Принцип работы бойлера электрического

Устройство и принцип работы накопительного электрического водонагревателя

Стандартный принцип работы накопительного электрического водонагревателя объясняется взаимосвязью между конструктивными элементами водогрейного оборудования и простыми законами элементарной физики.

Температура и скорость нагрева, а также объём воды напрямую зависят от нескольких факторов, которые обязательно должны учитываться при выборе бойлера.

Устройство электрического водонагревателя накопительного

Базовая комплектация накопительного водогрейного оборудования электрического типа представлена:

• стандартным корпусом;
• баком с теплоизолирующим слоем;
• нагревательными элементами в виде ТЭНов;
• защитным магниевым анодом;
• термостатом;
• блоком для управления;
• системой безопасности;
• индикаторным элементом;
• электрическим кабелем.

В подобном типе оборудования использование горячей воды возможно исключительно после полного нагрева, поэтому предварительный процесс подготовки жидкости является обязательным.

Корпус водогрейного прибора

Электрические накопительные бойлеры, как правило, характеризуются наличием внешней оболочки, представленной стальным корпусом. Водогрейные приборы с минимальным полезным объемом, который не превышает 15 л, чаще всего выпускаются с высокопрочным пластиковым корпусом.

Горизонтальный накопительный водонагреватель

Модельный ряд, представленный водонагревательными приборами с объемом в 30 л, чаще всего имеют комбинированный металло-пластиковый корпус. По форме в настоящее время выпускаются приборы цилиндрического, прямоугольного и slim типа.

Как производится установка водонагревателя в ванной комнате, вы узнаете на нашем сайте. Общие правила и рекомендации.

Критерии выбора электрического бойлера для воды представлены здесь.

Какой водонагреватель лучше выбрать – проточный или накопительный? Сравнение этих приборов приведено по ссылке.

Особенности бака

Наиболее современные накопительные водонагреватели обладают баком, выполненным на основе стабилизированных и высокопрочных стальных сплавов, которые характеризуются устойчивостью к коррозийным изменениям.

Внутренняя поверхность покрывается слоем стеклофарфора, который подвергается высокотемпературному обжигу. Стеклофарфоровое покрытие является химически нейтральным и коррозионно-устойчивым.

Устройство накопительного водонагревателя для вертикального монтажа

Особая кристаллическая структура стеклофарфорового бака способна выдержать даже очень высокие деформирующие нагрузки. Защиту внутреннего бака осуществляет магниевый анод, который эффективно предотвращает процессы коррозии электрохимического типа.

Нагревательные элементы и магниевый анод

Одним из основных конструктивных элементов водогрейного оборудования является стальной фланец, используемый для фиксации термо-электронагревателя в виде нихромовой спирали в медном кожухе, а также магниевого жертвенного анода и термостата.

Особенностью опорного фланца съемного типа является его закрепление на корпусе оборудования посредством обычного резьбового или болтового соединения.

Блок управления

Блок, отвечающий за управление и контроль водогрейной системы, включает в себя целый набор датчиков и специальных приборов, что позволяет осуществлять выбор и последующий контроль температурного режима нагреваемой воды, а также расход холодного и горячего водоснабжения. Также посредством специальных приборов производится контроль наполненности бака водой.

Принцип работы

Рассмотрим, как работает накопительный водонагреватель электрический. Накопительное водогрейное оборудование электрического типа отличается особым принципом функционирования, основанным на перемещении наиболее горячих водяных слоев вверх, и сдвиге холодной воды, обладающей высокой плотностью, в нижнюю часть резервуара с нагревательными элементами.

Первичное подключение водонагревательного прибора к электрической сети сопровождается включением ТЭНа и подогревом воды до температурного режима, при котором термостатные контакты провоцируют размыкание электрической цепи.

Принцип работы водонагревателя

Процессу инверсии подогретой до заданных показателей воды в подающую магистральную систему препятствует установленное обратное клапанное устройство. Именно благодаря наличию такой арматуры движение водного потока происходит только в одном направлении.

