Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера) электрического и газового со схемами

Принцип работы накопительного бойлера

Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:

Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.

При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.

Принцип действия накопительного бойлера. Источник фото: remontik.org

По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.

Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.

Магниевый анод

Если выбираете модель с погружными, то обращайте внимание, чтобы они имели в своей конструкции магниевый анод. Без его применения, образование накипи происходит в разы быстрее

А это в свою очередь:

Без его применения, образование накипи происходит в разы быстрее. А это в свою очередь:

увеличивает время нагрева

уменьшает КПД

вызывает больший расход эл.энергии

Оптимально, если магниевый анод будет расположен в верхней части водонагревателя. Это обеспечит более качественную защиту бака от коррозии.

Также, такое расположение позволяет комфортно контролировать расход и своевременно менять анод, не сливая воду.

Всегда внимательно читайте условия гарантии.

Красивыми большими буквами на баке может быть написано – ГАРАНТИЯ 5-7 ЛЕТ! А мелким шрифтом в инструкции добавлено – только при условии регулярной, в течении двух лет, замены анода.

Купите бойлер, через 2,5 года он у вас проржавеет и потечет, а по гарантии заменить его откажутся.

Так как не было своевременной замены анода в сервисном центре.

Правила эксплуатации водонагревателя

Поскольку электрические водонагревающие устройства распространены гораздо шире, мы рассмотрим именно их более подробно. Понятно, что любое оборудование нуждается в бережном отношении. Не исключение и накопительные водонагреватели. Принцип работы этого устройства таков, что не стоит заставлять его работать постоянно на полную мощность. Это может привести к достаточно быстрому выходу из строя ТЭНов, либо срабатывании защитного реле, для включения которого придется вызывать мастера. Оптимальная достаточная температура – это 60 градусов. Для ее достижения нужно пользоваться всеми ТЭНами. Это не сильно повышает расход электроэнергии, зато делает их износ более равномерным.

Большинство моделей отключаются автоматически при нагреве до 85%, а включение произойдет только после ее некоторого остывания, если не сработает защита. По ночам действует льготный тариф на пользование электроэнергией, что позволяет экономить средства при оптимальном выборе режима нагрева. Ведь днем прибор можно отключать. Все равно вода в нем не остынет до самого вечера. Осуществляемый в ночное время нагрев воды будет стоить уже в два раза дешевле. Некоторые современные модели уже снабжены функцией экономичного нагрева. Ее суть в том, что вода греется ночью, а днем только происходит поддержание ее температуры на минимально допустимом уровне – т.е. 55 градусов.

Схема подключения накопительного водонагревателя к внутриквартирному водопроводу

Чтобы работа прибора была полностью безопасной, необходимо несколько простых элементов: во-первых, обычное заземление. Во-вторых, защитный редуктор, который нужен для компенсации повышенного давления в водопроводной сети. В-третьих, предохранительный клапан, защищающий водонагреватель от слишком высокого давления внутри. Он при необходимости просто сливает воду. В-четвертых, обратный клапан, блокирующий выход воды из бака если ее подача вдруг прекращается – это нужно для того, чтобы не вышли из строя ТЭНы. Три последних перечисленных элемента называются производителем «группой безопасности» и они не обязательно идут в комплекте с основным устройством. Часто их нужно приобретать отдельно. Бывает, что некоторые производители собирают все три компонента в один блок, что позволяет осуществлять более удобный монтаж. Скорость нагрева воды в устройстве напрямую зависит от мощности самого прибора, как и уровень потребления электрической энергии.

