X

Принцип работы электрического бойлера и правила его подключения

Приветствую, камрады! Хотите знать, как работает электрический бойлер? Мы изучим его основные узлы, выясним, какая конструкция бойлера обеспечивает максимальную надежность и оптимальные потребительские характеристики, и узнаем, как правильно подключить прибор к водопроводу и электросети. Итак, в путь.

Электрический накопительный водонагреватель: вид в разрезе и основные узлы.

Электрический накопительный водонагреватель: вид в разрезе и основные узлы.

Разновидности

Российский рынок предлагает потенциальному покупателю электрические водонагреватели двух основных типов:

  1. Проточные, то есть нагревающие воду по мере ее расхода;
  2. Накопительные. Такой прибор способен приготовить достаточно большой объем горячей воды и поддерживать ее температуру неограниченное время.

Принцип работы электронагревателя определяет его эксплуатационные качества, поэтому я подробно остановлюсь на конструкции обоих приборов.

Проточный

Узлы

У младших моделей проточников, не предназначенных для установки в разрыв водопровода, всего три основных узла:

Изображение Узел и описание его функций
Бачок с ТЭНами. В пластиковой или медной емкости установлены 2 или (реже) 3 трубчатых электрических нагревателя.
Ступенчатый регулятор мощности, раздельно включающий питание каждого ТЭНа.
Датчик давления. Избыточное давление создается за счет разницы в проходимости крана на входе и излива или душевой лейки на выходе проточного водонагревателя. При давлении ниже 0,3 кгс/см2 подача питания на ТЭНы прекращается.

In-Line водонагреватели работают при давлении водопровода, поэтому датчик давления в качестве предохранительного узла бесполезен. Его функцию выполняют два других узла:

  • Датчик протока воды, включающий нагрев лишь при ее расходе;
  • Термодатчик, исключающий перегрев ТЭНов.

В старших моделях проточников примитивный ступенчатый терморегулятор сменяется цифровым. Температура проточной воды непрерывно измеряется термопарой. Мощность нагрева регулируется в зависимости от показаний термодатчика.

Потребительские характеристики

Экономичность: максимальна. Нагрев включается лишь в процессе расхода воды. В остальное время ТЭНы простаивают, а потребление электроэнергии равно нулю.

Требования к проводке:

  • Модели мощностью 3,5 кВт можно подключать к евророзетке с подведенным заземлением при сечении медной проводки не менее 1,5 мм2;
Мощность в 3,5 киловатта позволяет подключить нагреватель к обычной евророзетке с заземлением.

Мощность в 3,5 киловатта позволяет подключить нагреватель к обычной евророзетке с заземлением.

  • Более мощные водонагреватели (5-7 кВт) подключаются непосредственно к электрическому щитку собственным кабелем. Линия должна быть защищена отдельным автоматом;
  • Приборы с мощностью свыше 8 кВт требуют трехфазного питания.

Точность регулировки температуры воды: у всех моделей со ступенчатым регулятором мощности — крайне низкая.

Отключение и включение ТЭНов обеспечивает грубую регулировку, а более точная осуществляется изменением напора воды. Поскольку мощность прибора неизменна, температура воды на выходе линейно зависит от температуры на входе: если летом прибор мощностью 3,5 кВт справляется с нагревом воды, то зимой, когда магистраль водоснабжения остынет с 20-25 до 3-5 градусов, вам придется принимать прохладный душ.

Зимой температура воды на выходе недорогого проточника снизится на 15-20 градусов по сравнению с летом.

Зимой температура воды на выходе недорогого проточника снизится на 15-20 градусов по сравнению с летом.

Моделями с цифровым терморегулятором заданная владельцем температура поддерживается с точностью до градуса. Для этого, разумеется, нужен не только точный терморегулятор, но и запас мощности.

Цена: от 2000 рублей за водонагреватель мощностью 3,5 кВт с ее ступенчатым регулятором. Модель с плавной регулировкой мощности и индикацией температуры обойдется в 16-20 тысяч рублей.