Открывание расходного крана в водоразборной точке вызывает поступление горячей воды к потребителям посредством специального патрубка, что сопровождается снижением показателей давления внутри накопительного резервуара. В результате происходит заполнение водогрейного бака холодной водой из водопроводной системы.

Присутствие на входном патрубке функционального рассекателя не позволяет горячей воде смешиваться с поступающими внутрь водогрейного резервуара холодными водяными потоками. Рассекающее устройство распределяет струю и одновременно снижает скорость её перемещения. Именно по этой причине поток холодной воды равномерно распределяется по самой нижней части водогрейного прибора, что позволяет установленному ТЭНу осуществлять эффективный нагрев.

Схема работы накопительного водонагревателя

Стандартная схема работы водогрейного оборудования базируется на принципе разделения нескольких водных слоев, отличающихся разным температурным режимом. Отбор горячей жидкости из водонагревателя производится через патрубок горячего водоснабжения.

Такая трубка имеет строго определенную длину, достигающую верхнего, наиболее прогретого слоя. Законы физики не позволяют располагать параллельно водогрейный прибор вертикальной конструкции.

Электрическая схема накопительного водонагревателя

Факторы, от которых зависит скорость нагрева

В любых накопительных водогреях, функционирующих с использованием электрической энергии, процесс нагрева воды осуществляется одним или двумя нагревательными элементами, которые могут обладать различными показателями мощности.

Комплектация небольших по объёму резервуаров (не более 15 л) представлена, как правило, одним нагревательным элементом мощностью 1,0 кВт. В накопительных электрических водонагревателях полезным объёмом 50 л чаще всего устанавливается ТЭН на 1,5 кВт. Высокомощные водогрейные конструкции, имеющие резервуар на уровне 100 л, оснащаются нагревательным элементом с мощность в 2,0-2,5 кВт.

Такой вариант нагревательного элемента носит название «мокрый».

Вода нагревается при соприкосновении с нагревательным элементом.

Время нагрева воды напрямую зависит от таких факторов, как мощность бойлера, площадь поверхности нагревательного элемента, а также коэффициент тепловой отдачи.

Современные проточники очень удобны в эксплуатации. Подключение проточного водонагревателя к электросети можно произвести своими руками, нужно лишь знать некоторые тонкости.

О том, что такое магниевый анод, для чего он нужен и как его заменить, читайте в этой публикации.

Чтобы сохранить воду в нагретом состоянии в условиях уже отключенного нагревательного элемента, необходимо изолировать накопительный резервуар от тепловых потерь. Поэтому крайне важно приобретать современное накопительное водогрейное оборудование, обладающее достаточным количеством высококачественного и долговечного теплоизоляционного материала.

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

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.

Устройство и общий принцип работы накопительного водонагревателя

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:

Мокрый ТЭН состоит из спирали, герметично запаянной внутри медной трубки. В качестве наполнителя используют кварцевый песок. Он играет роль изолятора и предотвращает прикасание спирали к внутренним стенкам медной трубки. Достоинство мокрого ТЭНа в низкой стоимости. Недостаток – большой размер и низкий показатель электробезопасности. При повреждении медной трубки или прикосновения к ней спирали возникает пробой. В результате человек, пользующийся горячей водой, получает удар током.

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.

Устройство и принцип работы бойлера

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.

Как работает электрический бойлер для нагрева воды

Не так давно централизованное отопление являлось исключительным благом, приходящим в каждый дом. Со временем практика пользования коммунальными ресурсами показала некоторые недостатки существующей системы обеспечения. Это плановые выключения, недоступность за городом и не всегда приемлемые тарифы. Ориентируясь на принцип работы водонагревателя накопительного электрического, можно выбрать бесперебойный источник горячей воды, доступной в любое время при наличии подключения к холодному водоснабжению. В зависимости от предпочтений пользователей и условий места эксплуатации современные производители предлагает различные модели.

Основные разновидности водонагревателей

В классификации бытовой техники используется вид энергии как основной критерий группировки. В практике обустройства частных и многоквартирных хозяйств хорошо зарекомендовали себя газовые, электрические модели накопительного и проточного нагревов, а также бойлеры косвенного нагрева.

