Принцип роботи і пристрій накопичувального водонагрівача (бойлера)

1. Пристрій і загальний принцип роботи накопичувального водонагрівача
2. Загальний пристрій бойлера
3. Принцип роботи
4. Пристрій і принцип роботи електричного бойлера
5. різновиди ТЕНів
6. Пристрій і принцип роботи газового приладу для нагріву води

При відсутності в квартирі гарячого водопостачання на допомогу приходять побутові накопичувальні водонагрівачі (або бойлери, це одне і теж). Існує безліч моделей відрізняються потужністю, ємністю бака, типом нагріву. Найбільшим попитом серед вважаються бойлери накопичувального типу, що працюють від електрики або газу.

Пристрій і загальний принцип роботи накопичувального водонагрівача

Загальний пристрій водонагрівача накопичувального типу однаково для будь-яких моделей. Бойлер складається з ємкості для води, яка полягає в декоративний кожух, а між ними прокладений утеплювач. Виходить подобу термоса. Основна відмінність накопичувальних бойлерів в тому, який у них варто нагрівач: електричний ТЕН або газовий пальник.

Існують накопичувальні водонагрівачі непрямого нагріву, де підігрівачем служить змійовик, підключений до системи опалення. Такі бойлери виявилися практично не затребувані. Опалення працює не цілий рік, а, значить, людина не має можливості влітку користуватися гарячою водою.

Розрізняються нагрівачі накопичувальні за типом монтажу. Вертикальні бойлери займають багато місця, через що їх ставлять в просторому приміщенні. Для маленької кімнати більше підходить горизонтальний водонагрівач. Останній варіант незручний в плані користування. У горизонтального бойлера відбувається швидке змішування гарячого і холодного шару води. В результаті при відкриванні крана йде окріп, а приблизно через хвилину починає текти більш прохолодна вода.

Загальний пристрій бойлера

Давайте розглянемо, як виглядає схема звичайного водонагрівача накопичувального типу:

• Основою бойлера служить бак. У побутових моделях його ємність обмежується 300 л. Проводять бак з нержавійки або стали. Щоб метал не іржавів, як внутрішнього покриття застосовують стеклоемаль, стеклофарфор або титанове напилювання.
• Бак для води укладено в зовнішній декоративний корпус. Він буває з нержавійки, звичайної сталі з емальованим покриттям або пластику.
• Між накопичувальним баком і зовнішнім корпусом простір заповнений теплоізоляційним матеріалом - пінополіуретаном.
• Лицьова область зовнішнього корпусу водонагрівача оснащена термометром.
• Серцем накопичувального бойлера служить нагрівач. Електричний водонагрівач працює від вбудованого елемента - Тена (трубчастий електронагрівач). Газові накопичувальні водонагрівачі комплектуються пальником і димоходом.
• У нижній частині накопичувального бойлера виходять патрубки гарячої та холодної води. На патрубку холодної води встановлюють запобіжний, а також зворотний клапан. Перший - відкривається від перевищення тиску води всередині бака. Другий - не дає піти воді з бака при відсутності тиску в водопроводі. Патрубок гарячої води з'єднаний з трубкою огорожі.
• Електронний блок призначений для управління роботою накопичувального водонагрівача. Він отримує сигнал від термостата, датчики якого встановлені всередині бака.
• Магнієвий анод захищає сталевий бак бойлера від електрохімічної корозії, віддаючи іони.

Монтаж і експлуатація будь-якого накопичувального водонагрівача не викликає труднощі у користувача. Прилад кронштейнами кріплять до стіни. Подаючий трубопровід може бути підключений тільки до водопроводу з холодною водою. В цьому і полягає принцип роботи бойлера, так як в ньому нагрівається саме холодна вода. Якщо вхід накопичувального водонагрівача підключити до централізованого ГВП квартири, то коректне досягнення температури після подачі в бак гарячої води стане неможливим.

Принцип роботи

Основний принцип роботи накопичувального водонагрівача полягає на послойном поділі рідин різних температур. Згідно із законом фізики тепла вода знаходиться вгорі, а холодна знизу. Для повного уявлення, як працює бойлер, розглянемо по порядку всі дії:

• При відкриванні водопровідного крана починається витрата води. Верхні шари гарячої рідини з бака бойлера через трубку забору направляються в трубопровід.
• Тиск всередині бака водонагрівача стає менше, ніж у що подає водопроводі. Зворотний клапан відкривається і починається підживлення холодної води. Коли тиск водопроводу і всередині бака зрівняється, зворотний клапан закривається. Під час підживлення холодна вода не змішується з гарячою завдяки розсікачами, встановленому на кінці подає патрубка.
• Про надходження всередину бака водонагрівача холодної води сигналізує датчик. Він дає команду блоку управління включити підігрів.
• На ТЕН подається електроенергія, і вода гріється до заданої температури. У газового водонагрівача замість електрики на пальник подається газ. Коли вода нагріється до потрібної температури, термостат відключає нагрівальний елемент.

В роботі накопичувального водонагрівача відбувається безперервний цикл. Забрану гарячу рідину постійно заміщає холодна вода. Теплоізоляція під кожухом запобігає швидке охолодження. Вода залишається теплою протягом 2-3 діб.

Бойлер потрібно правильно підібрати по потужності і обсягу. При великому розборі води малопотужна модель не впорається з прогріванням. На виході рідина не буде відповідати заданій температурі.

