная, как устроен бойлер, можно разобраться с его работой. Холодная вода поступает внутрь бака бойлера через патрубок. Датчик посылает сигнал блоку управления, который с помощью термостата подает напряжение на ТЭН. Вода нагревается до заданной температуры. Датчик подает новый сигнал, и термостат прерывает подачу напряжения. После забора горячей воды цикл повторяется.

Разновидности ТЭНов

По принципу действия ТЭНы одинаковы. Нагревательным элементом выступает спираль. А вот по исполнению ТЭНы отличаются и делятся на два вида:

Накопительный водонагреватель с сухим ТЭНом стоит дороже, но он безопаснее и отличается длительным сроком эксплуатации. Компактные размеры позволяют вмонтировать в бойлер два нагревателя. Самым надежным считается сухой ТЭН, наборной корпус которого сделан из стеатита.

Устройство и принцип работы газового прибора для нагрева воды

По устройству и принципу работы газовый бойлер немного отличается от своего электрического собрата. Газовому водонагревателю присущ все тот же бак, заключенный в кожух с утеплителем из пенополиуретана. Защитой служит анод. Подача холодной и забор горячей воды происходит через вмонтированные в бак трубки. Включением и выключением подогрева управляет термостат. На этом все сходства заканчиваются. Руководствуясь схемой, более подробно рассмотрим устройство бойлера, чтобы выявить основные отличия газового прибора:

Основным отличием от электрического бойлера является наличие газового устройства для нагрева воды – горелки.
Подключение к газовой магистрали осуществляется через блок. Внутри него установлен редуктор, который соединен трубкой с форсункой горелки.
Конструкция бака накопительного водонагревателя существенно отличается от электрического аналога наличием дымохода. Он состоит из стальной трубы, вертикально вваренной через весь бак. Сверху дымоход соединен с вытяжным колпаком. По нему осуществляется отвод продуктов сгорания на улицу.
Внутри дымохода вмонтирован рассекатель. Его пластины забирают тепло отводящихся газов и отдают воде. Получается двойной обогрев: от горелки и рассекателя.
Из-за разницы температур холодной воды и пламени горелки в дымоходе образуется конденсат. Для его сбора под горелкой установлено кольцо.

Работает газовый водонагреватель по аналогичному принципу, что и электрический бойлер. Отличие только в том, что электронный блок с термостатом управляют работой горелки. При понижении температуры на форсунку подается газ и происходит розжиг. Когда температура воды достигнет заданных параметров, происходит отключение горелки.

Газовые водонагреватели пользуются малым спросом из-за сложности установки. Потребуется составлять проект, а монтаж разрешен только специалистам газовой службы. Однако неоспоримым плюсом является экономия из-за более низкой цены на газ.

Из двух рассмотренных вариантов первое место отдают электрическим накопительным водонагревателям. Прибор можно самостоятельно установить в любом месте. Главное, обеспечить бесперебойную подачу холодной воды под давлением.

Несмотря на кажущуюся простоту водонагревателя накопительного типа, в его конструкции используется множество оригинальных технических решений, позволяющих устройству надежно и эффективно функционировать. Вместе с тем бойлер работает на очень простом физическом законе, согласно с которым слои с разной температурой имеют различную плотность и не смешиваются между собой. Рассмотрим принцип работы накопительного водонагревателя подробнее, чтобы понять, как законы физики помогают повысить комфорт в нашем доме.

Чтобы понять принцип действия бойлера, необходимо иметь представление о том, как устроен прибор и как функционируют отдельные его части.

Кожух и внутренний бак

Водонагреватель накопительного типа состоит из пластикового или стального корпуса (кожуха), внутри которого установлен стальной бак для воды. Пространство между кожухом и внутренней емкостью заполнено теплоизоляционным материалом, в качестве которого чаще всего используется вспененный полиуретан. Такая технология позволяет устройству сохранять температуру воды в течение длительного времени.

