Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

Содержание

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

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 75оС.
  • Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85оС.
  • 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.так обычно выглядит мокрый ТЭН
  • Cухой ТЭН по принципу работы аналогичен, но он не контактирует с водой. Спираль заключена внутрь диэлектрической колбы, имеющей оболочку. Последняя и соприкасается с водой. Диэлектрическая колба предотвращает контакт спирали с наружной оболочкой. Сухой ТЭН считается полностью безопасным в плане поражения человека электрическим током. Пробой невозможен. При выходе из строя ТЭНа просто сгорает спираль.

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.

Источник: https://nagrevalki.com/nakopitelnye/ustrojstvo-bojlera

Электрические нагревательные элементы.Виды и устройство

Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

Всевозможные электроприборы для нагрева широко применяются в быту почти в каждом доме. Главным компонентом подобных устройств являются электрические нагревательные элементы (ТЕН)(Спираль).

Выделяют всего два типа нагревателей:

1.Открытые электрические нагревательные элементы: К нагревателям открытого типа относятся спирали. Спиральные нагревательные элементы отдают тепло за счёт конвекции и излучения. Они в основном подвешиваются на кронштейне из электрически изоляционного материала. Ещё есть спирали, положенные в изоляционных канавках.

2.  Закрытые электрические нагревательные элементы:

 — герметичные. К герметичным нагревателям относятся трубчатые нагревательные элементы. Электрические нагревательные элементы работают на основе конвекции, излучения и теплопроводности, преобразовывая электроэнергию в тепловую энергию;
 — негерметичные. Это спирали и ленты в защитной оболочке, выполненной из электроизоляционного материала. В качестве защиты могут применяться чешуйчатые бусы из керамики, надевающиеся прямо на спираль.

Особенности нагревательных спиралей

Для изготовления нагревательных спиралей применяют нихром или фехраль. Некоторые фирмы выпускают спирали из еврофехрали. Разные производители выпускают нагревательные элементы в зигзагообразной или круглой форме. Встречаются спирали, оборудованные по концам резьбовыми шпильками (винтами).

Свойства нихромовых спиралей:

  • Сохраняют пластичность после остывания.
  • Большое удельное сопротивление.
  • Не накаляются при нагревании.
  • Не потребляют кислород.
  • Превосходные механические свойства.
  • Сберегают свойства при длительной эксплуатации.

Нихромовые спирали с керамической основой можно неоднократно снимать, при необходимости поправлять и изменять их форму, подгоняя под нужные размеры.

Эксплуатируют подобные нагреватели в быту, промышленности и прочих приборах.

Свойства фехралевых спиралей:

  • Высочайшая жароустойчивость.
  • Значительное удельное сопротивление.
  • Стойкость к воздействиям агрессивной среды.
  • Отсутствие окалины.
  • Механическая устойчивость.
  • Прочность на изгиб.
  • Большой срок службы.

Применяются эти спирали в электропечах почти во всех отраслях промышленности и в других электроприборах (калориферах, электроплитках). Эти нагревательные элементы имеют меньшую плотность, служат дольше и стоят дешевле от нихромовых спиралей.

Свойства фехралевых и спиралей из прочих многокомпонентных сплавов:

  • Высокое удельное сопротивление.
  • Однородность структуры.
  • Превосходная стойкость к воздействию разной среды (вакууму, воздуху, аргону и т.п.).
  • Высокая пластичность.\
  • Хороший предел ползучести.
  • Большой срок эксплуатации.

Подобные спирали служат дольше, имеют меньшую плотность, большую пластичность и лучшее качество поверхности от нихромовых и фехралевых.

Они считаются более надёжными и выносливыми, поэтому используются в приборах, предназначенных для работы при высоких температурах (1200Со).

Преимущества нагревателей открытого типа:

  • Простая конструкция.
  • Быстрый нагрев.
  • Лёгкость в ремонте.
  • Невысокая стоимость.