Пристрій і принцип роботи електричного бойлера

Електричні водонагрівачі вважаються найбільш затребуваними у мешканців квартир і приватних будинків. Популярність обумовлена ​​простотою монтажу і експлуатації. На схемі в розрізі показано пристрій накопичувального водонагрівача. Давайте розглянемо, як виглядає електричний бойлер зсередини:

• Розглядати пристрій накопичувального електричного водонагрівача почнемо з бака. Він буває круглої або овальної форми. Укладено бак в декоративний кожух. Внутрішній простір між двома ємностями заповнене пінополіуретаном.
• Особливістю пристрою електричного водонагрівача є наявність Тена. Елемент встановлений знизу бака бойлера на фланцевому з'єднанні.
• Включенням і вимиканням Тена управляє термостат. Будь-водонагрівач накопичувальний працює без перевищення максимально допустимої температури. У електричних бойлерів цей показник дорівнює 75оС.
• Водонагрівач має захист. У разі виходу з ладу термостата ТЕН буде знеструмлено при досягненні критичної температури води 85оС.
• Забір гарячої води здійснюється через трубку, кінець якої виведений до верхньої частини бака бойлера. Для підживлення холодної води знизу бака вмонтований патрубок.
• Магнієвий анод захищає корпус бака від корозії. Після закінчення 2-3 років елемент руйнується і його потрібно міняти.
• Про роботу водонагрівача сигналізує індикаторна лампочка.

Знаючи, як влаштований бойлер, можна розібратися з його роботою. Холодна вода надходить всередину бака бойлера через патрубок. Датчик посилає сигнал блоку управління, який за допомогою термостата подає напругу на ТЕН. Вода нагрівається до заданої температури. Датчик подає новий сигнал, і термостат перериває подачу напруги. Після забору гарячої води цикл повторюється.

різновиди ТЕНів

За принципом дії Тени однакові. Нагрівальним елементом виступає спіраль. А ось по виконанню Тени відрізняються і діляться на два види:

• Мокрий ТЕН складається з спіралі, герметично запаяній всередині мідної трубки. В якості наповнювача використовують кварцовий пісок. Він грає роль ізолятора і запобігає доторк спіралі до внутрішніх стінок мідної трубки. Гідність мокрого Тена в низькій вартості. Недолік - великий розмір і низький показник електробезпеки. При пошкодженні мідної трубки або дотику до неї спіралі виникає пробій. В результаті людина, що користується гарячою водою, отримує удар струмом.

  так зазвичай виглядає мокрий ТЕН

• Cухой ТЕН за принципом роботи аналогічний, але він не контактує з водою. Спіраль укладена всередину діелектричної колби, що має оболонку. Остання і стикається з водою. Діелектрична колба запобігає контакт спіралі із зовнішньою оболонкою. Сухий ТЕН вважається повністю безпечним в плані ураження людини електричним струмом. Пробій неможливий. При виході з ладу Тена просто згоряє спіраль.

  так виглядає сухий ТЕН

Накопичувальний водонагрівач з сухим ТЕНом коштує дорожче, але він безпечніше і відрізняється тривалим терміном експлуатації. Компактні розміри дозволяють вмонтувати в бойлер два нагрівача. Найнадійнішим вважається сухий ТЕН, складальної корпус якого зроблений з стеатита.

Пристрій і принцип роботи газового приладу для нагріву води

По пристрою і принципу роботи газовий бойлер трохи відрізняється від свого електричного побратима. Газовому водонагрівача притаманний все той же бак, укладений в кожух з утеплювачем з пінополіуретану. Захистом служить анод. Подача холодної та паркан гарячої води відбувається через вмонтовані в бак трубки. Включенням і вимиканням підігріву управляє термостат. На цьому все схожість закінчується. Керуючись схемою, більш детально розглянемо пристрій бойлера, щоб виявити основні відмінності газового приладу:

• Основною відмінністю від електричного бойлера є наявність газового пристрою для нагріву води - пальники.
• Підключення до газової магістралі здійснюється через блок. Усередині нього встановлений редуктор, який з'єднаний трубкою з форсункою пальника.
• Конструкція бака накопичувального водонагрівача істотно відрізняється від електричного аналога наявністю димоходу. Він складається зі сталевої труби, вертикально вваренной через весь бак. Зверху димохід з'єднаний з витяжним ковпаком. По ньому здійснюється відведення продуктів згоряння на вулицю.
• Усередині димоходу вмонтований рассекатель. Його пластини забирають тепло відводяться газів і віддають воді. Виходить подвійний обігрів: від пальника і розсікача.
• Через різницю температур холодної води і полум'я пальника в димоході утворюється конденсат. Для його збору під пальником встановлено кільце.

Працює газовий водонагрівач за аналогічним принципом, що і електричний бойлер. Відмінність тільки в тому, що електронний блок з термостатом керують роботою пальника. При зниженні температури на форсунку подається газ і відбувається розпал. Коли температура води досягне заданих параметрів, відбувається відключення пальника.

Газові водонагрівачі користуються малим попитом через складність установки. Буде потрібно складати проект, а монтаж дозволений тільки фахівцям газової служби. Однак незаперечним плюсом є економія через більш низьку ціну на газ.

З двох розглянутих варіантів перше місце віддають електричним накопичувальним водонагрівачів. Прилад можна самостійно встановити в будь-якому місці. Головне, забезпечити безперебійну подачу холодної води під тиском.