Внутренний бак во избежание коррозии покрывают специальным стеклофарфоровым покрытием. Такой защитный слой имеет схожий со сталью температурный коэффициент расширения, поэтому не растрескивается и не отслаивается при перепадах температур внутри емкости. Кроме того, гладкая поверхность бака защищает внутреннюю часть от образования накипи и скапливания грязи.

Некоторые модели водонагревателей оснащаются емкостями из нержавеющей стали либо имеют титановое покрытие. Это позволяет увеличить срок службы устройств, но значительно повышает их стоимость.

Внутри бака установлены патрубки для подачи и отвода воды. Более длинный «горячий» патрубок установлен с учетом расстояния до наиболее прогретого водяного слоя. На «холодной» трубке смонтирован рассекатель, замедляющий струю входящей воды во избежание перемешивания слоев.

Электрические компоненты

Нагрев воды в бойлере осуществляется при помощи трубчатого электронагревателя (ТЭНа). Мощность нагревательного элемента зависит от объема бака и составляет от 1,2 до 6 кВт. В отдельных случаях устанавливаются несколько ТЭНов для повышения производительности водонагревателя при сохранении его экономичности.

Нагревательный элемент устройства смонтирован на съемном фланце. Такая конструкция предоставляет возможность не только быстро отремонтировать прибор в случае поломки, но и производить профилактические мероприятия.

Чаще всего на фланце также закрепляется и магниевый анод, защищающий внутренние металлические части от коррозии, а также монтируется термореле и термостат. Эти элементы служат для управления нагревом, а также защищают нагреватель от перегрева.

Водонагреватели премиум-класса кроме основных элементов имеют и электронный блок управления, позволяющий реализовать дополнительные сервисные функции.

Группа безопасности

Для того чтобы давление внутри электрического бойлера не превысило критическое, каждый водонагреватель оснащается предохранительным клапаном. Этот элемент производит сброс давления при его превышении свыше установленного значения. С помощью предохранительного клапана осуществляется и сброс излишков воды, образующихся при расширении жидкости во время ее нагрева.

Эксплуатация водонагревателя без такого клапана запрещена, так как при выходе из строя терморегулятора критическое повышение давления может привести к взрыву.

Часто предохранительный клапан выполняют в одном корпусе с клапаном обратным. Такое решение уменьшает размер устройства, хоть и весьма спорно с точки зрения надежности.

Как работает и действует водонагреватель

Как уже говорилось ранее, принцип действия бойлеров накопительного типа основан на перемещении более горячего водяного слоя вверх, в то время как холодная вода имеет более высокую плотность и занимает нижнюю часть бака.

Во время первичного ТЭН подогревает жидкость до температуры, при которой контакты термостата размыкают электрическую цепь. Инверсии нагретой воды в подающую магистраль препятствует обратный клапан, поток жидкости через который возможен только в одну сторону.

При открывании расходного крана на мойке или в ванной верхний слой горячей воды начинает поступать к потребителям через «горячий» патрубок. Соответственно давление внутри бака начинает падать, поэтому холодная вода из водопровода устремляется внутрь емкости.

Смешиванию нагретой жидкости холодным водяным потоком препятствует установленный на входном патрубке рассекатель, распределяющий струю с одновременным снижением ее скорости. Таким образом, холодная вода распределяется в нижней части прибора, именно там, где установлен ТЭН. При снижении температуры контакты терморегулятора замыкаются, и нагреватель вновь подключается к электрической сети. Именно так работает в штатном режиме.

В случае использования в конструкции водонагревателя нескольких ТЭНов, при резком снижении температуры внутри бака вследствие большого водоразбора, в работу включаются все нагреватели. Именно поэтому такие бойлеры обладают повышенной производительностью. Если же температура воды снижается медленно (вследствие естественного остывания), то при достижении порогового значения температуры автоматика включает только один электронагреватель. Такой алгоритм работы существенно снижает время, необходимое для приготовления очередной порции горячей воды, а также способствует более высокой экономичности изделия.