Электричество как основной источник энергии подходит под типовое устройство водонагревателя. К тому же подключение к сетям является первоочередным. Котлы на электричестве практичны и бесшумны, характеризуются высоким КПД. В отличие от газовых моделей, не требуют оборудования вытяжки. Основным принципом работы водонагревателей является преобразование электрической энергии в тепловую через ТЭНы.

К сведению! Недостатки приборов — зависимость от подключения и высокие тарифы на коммунальные услуги.

В газовых котлах подогрев воды во внутренних баках происходит за счет энергии, выделяемой при горении газа. Современные производители климатического оборудования делают упор именно на этих моделях. Они безопасны, экономичны, имеют привлекательный дизайн и высокий КПД. Примерно один раз в год требуют сервисного обслуживания (проверки разводки подключения, чистки конфорок).

По способу нагрева воды различают два вида: накопительные и проточные системы. Первый тип оборудования работает в режиме ожидания, постоянно поддерживая заданную пользователем температуру. При выборе модели рассматривают объем бака и материал, из которого он изготовлен, вертикальное или горизонтальное исполнение корпуса, а также способ управления. Учитывая устройство бойлера для нагрева воды, проточные системы являются более экономичными. В газовых колонках расход энергии происходит только в рабочем режиме.

Бойлеры косвенного нагрева были задуманы как пассивный элемент системы горячего водоснабжения.

Обратите внимание! Принцип работы устройства заключался в отборе тепла от змеевика, работающего от системы отопления. Учитывая то, что централизованное снабжение работает не круглый год, косвенный нагрев подходит не всем.

Устройство электрического водонагревателя

Накопительные системы представляют собой взаимосвязанные компоненты, обеспечивающие потребителя подогретой водой. Комплектация техники следующая:

• корпус цилиндрической формы, в котором умещаются остальные компоненты. До 15 л пластиковый, для большего объема используют металлопластик;
• нагревательные элементы или ТЭНы;
• стальная накопительная емкость или бак, оснащенный специальным теплоизолирующим слоем (для уменьшения потерь тепла). Изнутри покрывается стеклофарфором. Для предупреждения коррозии в системе предусмотрен анод из магниевого сплава;
• блок управления с индикацией режима работы;
• схема подключения к электричеству;
• план подключения к водоснабжению, выходные патрубки;
• встроенная система защиты внутренних компонентов.

Устройство бойлера обеспечивает горячую воду только после полного нагрева бака. Принципиальная схема работы оборудования строится на принципе разделения жидкостей, имеющих различные показатели температуры. Для отвода подготовленной воды используется специальный патрубок (клапан) снабжения.

Обратите внимание! В зависимости от того, где будет использоваться нагреватель, подбирают необходимый объем бака в литрах. Для дачи будет достаточно емкости до 15 дм³, а для частного дома лучше приобрести нагреватель большим объемом.

Принцип работы электрического накопительного водонагревателя

Оборудование этого типа функционирует по особому принципу. Внутри накопительного нагревателя происходит перемешивание воды. По законам физики более подогретая жидкость устремляется вверх резервуара. Внизу накапливается холодная или менее нагретая вода, это зона нагрева, где работает нагревательный элемент. Пассивный сдвиг жидкости обеспечивает периодическую активацию оборудования, то есть подогрев до готовности.

К сведению! Прибор имеет постоянное подключение к сети. Нагрузка на нагревательное оборудование контролируется через термостатные контакты. Их задача состоит в размыкании цепи при достижении водой необходимой степени нагрева.

Для блокировки инверсии (рециркуляции) в системе оборудования работает обратный клапан. Именно он не дает подогретой воде двигаться в другом направлении. На выпускной магистрали (на потребителя) работает водораспределительная арматура. После раздачи патрубком внутри системы бойлера снижается давление. Реакцией на это является открытие наливного клапана для заполнения бака холодной водой из водопровода.

Обратите внимание! Решающее значение для КПД электроводонагревателя обеспечивает рассекатель. Он контролирует процесс перемешивания воды за счет ограничения скорости.