Недостатки:

  • Низкая электробезопасность.
  • Риск замыканий витков спирали.
  • Вероятность появления механических повреждений.

Ещё существуют спирали закрытого типа, они помещены в металлической оболочке, пространство которой заполнено порошком в качестве изоляции.

Эти элементы разогреваются намного дольше, но они надёжнее и безопаснее в эксплуатации, самое распространённое применение таких элементов это электрические конфорки, для электрических плит.

Особенности ТЭНов: конструкция и принцип работы

ТЭНы (трубчатые электрические нагревательные элементы) представляют трубку, внутри которой посередине расположена токопроводящая нить или спираль. Трубка обычно изготовлена из металла, но есть приборы со стеклянной или керамической трубкой. ТЭНы с металлическими трубками предназначены для нагрева практически не агрессивных сред.

Стекло применяют для ТЭНов в промышленных установках, т.е. для химически сильноагрессивных сред. Керамические или из других благородных металлов трубки встречаются очень редко, изготавливаются они для особых случаев. Трубки бывают разного диаметра от 6 мм до 24 мм.

Нить из термоэлектрического сплава, может быть нихромовая или фехралевая. Эта деталь, хорошо запрессованная в сердцевине, имеет отменное сопротивление, поэтому сильно разогревается при прохождении электротока, но не плавиться.

Спираль (нить) исполняет роль нагревателя. Пространство между ней и трубкой наполнено теплоизолятором с хорошей теплопроводностью. В качестве него используют перикласт (кристаллическую окись магния MgO).

MgO согласно ГОСТ 13236–83, обладает высокими диэлектрическими свойствами и стойкостью к высоким температурам.

Изоляционный слой предотвращает контакт диэлектрика с трубкой и передаёт максимально эффективно тепловую энергию на поверхность.

Перед тем, как попасть в окружающую среду, тепловая энергия сначала проходит через диэлектрик, а потом через нержавеющие стенки трубки, нагревая воду или воздух.

Трубчатые электрические нагревательные элементы могут работать в следующих рабочих условиях:

  • Жидких.
  • Твёрдых.
  • Газообразных.

ТЭН оснащён группой контактных устройств, предназначенных для его включения. В качестве контактов обычно применяют проводящие клеммы, которые располагают на изолирующих вставках.

Основные детали ТЭНа:

  • Трубка.
  • Нагревательный элемент — спираль или нить.
  • Наполнитель.
  • Изолирующий слой.
  • Контактные устройства.

Подобная конструкция способна выдерживать длительную штатную нагрузку.

При этом скачки напряжения кратковременные перегрузки сильно не влияют на работу нагревательного элемента.

Некоторые группы ТЭНов оборудуются дополнительными деталями, к примеру, термопредохранителями или магниевыми анодными стержнями для продления срока работы.

Отличия нагревателей касаются не только материала исполнения, но также конструкции и их назначения. ТЭНы бывают разной длины и диаметра, выполняются из стали или титана, а также имеют разные электротехнические параметры.

Виды ТЭНов

  • Оребрённые ТЭНы (ТЭНР). Эти нагреватели предназначены для нагрева воздуха, поэтому их называют воздушными. Материалом их выполнения является нержавеющая и конструкционная сталь. ТЭНР оребряют лентой, а также наборными шайбами.
  • ТЭНы патронного типа (ТЭНП). Используются для нагревания пресс-форм, поэтому эксплуатируются в промышленных установках. Изготовлены из шлифованной нержавеющей трубы, имеют контактные выводы на одной стороне. Некоторые ТЭНП оснащены термоэлектрическим преобразователем. Иногда их применяют для нагревания газовых и жидких сред.
  • Блок электронагревателей (ТЭНБ). Блоки обеспечивают повышенной мощностью обогрев сыпучих и жидких веществ, поэтому их часто называют водяными ТЭНБ. Производятся из разного материала и различной мощности. Крепления фланцев бывают резьбовыми и болтовыми.
  • ТЭНы с терморегулятором. Эти электроустройства применяют для нагрева воды в любой ёмкости подходящего объёма с возможностью поддержания конкретно заданной температуры (электрокотлы и пр. оборудование).
  • Кольцевые электрические нагревательные элементы (КНП). Эти устройства необходимы для обогрева литниковых втулок, прожекторов и т.п. Для производства оболочки используется нержавеющая сталь. КНП могут поставляться с оборудованной термопарой.