На фото — проточный водонагреватель Electrolux NPX 18-24 Sensomatic Pro. Он обеспечивает точность нагрева воды в 1 градус в диапазоне 30-60 °С. Мощность прибора — 24 кВт, розничная стоимость — 16 499 рублей.

На фото — проточный водонагреватель Electrolux NPX 18-24 Sensomatic Pro. Он обеспечивает точность нагрева воды в 1 градус в диапазоне 30-60 °С. Мощность прибора — 24 кВт, розничная стоимость — 16 499 рублей.

Главный недостаток мощных проточников с цифровым терморегулятором — не высокая стоимость, а большая потребляемая мощность. В большинстве квартир и частных домов максимальное энергопотребление ограничено 10 киловаттами.

Накопительный

Как устроен бойлер, или накопительный водонагреватель?

Узлы

Бак

Теплоизолированный бак для воды занимает большую часть корпуса водонагревателя. Баки различаются по:

  • Объему. Он варьируется от 5 до 300 литров;
Младший в семействе бойлеров. Объем этого малыша — 5 литров.

Младший в семействе бойлеров. Объем этого малыша — 5 литров.

При покупке бойлера объем бака подбирается из расчета 40 литров на члена семьи. Бойлер объемом меньше 40 литров уместен лишь на кухне, в качестве водонагревателя для мытья посуды.

  • Способу монтажа. Он может быть:


Изображение Способ монтажа
волпрвыопрыолпрыолврл1 Горизонтальный настенный. Такой бак можно разместить под потолком, освободив максимальный объем компактной ванной или кухни.

волпрвыопрыолпрыолврл2

Вертикальный настенный. Вертикальный бак займет часть полезного объема помещения, зато он позволит с большим удобством регулировать температуру воды. Ремонт и обслуживание вертикального бойлера (в частности, его чистка и замена анода) тоже куда удобнее.

волпрвыопрыолпрыолврл3

Напольный. В напольном исполнении производятся бойлеры объемом от 150 литров. Способ установки позволяет перенести нагрузку с внутренних перегородок дома на прочное перекрытие.
  • Расположению подводок для подключения к водопроводу. У большинства настенных баков они выведены снизу. Верхние подводки характерны для напольных бойлеров и для компактных настенных приборов, предназначенных для установки в кухонную тумбу;
Бойлер с верхним подключением воды установлен в тумбу под кухонной мойкой.

Бойлер с верхним подключением воды установлен в тумбу под кухонной мойкой.

Входной патрубок открывается в бак бойлера чуть выше уровня его дна, выходной — под верхней стенкой. Благодаря такому расположению выходного патрубка в него попадает только горячая вода, вытесненная вверх более холодной.

  • Способу антикоррозионной защиты. Здесь возможны три варианта:
Изображение Материал бака и его особенности
ыолварыолварыолв1 Нержавеющая сталь. Наилучшее решение с точки зрения долговечности: срок службы бака ничем не ограничен.
ыолварыолварыолв2 Черная сталь со стеклокерамическим покрытием. Покрытие долговечно и обеспечивает надежную защиту от ржавчины, но чувствительно к перепадам температуры. Продлить срок его службы поможет простая инструкция: не выставляйте температуру нагрева воды более чем на 60 °С.
ыолварыолварыолв3 Черная сталь с эмалевым покрытием. Бюджетное решение с минимальной надежностью. Срок службы редко превышает 5-7 лет.

ТЭНы

Трубчатый электрический нагреватель представляет собой нагревательную спираль в керамическом изоляторе, помещенную в металлическую трубку — цилиндрическую или более сложной формы. Работа бойлера на нагрев может обеспечиваться одним, двумя или тремя ТЭНами.

Суммарная мощность нагрева варьируется от 1 до 3 кВт. Большая мощность означает увеличенную нагрузку на проводку и более быстрый нагрев новой порции воды. На экономичность бойлера его мощность не влияет: расход электроэнергии определяется только расходом воды и качеством теплоизоляции накопительного бака.