Принцип работы электрического проточного водонагревателя

Проточные нагреватели имеют простую конструкцию. Почти для всех моделей применяется единая концепция, при которой жидкость проходит через корпус теплового оборудования, получая тепло от ТЭНов. В момент, когда пользователь открывает кран, запускается специальное реле давления, за ним срабатывает нагреватель. Его задача — быстро подогреть воду до заданной температуры.

В конструкции есть прерыватель, функция которого состоит в принудительном отключении питания. Это происходит при перепадах давления в системе или превышении степени нагрева воды. Дополнительный предохранитель — стабилизатор. Его задача — обеспечить нормализацию давления при достижении критических значений.

Конструктивные особенности

Главной составляющей электрических водогрейных приборов остается ТЭН. Сплав этой детали обеспечивает отдачу тепла при прохождении через него электрического тока. Спирали изолируются для упреждения коррозии, для чего помещаются в специальный пластиковый блок. При разогреве нагревательного элемента генерируемое тепло забирается проходящей через него холодной водой.

Конструкция активного блока исключает остаточное тепловыделение. Это происходит из-за небольшого объема проходящей жидкости и массы самого устройства. Образования накипи на спиралях не происходит, что значительно продлевает срок службы изделий.

Обратите внимание! Если посмотреть водонагреватель в разрезе после долгих лет использования, можно заметить лишь небольшой налет на поверхности спиралей.

В проточных установках закрытой модификации спирали ТЭНов заключаются в медные или латунные модули. Такое строение обеспечивает безопасность в противопожарном отношении.

Рассматривая, как работает бойлер, следует различать тип управления. Гидравлическое манипулирование происходит вручную, через шесть ступеней мощности. Более точное управление действиями техники электронное. Такая система работает автономно, под заданную пользователем температуру контролируется степень нагрева воды в бойлере. Такой принцип лучше гидравлики, поскольку все процессы контролируются электроникой вне зависимости от напора.

Основные правила эксплуатации электрических водонагревателей

Вне зависимости от того, как работает накопительный электрический водонагреватель, пользователям надлежит следовать рекомендациям по эксплуатации.

Они устанавливаются производителями:

• монтаж следует производить в правильном положении;
• второе правило состоит в том, что не нужно переводить технику в максимальный режим. Особенно это касается оборудования, процесс нагревания в котором поддерживается двумя элементами. Один лучше всего использовать в качестве резервного;
• подключение к водопроводу рекомендуется только через защитную арматуру (клапан предохранительный);
• даже если пользователь знает, как устроен водонагреватель, не стоит проводить самостоятельный ремонт. Это сократит гарантийный срок и может нарушить режим подогрева;
• следует обращать внимание на качество водопроводной воды. При необходимости следует поставить фильтр;
• проведение ремонта и техобслуживания возможно только после отключения от водопровода, системы отопления и электрической сети;
• заземление обязательно;
• запрещается включение техники при отсутствии водоснабжения;
• в ремонт лучше отдавать в специализированный сервис. Это гарантирует замену вышедших из строя компонентов на оригинальные запчасти и умелое обращение с дорогой техникой.

Советы и рекомендации по выбору водонагревателей

Приобретение бытовой техники всегда сопряжено с подбором под бюджет и необходимые параметры для снабжения объекта.

Обратите внимание! Практика использования водонагревателей обозначила четкие критерии, согласно которым покупка будет радовать пользователей экономичностью и исполнением своих функций, а не просто состоять на учете.

Для начала покупателям важно понять, за счет чего будет нагреваться вода. В этом отношении выигрывает газовая техника, так как тарифы на газ ниже. Правда, если в районе потребителя отсутствует подключение к магистрали голубого топлива, лучше всего ориентироваться на электрические модели. Кроме того, такая техника проще в монтаже на место эксплуатации.