Маркировка ТЭНов

Пример; ТЭН 100 А 13 О 220 Ф2 R30 G1/2

Обозначения позиций в маркировке:

1- Трубчатый электронагреватель. 2- Развёрнутая длина 100 мм. 3- Длина контактного стержня А=40 мм, (А=40, В= 65, С=100, D=125, E=160, F=250 (мм)). 4- Диаметр 13 мм, бывают следующие диаметры: 6,25; 8; 10; 13; 16; 22. 5- Потребительская мощность.

6- Устройство предназначено для обогрева подвижного воздуха (О).

Обозначение нагреваемой среды:

P— Вода, оболочка из черной стали.
J — Вода, оболочка из нержавейки.
S— Неподвижный воздух, оболочка из черной стали.
T— Неподвижный воздух, оболочка из нержавейки.
O— Движущийся воздух, оболочка из черной стали.

K— Движущийся воздух, из нержавеющей стали оболочка.
Z— Масло.
L— Литейные формы.
7— Номинальное напряжение равно 220В.
8— Форма ТЭНа Ф2 (формы см. на рис.1).
9— Радиус гибки равен 30 мм.

10— Наличие резьбовых штуцеров G1/2.

Преимущества и недостатки ТЭНов

ТЭНы эксплуатируются в промышленных печах и почти в любой обогревательной технике. Водонагреватели, переносные радиаторы отопления, стиральные машинки и прочие приборы, в функциях которых есть нагрев, работают на основе ТЭНов.

Преимущества ТЭНов следующие:

  • Универсальность и безопасность.
  • Надёжность работы.
  • Можно использовать в установках инфракрасного нагрева.
  • Можно помещать в любую жидкость.
  • Могут работать при различных ударных нагрузках.
  • Надёжная герметизация спиралей.
  • Разнообразие форм.

Трубчатые электрические нагревательные элементы обладают высокой стабильностью и прочностью, поэтому имеют длительный срок службы, но у них всё же есть и недостатки:

  • Высокая металлоемкость.
  • ТЭН с перегоревшей спиралью невозможно отремонтировать.

Эти устройства имеют более высокую стоимость от обычных открытых нагревательных спиралей. Но при эксплуатации подобных приборов лучше выбирать более безопасные варианты, не смотря на цену.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/elektricheskie-nagrevatelnye-elementy/

Устройство и принцип работы накопительного электрического водонагревателя

Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

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.

Устройство водогрейного накопительного оборудования электрического типа является стандартным и включает в себя несколько основных конструктивных элементов, которые могут различаться техническими особенностями и характеристиками.

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.

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.

Периодическая замена такого элемента положительно сказывается на сроке службы водогрейного прибора.

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.

Магниевый анод

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.

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

При выборе накопительного бойлера электрического нагрева нужно обращать внимание на его конструктивные особенности, а также учитывать основные правила монтажа водогрейного прибора.

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.

Традиционный вариант водогрейных приборов представлен оборудованием, в котором монтируются ТЭНы в виде медной трубки изогнутой формы с установленной внутри нитью на основе нихрома, эффективно проводящей электрический ток.

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.

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.

Источник: https://delaemvannuu.ru/texnika/princip-raboty-nakopitelnogo-elektricheskogo-vodonagrevatelya.html

Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей – Stroim24.info

Основное устройство и принцип работы электрических нагревателей

Многие привыкли, что централизованная подача горячей воды может быть прекращена не на один день. Так зачем же это терпеть, если можно стать абсолютно независимыми, установив накопительный нагреватель воды? В этой статье вы сможете подробно узнать о разных видах электрических водяных нагревателях, их устройстве, принципе работы, а также понять все плюсы и минусы.