Основная проблема погружных ТЭНов — постепенное образование на их поверхности известковой накипи. Накипь теплоизолирует нагреватель и со временем может привести к его выходу из строя из-за перегрева.

Типичное состояние погружного ТЭНа после нескольких лет работы бойлера.

Типичное состояние погружного ТЭНа после нескольких лет работы бойлера.

Эта проблема полностью решена в бойлерах с сухими ТЭНами. Что это такое?

Устройство: ТЭН не контактирует с водой непосредственно, а помещен в герметичную колбу в корпусе бойлера.

Справа — сухой трубчатый нагреватель, слева — колба для его установки в корпус бойлера.

Справа — сухой трубчатый нагреватель, слева — колба для его установки в корпус бойлера.

Преимущества:

  • Накипь на колбе не влияет на температурный режим эксплуатации ТЭНа. Постоянная рабочая температура увеличивает его ресурс;
  • Для замены ТЭНа не нужно сливать воду из бака;
  • Меньше проблем с совместимостью: все ТЭНы имеют цилиндрическую форму и отличаются только длиной.

Мощность сухого ТЭНа не превышает 1,2 кВт. При большей мощности бойлера он снабжается несколькими нагревательными элементами.

Анод

Два металла с разной химической активностью (например, сталь и медь) образуют гальваническую пару: когда они погружены в электролит, между ними возникает разность потенциалов и начинает течь слабый ток. При этом более активный металл постепенно теряет ионы и разрушается.

Проблема гальванического разрушения стенок бака решается установкой магниевого анода. Магний является более активным по сравнению со сталью металлом и становится донором ионов вместо нее.

Анод разрушается электрохимической коррозией, защищая стенки бака.

Анод разрушается электрохимической коррозией, защищая стенки бака.

Анод нуждается в замене каждые 4-5 лет. В бойлерах с мокрыми ТЭНами он монтируется на общей с ними площадке, в бойлерах с сухими ТЭНами — отдельно.

Нагревательная группа водонагревателя с погружным ТЭНом. Сверху — магниевый анод.

Нагревательная группа водонагревателя с погружным ТЭНом. Сверху — магниевый анод.

Терморегулятор

Из чего состоит терморегулятор электробойлера?

Младшие модели используют электромеханические терморегуляторы, в которых включение и отключение питания обеспечивается биметаллическим выключателем — пластиной, спаянной из двух металлов с разными коэффициентами температурного расширения. Расстояние между пластиной и вторым контактом регулируется примитивным винтовым механизмом.

Биметаллический терморегулятор — дешевый и надежный прибор для поддержания заданной температуры среды.

Биметаллический терморегулятор — дешевый и надежный прибор для поддержания заданной температуры среды.

Как это работает?

При росте температуры длина полоски металла с большим коэффициентом температурного расширения увеличивается быстрее, чем длина спаянной с ней второй полоски. В результате нарастающего механического напряжения пластина изгибается и разрывает контакт. При охлаждении она возвращается в исходное положение.

В старших моделях бойлеров чаще ставится электронный терморегулятор. Принцип действия его термодатчика основан на возникновении между двумя разнородными проводниками слабого тока, причем разность потенциалов между ними зависит от разницы температур. Возникающее напряжение регистрируется электроникой терморегулятора, управляющей подачей питания на ТЭНы.

Опыт, демонстрирующий работу термопары. В нее объединены два разнородных материала — медь и сурьма.

Опыт, демонстрирующий работу термопары. В нее объединены два разнородных материала — медь и сурьма.

Потребительские характеристики

Как устройство бойлера влияет на его потребительские качества?

Экономичность: помимо собственно нагрева воды, электроэнергия расходуется на компенсацию теплопотерь через слой теплоизоляции бака. Бак объемом 80 литров теряет за сутки примерно 2 киловатт-часа тепла.