Как выбрать накопительный водонагреватель в зависимости от количества членов семьи

Если вы используете воду из накопительного водонагревателя, то учтите следующие важные моменты:

Если вода в баке застаивается, для пищи ее использовать ни в коем случае нельзя

Это особенно опасно, когда температуры воды падала до такого уровня, когда в ней могли зародиться и начать размножение различные болезнетворные бактерии.
Если ваше накопительное водонагревательное устройство установлено за городом, и вы используете обычную воду из скважины, то хотя бы раз в месяц, нужно нагревать воду до максимальной температуры в целях дезинфекции и профилактики.
Очень важно состояние внутренней поверхности бака. При наличии достаточных финансов лучше выбрать модель, имеющую специальное покрытие, например, из стеклофарфора

Оно обеспечит чистоту воды в баке, независимо от времени ее нахождения там.
Если вы на долго уезжаете, и водонагреватель накопительного типа какое-то время не будет эксплуатироваться, воду обязательно надо слить. Тем более это важно, если вы уезжаете на всю зиму. Ведь замерзание воды внутри бака ни к чему хорошему не приведет. Это просто выведет прибор из строя полностью и ремонту он уже подлежать не будет.

Особенности ремонта накопительного водонагревателя

Ремонт накопительного водонагревателя не очень трудоемок, так как в нем отсутствуют движущиеся части. Однако и его можно успешно избежать, если обеспечить водонагревателю регулярное и качественное техническое обслуживание. Благодаря этому видится возможным значительным образом увеличить срок жизни самого бака и ТЭНов.

Магниевый анод требуется менять ежегодно. Обеспечением технического обслуживания должен заниматься официальный технический центр от той фирмы-производителя, водонагреватель которой вы приобрели. Важный момент: при выполнении всех регламентных и ремонтных работ по поддержанию исправного функционирования устройства, в его паспорте требуется ставить штамп.

Иначе, вам могут внезапно отказать в замене бака, в случае его протечки. При покупке того или иного водонагревателя необходимо достоверно убедиться, что вы будете иметь полное право на обслуживание в сертифицированном сервисном центре и на его доступность в вашем городе. В противном случае стоит выбрать другую модель и производителя устройства.

Многообразие проточных водонагревателейТаким образом, приобретение накопительного водонагревателя более предпочтительно, чем проточного, если горячее водопотребление в домовладении достаточно высокое. Запасы горячей воды в нем позволят не только помыть посуду, но и помыться всей семье в воде с комфортной температурой.

Водонагреватели используются как в квартирах, так и в частных домах. Их применение позволяет обеспечить бесперебойную подачу горячей воды независимо от наличия централизованной сети. Одним из типов водонагревателей является бойлер косвенного нагрева.

Устройство бойлера включает в себя теплообменник, который соединен с внешним источником тепла. Это позволяет прогревать большой объем воды за короткий срок.

Для чего необходима термоизоляция

Устройство представляет собой бак, выполненный из эмалированной стали или из стали с напылением серебра (у более дорогих и новых моделей, обладает антибактериальным действием), закрытый в корпус. Именно эмалированные баки являются наиболее долговечными, и на их стенках меньше образуется и скапливается накипи.

Для сохранения температуры нагрева между баком и корпусом предусмотрен слой термоизоляции. Он выполнен из жестко вспененного полиуретана или поролона. Принцип работы теплоизоляции, как в бытовом термосе.

Схема устройства бойлера

Потери тепла в водонагревателе на 50 литров составляют порядка 12 градусов за сутки. Это при условии качественной теплоизоляции, если корпус устройства теплый, значит, изоляция очень слабая, и тепло уходит.

Когда вы открываете кран с горячей водой, она начинает поступать из бойлера, чтобы отрегулировать комфортную температуру, откройте кран с холодной жидкостью и в смесителе выровняется температура.

В заключение предлагаем посмотреть видео о принципе работы электрического бойлера:

Основные типы водонагревателей

Всего есть три вида бойлеров:

Проточная. Вода начинает нагреваться в момент прохождения через трубку с теплонагревательным элементом. Данный вид нужен случае, когда горячая вода требуется не очень часто и в небольшом объеме. Иначе, он будет потреблять большое количество электричества.

Накопительные. По своему строению, нагреватели чем то напоминают термос. Это значит, что вода остается горячей долгий промежуток времени после ее нагрева. Это говорит о небольшой энергозатратности бойлера.