Критическое повышение давления внутри бойлера (как правило, более 6-7 атмосфер), связанное с повышенным давлением в магистральном водопроводе или выходом из строя термостата, вызывает срабатывание предохранительного клапана, жесткость пружины которого рассчитана на номинальную величину. В этом случае произойдет «разгерметизация» трубопровода горячего водоснабжения и часть воды или пара будет удалена в канализацию посредством шланга, установленного на патрубок защитного клапана. При снижении давления до номинального уровня тарелка предохранительного клапана будет прижата к его седлу с помощью рабочей пружины и герметичность «горячей» магистрали будет восстановлена.

Подробное видео о принципах работы накопительного водонагревателя смотрите ниже:

При важно придерживаться всех требований производителя. Только в таком случае можно рассчитывать на эффективную, надежную, а главное, безопасную работу прибора.

Автономное горячее водоснабжение частного дома и квартиры - один из самых актуальных бытовых вопросов современности. В зависимости от принципа работы водонагревателя они подразделяются на несколько типов. Среди них электрические агрегаты накопительного типа, аппараты косвенного нагрева, газовые модели, проточные варианты. Наиболее популярной модификацией считается накопительный бойлер. Рассмотрим его устройство, особенности функционирования, а также существующие аналоги и отзывы потребителей.

Устройство

Чтобы понять принцип работы водонагревателя, изучим его устройство. Оно довольно простое и понятное. При этом они считаются экономичными и надежными агрегатами. Функционал бойлера основывается на двух основных элементах: баке и нагревательном элементе (ТЭНе).

Особое внимание при производстве рассматриваемых приспособлений для нагрева воды уделяется внутреннему покрытию. Материалом изготовления баков преимущественно служит специальная стабилизированная сталь. Она отличается прочностью и устойчивостью к коррозии. Внутренняя часть резервуаров покрывается стеклофарфором, который отличается широким рядом преимуществ и относится к группе элементов с максимальной химической нейтральностью. Это обусловлено особой кристаллической структурой материала. В баках с такой конструкцией вода даже после длительной эксплуатации остается чистой и прозрачной.

Принцип работы накопительного водонагревателя

Во внутренней части бойлера имеются специальные трубки, которые отвечают за поступление холодной и отбор горячей воды. Жидкость в резервуар подается снизу. Затем она равномерно распределяется по всему объему при помощи предусмотренного струйного рассекателя. Такая конструкция обуславливает постепенное вытеснение нагретой воды в верхнюю часть, откуда происходит ее забор.

Принцип работы водонагревателя близок к функционированию термоса с подогревом, при этом слои жидкости разной температуры не смешиваются, что позволяет получить однородно нагретую воду. В работе бойлера также участвуют следующие элементы, размещенные на стальном фланце:

нагревательный элемент из нихромового сплава в виде спирали с медным корпусом;
(термостат);
анод из снижающий воздействие коррозии на внутреннее покрытие резервуара.

Фланец является съемным, фиксируется на корпусе индивидуально.

Безопасность

Основные моменты принципа работы водонагревателя связаны с его безопасностью, поскольку он агрегируется с электрической сетью. За этот аспект отвечает двойной термостат. Он позволяет плавно корректировать температурные показатели, а также выполняет защитную функцию, отключая прибор при наличии критического перегрева. Если температура в баке доходит до предела, срабатывает защитный прибор, который деактивирует ТЭНы моментально. В нормальном режиме, при снижении температуры воды на 2-3 градуса, встроенные элементы нагревают жидкость до заданного показателя. Еще одним защитным элементом является обратный клапан, предотвращающий создание избыточного давления в резервуаре.

Агрегаты косвенного нагрева

Данные нагревательные аппараты не предназначены для производства автономной тепловой энергии. Некоторые модификации могут оснащаться встроенным ТЭНом, отвечающим за поддержание определенной температуры жидкости. В штатном режиме агрегат подогревает воду при помощи змеевика, оснащенного внутренним жидким теплоносителем. Ниже приведены схема и принцип работы бойлера косвенного нагрева.