Далее нужно определиться с типом водонагревателя. По статистике более популярны накопительные агрегаты. Да, они не могут быстро подогреть и выдать горячую воду. Но при условии выбора достаточного объема бака можно спокойно пользоваться запасом бойлера. Хватит на целую семью. Если по условиям места использования не подходит громоздкая техника, лучше взять проточный агрегат. Они экономичные и компактные, но не обеспечивают максимальный разогрев рабочей среды.

Количество ТЭНов и производительность важны при большом потреблении горячей воды в доме. Модели с двумя спиралями более эффективны, к тому же позволяют иметь резервный источник обеспечения при выходе одного из строя. Мощные (свыше) 15 кВт приборы могут покрыть потребности в горячей воде на нескольких объектах: на кухне, в ванной, бане и других помещениях.

Обратите внимание! Практичность и управление — об этих параметрах лучше всего узнать заранее. В магазинах об этом могут умолчать или слишком приукрасить свойства товара.

Материал бака можно узнать из паспорта изделия, лучше всего нержавеющая сталь, а не пластик. Тем, кто испытывает сложности, можно обратить внимание на модели надежных производителей.

Как работает бойлер

Понимая принцип работы бойлеров разных видов, можно значительно облегчить себе задачу по выбору подходящего водонагревателя. В зависимости от типа это оборудование имеет значительные отличия в конструкции и способах нагрева воды, которые определяют его оптимальное применение. Например, модели, работающие на недорогом газовом топливе, подходят только для газифицированных домов. Электрические используются повсеместно, но требуют больших расходов на энергоресурсы. Бойлеры косвенного нагрева нуждаются в наличии отопительного котла или альтернативного источника энергии.

Из этой статьи вы узнаете, чем еще различаются бойлеры и какие особенности их работы нужно учитывать при выборе водонагревателя.

Принцип работы накопительных водонагревателей

Бойлер состоит из резервуара для воды, слоя теплоизолятора и внешнего декоративного корпуса. Внутри резервуара установлены нагреватели (один или два), датчики, регистрирующие разные параметры, и система управления, отвечающая за нагрев и поддержание заданной температуры.

Вода в накопительном водонагревателе всегда горячая, так как работает бойлер практически непрерывно. Принцип действия всех моделей похож:

• При первом включении водонагревателя в накопительный бак поступает холодная вода через подающую трубу, подключенную к централизованной системе или автономному источнику (скважине или колодцу).
• После заполнения резервуара включается нагревательный элемент. Он подогревает воду до заданной температуры, при достижении которой устройство отключается.
• При включении одной или нескольких точек водоразбора уровень содержимого бака уменьшается. Освободившееся место занимает холодная вода, которая снова подогревается. За включение и отключение нагревателя отвечает встроенный термостат. Равномерная температура в емкости достигается благодаря движению естественных конвекционных потоков. Нагреватель располагается внизу резервуара, поэтому горячая вода в соответствии с законами физики поднимается, смешиваясь с холодной.
• При отсутствии водоразбора бойлер продолжает работать на нагрев. Со временем вода в емкости охлаждается, поэтому термостат регулярно включает нагревательный элемент для поддержания заданной температуры.

На подводящем патрубке в целях безопасности смонтирован предохранительный клапан, отводящий излишки воды в канализацию при превышении давления в резервуаре. Например, в случае непредвиденного закипания бойлера. Также на входе холодной воды устанавливают обратный клапан, предупреждающий слив жидкости обратно в водопровод при отсутствии в нем давления.

Дополнительные компоненты

В устройстве накопительного водонагревателя также может присутствовать:

• ручной регулятор температуры или электронное управление, позволяющее задавать и поддерживать параметры нагрева в автоматическом режиме;
• магниевый анод, защищающий бак от коррозии и образования кальциевых отложений (накипи);
• термостат, отвечающий за работу бойлера в требуемом температурном режиме;
• датчики, считывающие различные параметры бойлера — температуру воды, давление в баке, величину тяги и т.д.

Остальные конструктивные особенности водонагревателя зависят от того, какой нагреватель установлен в резервуаре — газовая горелка, электрический ТЭН или змеевик с циркулирующим теплоносителем.