Комбинированные. Нагревательный элемент данного бойлера работает как в высоких, так и в низких мощностях. За счет того, что аппарат может работать как накопительный, так и проточный, человек может пользоваться горячей водой, даже если аппарат буде пуст. Есть еще одно отличие у данного вида бойлера – большая вместительность – до двухсот литров оды.

Наиболее популярной моделью Бойлера является водонагреватели накопительного типа 80 литров. Они различаются по различным характеристикам:

форме,
мощности ит.д.

Основная часть аппаратов могут реагировать на понижение температуры воды, и в автоматическом режиме и включают нагревательный элемент.

Что касается последних, то они дольше могут сохранят воду в горячем состоянии по причине сферической формы. Н они очень громоздкие для наших квартир.

Плоские же нагреватели в данном плане намного выгоднее, поскольку имеют не очень большие габариты и просто устанавливаются в любом месте дома.

Плоские электронагреватели 80 литров вы можете установить вертикально либо горизонтально. Это будет зависеть от наличия свободного места. В основном, бойлеры устанавливаются вертикальном положении.

Водонагреватель накопительный 80 литров вертикальный плоский: строение

Если вам интересно, что представляет собой накопительный водонагреватель электрический 80 литров плоский, то информацию о нем вы найдете далее.

Любой из водонагревательных аппаратов состоит из металлической емкости, которая устанавливается на стену с помощью специальных крепежей, либо монтируется на пол. Корпус водонагревателя сделан из прочной стали, покрытой эмалью особенного типа. Это необходимо для того, чтобы корпус аппарата мог оставаться всегда холодным . А об его поверхность нельзя было обжечься. Кроме этого, применение стали в качестве основного материла для изготовления корпуса – гарантия долговечности аппарата.

Под корпусом нагревателя располагается теплоизоляция. В основном, в горизонтальном плоском накопительном нагревателе 80л для данных целей применяется пенополиуретан. По его слоями располагается титановый бак. В нем и происходит нагревание воды. В бак вода попадает из главной системы водоснабжения по шлангу, идущему в комплекте с нагревателем.

Нагрев воды в вертикальном либо горизонталям водонагревателе накопительного типа 80литров производится с помощью нагревательного элемента , имеющего змеевидную форму. В некоторых типах нагревателей имеется не один нагревательный элемент, а сразу два. В основном, данную особенность можно встретить в нагревателях с большим объемом. Около нагревателя располагается магнитный анод, предохраняющий сам нагреватель от различных типов механического повреждения. Кроме этого, он предотвращает появление накипи.

Существует еще один главный элемент у водонагревателя – термостат. Данный элемент способен регулировать температуру нагрева воды, и не допускает перегрева, может поддерживать заданный режим температуры . также способен выполнять и другие функции, которые связаны с преобразованием холодай воды в горячую.

Принцип работы водонагревателя

Любой горизонтальный или вертикальный водонагревательный приор накопительного типа 80л функционирует следующим образом:

Из системы домашнего водоснабжения по специальной трубе вода поступает в титановый бак.

Система автоматически выключается , начинает подниматься температура змеевика ,после этого начинает нагреваться вода.
После того, как вода достигнет нужной температуры, термостат отключает нагревательный прибор . данная процедура позволяет экономить электричество и избежать перегрева всей системы.
Горячая вода, по специальной выводной трубке поступает в ваше личное распоряжение. Или проще говоря, в душ, кран ,либо отопительную систему.
Разные модели водонагревательных бойлеров могут иметь отличия. такие параметры , как время нагрева воды до наибольших температур, скорость набора воды в бак. Но все же, основной принцип действия остается таким же.

Накопительные газовые бойлеры

По принципу работы и строению они напоминают электрические типы водонагревателей. Наружный металлический корпус, внутренний бак также имеет защитное покрытие, только в качестве источника энергии выступает газовая горелка. Такое оборудование предусматривает работу на сжиженном или магистральном газе, в том числе и на слабом потоке, не требует подключения к электрической сети.