В утепленный цилиндрический резервуар большого объема встроен змеевик, к которому подведен теплоноситель от котла. Подача холодной воды производится, как и в электрическом варианте, снизу, поступление горячей жидкости - сверху. Как правило, такой водонагреватель применяется в домах с большим количеством потребителей, поскольку способен предоставить горячую воду в существенном объеме.

Особенности нагревателей косвенного типа

Принцип работы водонагревателя косвенного типа заключается в обмене между отсеками с разными температурами. Стоит учитывать, что для получения воды из крана 50 градусов температура теплоносителя должна быть не менее 75°. Это является определенным недостатком бойлера. Еще один минус - на полную загрузку большого резервуара требуется длительное время, что не очень удобно при интенсивном расходовании горячей воды.

Нагреватели косвенного действия в конструкции имеют магниевый анод, а более сложные и дорогие модификации оснащены парой змеевиков, один из которых можно использовать по стандартной схеме, а второй подсоединить к резервному источнику. Это может быть солнечный коллектор, дополнительный ТЭН или второй котел.

Устройство и принцип работы типа позволяют производить их в настенном и напольном виде, агрегировать с любыми источниками энергии. Часто данные агрегаты идут вместе с двухконтурными котлами. Это позволяет при помощи теплового генератора поддерживать заданную температуру, переключаясь между системами при необходимости загрузки бака.

Газовые модели

Данные приборы внешне и по конструкции напоминают электрические накопительные аналоги. В систему входит металлический бак с утеплителем, подвешиваемый на стену. Вместо ТЭНов нагрев производится от горелки, установленной в нижней части, а вверху предусмотрен вывод дымохода. Принцип работы накопительного водонагревателя заключается в нагреве воды после разжигания горелки. Остальной процесс идентичен тому, который происходит в электрическом образце.

Дополнительный нагрев жидкости происходит посредством отбора тепла от элементов горения. Способствуют этому рассекатели в стальном газоходе, которые проходят сквозь резервуар и отдают тепло воде. За работу горелки отвечает электронный блок, регулирующий пламя в зависимости от требуемой температуры. Для защиты внутренней части корпуса предусмотрен магниевый анод. Подобные агрегаты не пользуются большим спросом, поскольку требуют оформления специального разрешения у соответствующих служб и оборудования отдельного дымохода.

Проточные модификации

Устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды проточного типа кардинально отличаются от накопительных моделей. Агрегат предназначен для быстрого прогрева проточной воды по мере надобности.

Имеется два источника питания для такого оборудования. К первому варианту относятся газовые горелки, включение которых происходит синхронно с открытием крана подачи воды. Второй тип - электрические типа. В качестве рабочих элементов используются ТЭНы, активирующиеся также с включением крана.

Стоит отметить, что газовая колонка имеет сложную конструкцию и требует при подключении участия опытного специалиста. В электрическом аналоге нагревается при помощи мощного ТЭНа, который передает тепловую энергию воде. Он потребляет довольно много энергии, вследствие чего имеет ограниченную сферу применения. Преимущество такого агрегата - компактные габариты и простота монтажа.

Существует пластинчатый бойлер по типу водяного теплообменника. Для подачи горячего водоснабжения он действует по принципу бойлера с косвенным нагревом, только передает тепло жидкости в проточном режиме.

Критерии выбора

Выбирая ту или иную модификацию, обращайте внимание на внутреннее покрытие бака. Сделано оно может быть из нержавейки, титана или стеклофарфора. Стоит отметить, что несмотря на низкую цену и прочие преимущества последнего материала, он имеет ряд недостатков, а именно:

малый срок гарантийного обслуживания (менее трех лет);
подверженность деформациям и образованиям трещин из-за температурных перепадов.

Бойлеры, внутреннее покрытие которых сделано из стали или титана, имеют гарантию от 7 до 10 лет.

Кроме того, следует учитывать средний показатель расхода горячей воды, подбирая модель соответствующей мощности и объема.