Данная информация будет полезна абсолютно всем, особенно, если муниципальные власти не имеют возможность провести горячую воду в ваш район. Но для полноты общей картины, я расскажу еще и про проточные электрические водонагреватели, служащие альтернативой накопительным.

Накопительные нагреватели воды – герои этой статьи

Проточный электрический водонагреватель

Нагрев воды при помощи накопительного бойлера

В эту категорию подпадает несколько видов электронагревателей, про которые мы расскажем отдельно. Каждый из них обладает уникальным устройством нагрева, хоть все они и имеют общую цель. Многие из нас привыкли все называть бойлерами, но это неправильно. На самом деле бойлер – лишь обобщающее значение, и в переводе с английского означает «котел».

Поэтому, правильно классифицировать электрические водонагреватели нужно так:

  1. Накопительные электрические нагреватели.
  2. Нагреватели проточной воды.
  3. Бойлеры косвенного нагрева.

Глядя на их структуру и принцип работы, уже можно составить определенное мнение, а именно – размеры и стоимость конструкции. Большинство покупателей подобных устройств хотят, чтобы они не только справлялись со своей задачей, но также имели компактный размер. Что ж, сейчас вы все увидите.

Устройство электрического бойлера

Бойлер в ванной комнате

Данный аппарат является одним из самых дешевых, популярных и распространенных. Они уже очень давно появились на нашем рынке, поэтому многие видели их наглядно.

Данный накопительный электронагреватель воды имеет весьма простое устройство, состоящее из нескольких ключевых элементов. С виду – это обычный эмалированный бак, оснащенный датчиком и устройством для подключения труб.

Но внутри него находится весьма эффективная система нагрева. На приведенной ниже схеме вы можете увидеть основной принцип устройства большинства накопительных бойлеров.

«Начинка» бойлера в разрезе

Теперь подробней рассмотрим каждый элемент, вовлеченный в рабочий процесс.

  1. Устройство подачи воды. Как вы уже догадались из названия, данное устройство предназначено для проведения доступа воды в емкость бойлера. Внутри него находится клапан, и как только срабатывает датчик заполнения, подача воды автоматически прекращается.
  2. ТЭН или трубчатый электронагреватель – основное устройство нагрева, выполненное в виде металлической трубки. Внутри него находится нихромовая нить, имеющая определенную степень сопротивления, в зависимости от требуемой мощности. Она окружена теплопроводящим изолятором, поэтому не боится внешнего воздействия, и температура режима быстро не спадает.

Классический ТЭН бойлера

  1. Магниевый анод. Является неким подобием «громоотвода», защищающего не от молнии, а от коррозии. Подавляющее большинство накопительных электрических бойлеров сделаны из металла, который подвержен коррозии. Как только вода внутри бака начнет нагреваться, произойдет выделение кислорода, который запустит процесс окисления метала.

    Магниевый анод имеет более активную степень воздействия с кислородом, поэтому, выделяемый воздух будет в первую очередь взаимодействовать с ним, не касаясь стенок бака.

Купив электрический бойлер, обязательно во время эксплуатации уделяйте внимание состоянию магниевого анода. Если он станет полностью покрыт ржавчиной, но постарайтесь заменить его в ближайшее время. Без магниевого анода срок службы бойлера значительно сократится. Приблизительно время замены – 1 раз в 2-3 года.

  1. Эмалированный бак. Предназначен для хранения теплой воды, может быть изготовлен из эмалированной стали, пластика или просто нержавейки. Несмотря на все защитные слои, внутреннее покрытие поддается воздействию коррозии. Все будет зависеть от времени эксплуатации, а также качества воды. На фото вы можете увидеть отличный пример такого бака:

Статья в тему:  Дизельный котел и особенности работы

Классический эмалированный бойлер

  1. Трубка забора воды. Предназначена для отбора горячей воды из верхней части, сосредотачивая холодную в нижней у нагревателя.
  2. Теплоизоляция. Позволяет сохранять температуру нагретой воды на продолжительное время.
  3. Корпус водонагревателя. Имеет декоративные свойства и может быть абсолютно любым, в зависимости от производителя.