Стоит отметить, что этот вид пользуется меньшей популярностью, чем его электрический конкурент. Это обусловлено большой ценой, большим габаритам и возможностью установки не во всех домах. Но, по утверждению специалистов, высокая цена такого оборудования окупится во время его эксплуатации, поскольку газ, как источник энергии, значительно экономнее электричества.

В зависимости от особенностей строения такое оборудование подразделяется на два вида:

с закрытой камерой сгорания;
с открытой камерой сгорания.

Так же как и электрические бойлеры, они могут быть:

настенными — объемом от 10 до 100 литров (например, модели Ariston серии SGA);
напольными — от 120 и более литров (как модели Ariston серии NHRE).

Газовая конструкция также предусматривает систему управления с выбором температурного режима, оснащена терморегулятором для поддержания необходимой температуры, показывает, сколько горячей воды осталось в резервуаре. Такое оборудование должно быть обязательно оснащено системой безопасности.

Накопительные газовые бойлеры

В зависимости от особенностей строения такое оборудование подразделяется на два вида:

с закрытой камерой сгорания;
с открытой камерой сгорания.

Так же как и электрические бойлеры, они могут быть:

настенными — объемом от 10 до 100 литров (например, модели Ariston серии SGA);
напольными — от 120 и более литров (как модели Ariston серии NHRE).

Как сделать змеевик

Змеевик является важной деталью устройства. За его основу можно взять металлическую или металлопластиковую трубу с небольшим диаметром. Как правило, используются медь или латунь, так как они отличаются высоким уровнем теплоотдачи

Диаметр змеевика изготовитель может выбрать по своему усмотрению. Главное условие состоит в том, чтобы его соприкосновение с водой было максимальным

Как правило, используются медь или латунь, так как они отличаются высоким уровнем теплоотдачи. Диаметр змеевика изготовитель может выбрать по своему усмотрению. Главное условие состоит в том, чтобы его соприкосновение с водой было максимальным.

Змеевидная трубка накручивается по спирали на оправку в форме цилиндра. С этой целью применяется бревно или труба с большим диметром. При наматывании змеевика необходимо следить за витками. Они не должны касаться друг друга.

Не делайте навивку тугой, так как снять змеевик с оправки будет очень сложно.

Количество витков на змеевике находится в прямой зависимости от объема и высоты бака. Как правило, на каждые 10 л используется 1,5 кВт тепловой мощности змеевика.

Преимущества и недостатки в сравнении

Плюсы и минусы каждого типа водонагревателей, для объективности, следует рассматривать комплексно, сообразуясь с условиями эксплуатации. Но прежде всего надо разобраться с потребляемой мощностью.

Устройства проточного типа, потребляют больше мощности за единицу времени. На первый взгляд это видится неэкономичным. Но нагретая вода в накопительных водонагревателях, при самой хорошей изоляции, всё равно остывает. Значит что часть энергии расходуется для «нагрева воздуха».

Например, накопительный водонагреватель «Ariston ABS SLV 30 V SLIM» мощностью 1,5 кВт, нагревает 30 л воды до 75 ˚C приблизительно за полтора часа. Если его отключить от сети, а воду не использовать, то примерно через 48 часов, она приобретёт комнатную температуру. Если же прибор был бы подключен к сети, то он за двое суток, для поддержания установленной температуры, потратил бы 2,25 кВт/ч электроэнергии. А за месяц набежит 2,25 х 15 = 33,75 кВт/ч.

Это затраты исключительно для ликвидации естественных потерь тепла. Их конечно можно уменьшить, если самостоятельно провести небольшую модернизацию. Допустим, обернуть бак ещё один слоем теплоизолятора. Но потери всё равно останутся.