Требования к проводке: бойлер подключается к розетке. Сечение медного провода — не меньше 1,5 мм2, заземление обязательно.

Точность регулировки температуры: высокая даже у бюджетных моделей. Механические термометры показывают температуру не в градусах, а в неких условных единицах, но методом проб и ошибок можно добиться ее комфортного значения.

Термометр недорогого бойлера. Градусы в маркировке шкалы отсутствуют, поэтому нужная температура воды подбирается опытным путем.

Термометр недорогого бойлера. Градусы в маркировке шкалы отсутствуют, поэтому нужная температура воды подбирается опытным путем.

Цена: при объеме бака 80 литров — от 6000 рублей.

Подключение к водопроводу

Как своими руками подключить водонагреватель к системе водоснабжения?

Проточный безнапорный

Входной патрубок подключается к водопроводу после водоразборного крана, выходной — к штатному изливу или душу. Если водонагреватель используется в качестве временного решения (например, на время летних плановых отключений ГВС для ремонта теплотрасс), его можно подключить к шлангу душа смесителя вместо лейки и регулировать напор краном холодной воды.

Стационарное подключение проточного нагревателя к водопроводу в моей мансарде. На борт ванны установлен водоразборный кран с керамической кранбуксой. Вход прибора соединяется с ним через переходник ДУ20-ДУ15 и гибкую подводку.

Стационарное подключение проточного нагревателя к водопроводу в моей мансарде. На борт ванны установлен водоразборный кран с керамической кранбуксой. Вход прибора соединяется с ним через переходник ДУ20-ДУ15 и гибкую подводку.

Проточный напорный

Подключается между подводками ГВС и ХВС. Какая-либо дополнительная арматура не нужна.

Atmor In-Line подключен между подводками холодного и горячего водоснабжения.

Atmor In-Line подключен между подводками холодного и горячего водоснабжения.

Накопительный

Бойлер тоже монтируется между водопроводами холодной и горячей воды, но ему, в отличие от проточника, нужна обвязка. Прибор комплектуется:

  1. Шаровыми кранами на входе и выходе. Они позволят вам отключить бойлер для чистки или замены анода, не перекрывая холодную воду на весь дом или квартиру;
  2. Обратным клапаном. Он не даст воде из бака вылиться в сброшенную для ремонта магистраль водоснабжения;
  3. Предохранительным клапаном, сбрасывающим избыток воды в дренаж при опасном увеличении давления. Вода расширяется при нагреве, и сопутствующий рост давления может привести к повреждению бака и подводок водоснабжения.
Схема подключения накопительного водонагревателя к водопроводу.

Схема подключения накопительного водонагревателя к водопроводу.

Обратный и предохранительный клапаны обычно объединяются в одном корпусе и называются группой безопасности бойлера.

Группа безопасности накопительного нагревателя: предохранительный и обратный клапаны объединяются в одном корпусе.

Группа безопасности накопительного нагревателя: предохранительный и обратный клапаны объединяются в одном корпусе.

Заключение

Надеюсь, что мне удалось ответить на все касающиеся устройства электрических водонагревателей вопросы. Как обычно, дополнительную информацию вы найдете в видео в этой статье. Не стесняйтесь дополнять и комментировать ее. Успехов, камрады!

загрузка...


Поделиться
Советуем прочитать
Установка газовой колонки: 3 подсказки человеку, который не желает зависеть от представителей коммунальных организаций Нагреватель воды: изучаем 4 разновидности приборов для горячего водоснабжения Подключение полотенцесушителя к системе отопления: 2 встречающихся варианта


Подписывайся на наши новости Вконтакте!




Please leave this field empty.

Задайте вопрос эксперту

Обязательно приложите ФОТОГРАФИЮ проблемы! Чем яснее проблема - тем проще ответить эксперту









Удалить

Удалить

Удалить

Удалить

Добавить файл

Ответ эксперта придет вам на почту. Обычно время ответа от 30 минут до 2 суток

Top