Общий принцип работы и устройство водонагревателя такого типа, достаточно легко описать. Холодная вода нагревается в нижней части до 75°С, а дальше благодаря водозабору подается в верхнюю часть.

Если водозабор не происходит, то нагреватель продолжает поддерживать данную температуру. Вы в любой момент можете открыть кран, и получить доступ к горячей воде, которая успела нагреться за это время.

Но нельзя держать бойлер постоянно включенным, необходимо выключать его время от времени. Это поможет вам не только сэкономить средства, но также и продлить срок его службы.

Подключение горячей и холодной воды к бойлеру

Устройство имеет защитную систему, предотвращающую нагрев температуры выше 85°. Если такое происходит, то бойлер автоматически выключается. Но в основном, оптимальным режимом для работы считается 55°С.

Схема нагрева воды в двух видах бойлеров

Система устройства косвенного нагрева

Расскажу я вам про косвенный нагрев лишь частично, в качестве ознакомления, поскольку он не является электрической системой как таковой. Сама по себе такая система и вовсе не имеет самостоятельного устройства нагрева. Это лишь один из элементов системы горячего водоснабжения с помощью котла.

Система нагрева с котлом и бойлером косвенного воздействия

В принципе система предназначена для большого числа потребителей, а также обогрева комнат. Поэтому применяют её в частных домах, или на предприятиях.

Принцип работы основан на теплообмене между температурной разницей разных емкостей. Но для того, чтобы температура была стабильной, такой котел должен нагревать её выше требуемого уровня. Сам же бойлер, служит лишь своеобразной «поддержкой», чем и является его устройство:

Внутреннее устройство бойлера косвенного нагрева

Как вы сами видите, бойлер – в основном больше емкость, чем полноценное устройство нагрева. Все главные функции выполняют другие устройства, вплоть до циркуляции воды.

Проточные электрические водонагреватели

Проточные электронагреватели кардинально отличаются от накопительных не только внешним видом, но и принципом работы. Они предназначены для быстрого нагрева проточной воды и не имеют-каких-либо емкостей для её хранения. Главный принцип работы основан на установленном в устройстве мощном ТЭНе (тепловом электронагревателе), который способен моментально нагревать подаваемую воду.

Пример рабочего проточного нагревателя

Устройство электрического проточного водонагревателя состоит из:

  • реле переключателя;
  • клапанов и системы подключения воды;
  • регуляторов;
  • ТЭН и прерывателя.

Оно способно поддерживать выставленную температуру в течении длительного времени, пока идет поток. Также прибор оснащен элементами безопасности, призванными срабатывать в случае неполадок. Общий вид всей системы вы можете увидеть на данной схеме:

Схема подключения проточного водонагревателя

Благодаря большому потреблению электричества, система нагрева воды справляется с поставленной задачей в считанные секунды. Она появилась значительно позже других устройств нагрева, но довольно быстро получила своих поклонников. Однако с ней не всё так «гладко», как кажется, и дальше я расскажу вам – почему.

Преимущества и недостатки электрических нагревателей разных типов

Как я уже говорил выше, каждое из перечисленных устройств имеет свои преимущества и недостатки. Многие из них бывают не только явные, но и скрытые, поэтому малоопытные покупатели могут допустить ошибки при выборе.

Плюсы и минусы накопительных нагревателей

Установленный настенный накопительный нагреватель

Электрический накопительный нагреватель раньше действительно считался одним из лучших устройств для нагрева воды. Он достаточно экономичен, занимает не так уж много места, а главное – имеет приемлемую цену.

Предлагаю посмотреть на все достоинства:

  1. Легкий способ монтажа в сравнении с другими устройствами.
  2. Умеренная цена.
  3. Легкость и удобство в использовании.
  4. Безопасность.
  5. Небольшое потребление электричества.