Газовые накопительные бойлеры

В газовых бойлерах вода нагревается за счет выделения тепла при сжигании газа в горелке, находящейся в камере сгорания внизу корпуса. Выделяющееся тепло направляется в жаровую трубу, проходящую по всей высоте накопительного бака. Поэтому нагрев осуществляется не только от горелки. Основной теплообмен происходит через стенки газохода, по которому отводятся продукты сгорания.

Работает бойлер по общему принципу — газовая горелка включается и отключается при срабатывании термостата, получающего сигнал от температурного датчика. Поджигает топливо пьезоэлемент или электроподжиг. Такое оборудование относится к пожароопасным. Поэтому в конструкции предусмотрены средства защиты — автоматический контроль пламени на запальнике и тяги в жаровой трубе. При их отсутствии термопара срабатывает и перекрывает подачу газа в топку.

Различаются водонагреватели по типу камеры сгорания и способу розжига горелки.

Открытая камера сгорания

Эти модели имеют атмосферную горелку, получающую воздух непосредственно из помещения. Отработанные газы отводятся через дымоход благодаря естественной тяге. Поэтому в комнате, где работает такой бойлер для нагрева воды, должно быть окно с открывающейся форточкой или приточно-вытяжная вентиляция.

Закрытая камера сгорания

В закрытой камере сгорания создается принудительная тяга с помощью вентилятора установленного в коаксиальный дымоход (это две, вставленные друг в друга трубы). С его помощью одновременно удаляются продукты сгорания и нагнетается воздух для горелки, что позволяет не устраивать дополнительную вентиляцию. Эти устройства безопаснее в эксплуатации и не требуют наличия полноценного дымохода, но не работают без электричества в отличие от энергонезависимых водонагревателей с атмосферной горелкой.

Способы розжига горелки

Большинство моделей бойлеров эконом класса оснащаются пьезоэлементом, который поджигает газ при нажатии на специальную кнопку. Выполняется эта операция вручную, поэтому многие потребители сегодня выбирают усовершенствованный вариант розжига — электроподжиг, запускающийся автоматически при поступлении холодной воды в бак. Такие бойлеры для нагрева воды работают без участия человека.

Электрические бойлеры

В электробойлерах вода нагревается с помощью одного или двух электроТЭНов, количество которых зависит от объема накопительного бака. Нагреватели устанавливаются в нижней части резервуара на фланцевое соединение. Холодная вода подается снизу. На подающем патрубке устанавливается рассекатель, предупреждающий смешивание поступающих потоков с содержимым резервуара. Как следствие, холодная вода равномерно распределяется по нижней части бака и быстро прогревается при включении прибора.

За работу ТЭНа отвечает термостат, контролирующий параметры температурного режима и не допускающий чрезмерного нагрева жидкости. Допустимая температура воды в электроводонагревателях составляет 85°C. Если по какой-либо причине термостат сломается или произойдет другая внештатная ситуация, при достижении критического значения сработает защита ТЭНа — он автоматически отключится.

Типы электроТЭНов

Для нагрева воды в бойлере используются два вида электронагревателей:

• Традиционный «мокрый» ТЭН в виде медной трубки изогнутой формы, напрямую контактирующий с водой. Он быстрее нагревает воду, но при выходе из строя спирали может ударить током человека, включившего горячую воду.
• «Сухой» ТЭН, размещающиеся в специальной колбе, которая изолирует нагреватель от контакта с горячей водой. Такой элемент более безопасен — если ТЭН перегорит, защитная колба не допустит пробоя на воду.

Водонагреватель с «сухим» нагревателем удобнее и долговечнее в эксплуатации. Небольшие размеры такого ТЭНа позволяют устанавливать в одном приборе сразу два элемента, что значительно ускоряет нагрев воды.

Бойлеры косвенного нагрева

Этот вид водонагревателя имеет внутреннее устройство, отличающееся от выше рассмотренных приборов, так как работает бойлер для нагрева воды такого типа по другому принципу. В стандартном исполнении прибор не имеет собственного нагревателя и не вырабатывает тепло самостоятельно. Энергия для подогрева воды поступает извне – от автономного котла отопления или альтернативного источника энергии. Для этого внутри бака установлен теплообменный змеевик с циркулирующим теплоносителем. Такие модели энергонезависимы эксплуатируются только в холодное время, когда работает отопительная система.