У проточных водонагревателей, расход электроэнергии происходит именно тогда, когда потребителю нужна горячая вода. Помыть посуду – 3 минуты, вымыть руки – 1 минута, принять душ 10 мин. Перерасход будет наблюдаться только в том случае, если пользователь не будет контролировать водопотребление и оставлять кран открытым в то время, когда горячая вода не используется. Факт экономии становится очевидным.

Но тут вступают в действие ограничения пропускной способности электросети. Уже для водонагревателя мощностью 8 кВт, сечение медного провода должно быть 4 мм, а для алюминиевого, с таким же сечением максимальная нагрузка 6 кВт.

При этом, в больших городах сетевое напряжение практически всегда 220V. В деревнях, небольших посёлках или дачных массивах, оно часто опускается гораздо ниже. А именно там и требуется водонагреватель.

Некоторые модели накопительного типа, из более дорогой ценовой категории, снабжены блоком обеспечивающим работу в «двухтарифном режиме». Нагрев осуществляется ночью, когда электроэнергия дешевле. Но синхронизация европейского и отечественного временного интервала очень часто даёт сбои. Из подобных приборов, можно отметить чешский «Drazice OKCE 80» стоимостью 21 т.р. или немецкий «Stiebel Eltron DHB-E 11 Sli» ценой 51 т.р.

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.

Как ухаживать за бойлером

Если поставлен бойлер, то требуется узнать о том, как правильно ухаживать за ним. Для увеличения срока эксплуатации нагревателя воды требуется постоянно заниматься проведением техническим осмотром и производить замену деталей. Крайне часто встречается такая проблема – появляется накипи на ТЭНе. Этого можно избежать, если поставить особые фильтры на входной трубе, или постоянно менять элементы нагревательного типа. Более того, проблемы с баком случаются, если на нем есть много швов, которые и станет проблемными участками из-за образования на них коррозии. Это будет актуально для вертикальных плоских моделей на 80 литров.

Как выбрать водонагреватели для дачи

При подборе водонагревателя следует определиться, где он будет установлен и как часто его планируется применять. Лучше остановиться на малогабаритных моделях. Для дачного варианта объем бака не обязательно должен быть большим. Можно рассмотреть конструкцию плоского накопительного электрического водонагревателя 10 литров. Устройства круглой и цилиндрической формы занимают много места. Но стоит учитывать, что плоские модели имеют небольшие теплосберегающие качества. Такой вариант оправдан при нечастом применении, так как занимает немного места и хорошо вписывается в небольшие ниши или шкафы.

Компактная конструкция для дачи

Плоские водонагреватели имеют глубину в пределах 23-28 см. При этом устройство быстро прогревает воду. Также в некоторых моделях имеются специальные рассекатели, которые могут регулировать смешение воды разной температуры.

Важно учесть и некоторые недостатки плоских приборов. Они имеют меньший срок службы

Кроме того, конструкция предполагает наличие двух ТЭНов, установка которых увеличивает количество соединений. Прослойка теплоизоляции не такая толстая, как в стандартных конструкциях.

Плоские модели занимают не так много места

Чтобы выбрать правильную конструкцию необходимо учитывать такие параметры:

объем бака зависит от количества людей, которые будут его использовать, а также от требуемого объема воды;
объем внутреннего покрытия может быть из нержавейки или из эмали;
показатель мощности влияет на скорость прогрева воды;
габариты и разновидность крепления;
выбор производителя.

Стоит учитывать, что в процессе эксплуатации, любые нагреватели подвергаются разрушающему воздействию от агрессивных компонентов, резких скачков температуры и высокого давления.