Статья в тему:  Особенности систем отопления

Схема подключения бойлера

Но, несмотря на такой ряд хороший преимущества, не обошлось и без серьезных недостатков:

  1. Нехватка емкости для нагрева. Зачастую, если семья потребляет большое количество воды, то бойлер необходимо постоянно нагревать, поскольку горячей воды попросту на всех не хватает.
  2. «Плавучий» срок службы. Конечно, данный термин в основном зависит от производителя, но также большую роль играет качество воды и обслуживание пользователя. Если вовремя не заменять анод и качество воды будет слишком низким, то бойлер вам долго не прослужит.
  3. Размеры. Этот термин немного спорный, поскольку все зависит от выбранной емкости. Но так или иначе, бойлер занимает большую площадь, в сравнении с газовыми колонками и другими устройствами.
  4. Ожидание. Перед тем, как его использовать, вам необходимо подождать, когда вода нагреется.

В целом, большинство недостатков упираются в объем бака и гарантируемое качество производителя. Поэтому можно смело сказать, что это устройство стоит вашего внимания.

Плюсы и минусы проточного водонагревателя

Установленный проточный водонагреватель

Проточный водонагреватель является одним из самых современных устройств для нагрева воды.

Благодаря мощному электрическому ТЭНу, вы практически в считанные секунды получаете горячую воду, но на этом его преимущества не заканчиваются:

  1. Компактные размеры. Проточные водонагреватели занимают самую минимальную площадь и являются самыми маленькими устройствами нагрева воды.
  2. Легкая установка. Если вы знакомы с подключением электрических устройств и проведением силового кабеля, то вы сможете подключить устройство своими руками.
  3. Удобная регулировка. Вы сможете отрегулировать температуру воды практически мгновенно, а переключатель зачастую находится на самом устройстве.

Удобная регулировка температуры в проточном нагревателе

Теперь перейдем к недостаткам, поскольку эти приборы тоже не лишены их:

  1. Для использования необходимо установить защитный автомат, а также провести отдельный электрический кабель.
  2. Не являются самым экономным устройством, поскольку потребляют много электрики. Устройства, имеющие мощность в 2 квт, зачастую не способны нагреть более 2-х литров горячей воды в минуту. Для стабильной работы лучше всего устанавливать приборы мощностью 5 квт.
  3. Цена. Как я уже говорил, их стоимость относительно выше, чем стоимость обыкновенных бойлеров.

Если вас устраивают все эти условности, то вы можете смело интересоваться проточными водонагревателями.

Как правильно выбрать накопительный нагреватель

Разновидности накопительных нагревателей

Если вы решили выбрать накопительные водонагреватели, то вам обязательно нужно узнать несколько полезных советов по их выбору. Прежде всего необходимо рассчитать количество потребляемой воды.

От этого показателя будем отталкиваться при выборе емкости бойлера. Естественно, чем больше емкость, тем больше мы получим горячей воды.

Однако, не стоит забывать, что чем больше воды – тем дольше она будет нагреваться.

Определившись с емкостью, найдите место, на которое будет установлен бойлер и отметьте его. Учитывайте объем бака, приблизительный вид конструкции, а также проведения труб для подключения воды.

Правильно установленный нагреватель

Теперь остается последний пункт – выбор производителя и материал бака. В данном случае все зависит от ваших денежных средств. Прочитайте отзывы о производителях, а также гарантии, которые они дают на данную продукцию. Пластиковые баки не подвержены коррозии, однако в отличии от эмалированных, имеют плохое взаимодействие с теплоизоляцией.

Небольшой кухонный бойлер

Такая вот простая инструкция поможет вам в дальнейшем избежать неприятностей, связанных как с покупкой, так и с эксплуатацией бойлеров.

Источник: https://stroim24.info/osnovnoe-ustroystvo-i-princip-raboty-elektricheskih-nagrevateley/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.