Производители компенсируют этот недостаток, дополнительно комплектуя водонагреватель электрическим ТЭНом. В этом случае пользоваться прибором можно в любое время года, экономя энергоресурсы.

К недостаткам такого водонагревателя относят крупногабаритные размеры и низкую скорость подогрева воды в режиме косвенного нагрева. В электрорежиме бойлер работает аналогично электрическим моделям.

Как работает бойлер косвенного нагрева

Теплоноситель, за циркуляцию которого отвечает насос котла, поступает в верхнюю часть змеевика и, пройдя через теплообменник, возвращается в отопительное оборудование через нижний патрубок. Это обеспечивает оптимальный прогрев содержимого резервуара. При отсутствии в контуре отопления насоса его придется установить отдельно, на подводящей линии перед водонагревателем. Посмотрите подробное видео, как подключить такой бойлер

Типы теплообменника

Чаще всего в накопительный бак устанавливают змеевик из стали или латуни, по которому циркулирует теплоноситель. От количества и размера шага витков зависит скорость нагрева воды — чем их больше, тем эффективнее работает бойлер и быстрее достигается заданная температура.

Второй вариант теплообменника представляет собой конструкцию из двух емкостей разного диаметра, вставленных друг в друга. В меньший бак закачивается холодная вода, нагревающаяся от теплоносителя, циркулирующего в промежутке между стенками резервуаров. В таких бойлерах вода нагревается за считанные минуты благодаря большей площади теплообмена.

Некоторые модели косвенных бойлеров оснащаются системой рециркуляции, позволяющей получить горячую воду в любой удаленной точке дома, не дожидаясь слива холодной. В этом случае потоки нагретой жидкости постоянно двигаются по трубам благодаря работе двух насосов, установленных в контуре.

Системы с рециркуляцией оборудуется расширительным бачком объемом в ⅕ от емкости накопительного резервуара для компенсации увеличения объема жидкости при нагреве. Устанавливают его на «холодной» стороне. Рядом с бачком монтируют воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.

Советы по выбору водонагревателей

Сегодня производители предлагают несколько разновидностей накопительных водонагревателей, различающихся по конструкции и устройству. Выбирать устройство нужно с учетом требований потребителей ГСВ и под конкретные условия эксплуатации. Не каждая модель универсальна и подходит для любого дома. Поэтому перед покупкой выясните у консультантов магазина, как работает бойлер для нагрева воды этого типа.

При выборе модели обратите внимание на следующие моменты:

• Способ нагрева воды — газовая горелка, электроТЭН или теплоноситель из отопительной системы.
• Объем резервуара — чем он больше, тем больше водоразборных точек обслужит водонагреватель. Для семьи из трех-четырех человек достаточно емкости 80-100 литров.
• Материал бака — предпочтительнее выбирать модели с резервуаров из нержавеющей стали или с титановым покрытием, они служат до 7-12 лет. Стеклокерамика и эмаль прослужат меньше, но стоят дешевле.
• Функционал — ручное или электронное управление, наличие защитных средств, таймера, дополнительные возможности.
• Производитель оборудования — лучше покупать приборы от известных компаний, уже зарекомендовавшие себя на российском рынке. Это будет гарантией качества и надежной долговечной работы бройлера.

Компании «Мособлгаз» рекомендует продукцию от таких брендов, как Bosch, Ariston, Electrolux, Viessmann, Thermona, Gorenje и т.д. Наши инженеры давно работают с этим оборудованием и уверены в его качестве. Мы не только продаем, но и занимаемся установкой, обслуживанием и ремонтом бойлеров различных типов, поэтому точно знаем, какие приборы надежны и имеют наименьший процент отказов. При сомнениях в выборе оборудования обращайтесь к консультантам «Мособлгаза», наши специалисты помогут подобрать подходящий вариант.