Как выбрать объем бака: как влияет численность людей и потребности

Выбор водонагревателя с баком зависит от многих параметров

Важно, чтобы конструкция удовлетворяла всем нуждам, а также являлась экономичным решением. Минимальный размер бака -10 литра, а максимальный 150

Можно выбрать такие конструкции:

емкости 10 литров хватит для хозяйственных нужд, например мытья посуды и для принятия душа одним человеком. Но такое устройство быстро прогревается, а также расходует небольшое количество электроэнергии;
для двух человек подходит модель 30 литров, но при этом понадобится немного ждать, пока емкость не прогреется. Для заполнения ванны такого объема маловато, так как для наполнения потребуется несколько часов;
объем 50 литров подойдет для нужд небольшой семьи. Это самые популярные модели;
с баком электрического накопительного водонагревателя 80 литров можно даже принять ванну. При этом такого объема недостаточно для вместительных джакузи;
изделия от 100 литров подходят для больших семей. Но такие устройства имеют значительный вес и большие размеры. А для монтажа установок в 150 литров стоит проверить, выдержат ли несущие конструкции такой вес.

Необходимый объем бака подбирается индивидуально

Особенности выбора по уровню мощности

Во всех электрических бойлерах для нагрева воды накопительного типа размещается 1 или пара ТЭНов. А данные детали могут иметь разные параметры мощности. В небольших резервуарах устанавливается 1 нагревательный элемент. При этом его мощность составляет 1 кВт.

А электрические накопительные водонагреватели 50 литров оборудуются механизмом с значением 1,5 кВт. Модели вместимостью примерно 100 литров комплектуются устройствами с значениями – 2-2,5 кВт.

Напольный вариант оборудования имеет большую мощность

Нюансы выбора типа управления

Особыми преимуществами известен способ электронного управления. Он имеет замечательные декоративные свойства и удобство при применении. При этом цена электрического плоского водонагревателя 30 литров накопительного типа может быть в разы больше, чем у устройства с механическими настройками.

При наличии электрического управления нужные показатели проставляются один раз, а затем им не требуется настройка каждый день. Помните, что поломка хотя – бы одного элемента может привести к выходу из строя всего оборудования.

Простота управления на базе электроники

В чем преимущества антикоррозийной защиты

Современные модели имеют специальную защитную прослойку, который предотвращает образование коррозии и причиняет вред конструкции.

Баки могут быть такими:

нержавеющими;
титановыми;
эмалированными.

Поверхности внутри резервуаров регулярно контактируют с жидкостью, что вызывает возникновение ржавчины. В качестве покрытия применяется титановое напыление или стеклофарфор. Вариант из стеклокерамики плохо выносит скачки температур, что вызывает появление трещин.

Краткая историческая справка

В 1760 году швейцарец Соссюр придумал солнечный водный обогреватель. Он взял две емкости с водой и поместил их в сосновую изолированную коробку, сверху закрытую стеклом. Солнечный свет, преодолевая стекло, попадал на черную подкладку коробки, которая при поглощении солнца превращала его в тепло, в результате чего вода нагревалась. Но это был только опыт. В 1891 году в США выпустили первый солнечный водонагреватель для продажи.

В 1868 году английским художником Моэном изобретен первый домашний водонагреватель, работающий на твердом топливе. Изобретение было названо гейзером в честь горячего источника в Исландии. Прибор нагревал протекающую через трубы воду горячими газами от горелки, которая располагалась внизу, и вода стекала в ванну или подставленный сосуд. Изобретение осталось без будущего, так как не имело дымохода и представляло опасность для человека.

В этом видео вы узнаете схему подключения бойлера к водопроводу:
Серии опытов по изобретению водонагревателя были предприняты в Европе и США. В конце XIX века американцы уже продавали свои первые газовые водонагреватели, а позднее норвежский инженер Эдвин Руд, эмигрировав в США, создал газовый накопительный водонагреватель, который и сейчас активно используется в Америке. В 1905 году одна из европейских компаний выпустила первый в мире газовый водонагреватель, изобретателем которого был немецкий инженер Йоханн Вайплант.

Упоминания о накопительных электрических нагревателях появлялись еще в 30-х годах. Но только в середине 90-х годов французской компанией Atlantic была разработана и усовершенствована система сухого тэна.

В России в 40-х годах начался выпуск газовых проточных водонагревателей. В 90-е годы из-за рубежа стали завозить электрические, которые и в настоящее время пользуются популярностью.