Водонагреватели накопительные, как они работают

2 Преимущества и недостатки бойлеров

Именно накопительные водонагреватели используют при отсутствии централизованной системы подачи горячей воды. Пользоваться ими настолько удобно, что нередко их устанавливают даже для кратковременной эксплуатации в периоды отключения горячего водоснабжения. Этому способствует значительное количество преимуществ:

• Возможность нагрева больших объемов воды.
• Способность обеспечивать водой несколько точек водозабора. Один бойлер можно использовать для снабжения нескольких ванных комнат и умывальников. Это свойство чрезвычайно полезно для загородных домов.
• Функционирование устройства не зависит от напора воды. Это главная особенность накопительных водонагревателей. В проточных моделях температура нагрева регулируется именно изменением скорости прохождения воды через нагреватель.
• Возможность нагрева жидкости до высоких температур. При необходимости на выходе устройства можно получить температуру до 85 градусов.
• Качественная теплоизоляция бака дает возможность в течение длительного времени сохранять температуру. Такое свойство позволяет добиться существенной экономии и делает эксплуатацию водонагревателя более удобной.

Разумеется, как и любые другие устройства, бойлеры для нагрева воды имеют свои недостатки. Однако к особенностям эксплуатации таких приборов легко привыкнуть. Среди минусов можно выделить следующие:

• Первоначальный нагрев полностью заполненного бака занимает длительное время.
• При небольшом расходе воды постоянное поддержание требуемой температуры сопряжено с дополнительными затратами энергии на нагрев.
• Размещение емкости требует наличия достаточного свободного пространства. Если площадь ограничена, придется отдать предпочтение компактной модели.
• Высокая стоимость. Устройства проточного нагрева стоят значительно дешевле, но не подходят для постоянного использования.
• При длительном отсутствии забора качество воды может снижаться. При перерывах в эксплуатации рекомендуется сливать жидкость из бака.

Плюсы и минусы индукционных устройств для нагрева воды

Прибор имеет довольно простую конструкцию и не требует специальных документов, разрешающих использование и установку. Индукционный нагреватель воды имеет высокую степень эффективности и оптимальную для пользователя надежность. При использовании его в качестве котла для отопления можно даже не устанавливать насос, так как вода течет по трубам благодаря конвекции (при нагреве жидкость практически превращается в пар).

Также устройство обладает рядом преимуществ, что выгодно отличает его среди других видов водонагревателей. Итак, индукционный нагреватель:

• намного дешевле своих аналогов, такое устройство можно без проблем собрать самостоятельно;
• полностью бесшумный (хотя катушка и вибрирует при работе, но эта вибрация не ощутима для человека);
• во время работы вибрирует, благодаря чему грязь и накипь не прилипает к его стенкам, поэтому и в чистке не нуждается;
• имеет теплогенератор, который можно легко сделать герметичным благодаря принципу работы: теплоноситель находится внутри нагревательного элемента и энергия передается нагревателю посредством электромагнитного поля, никаких контактов не нужно; поэтому не понадобятся уплотнительные резинки, сальники и прочие элементы, способные быстро испортиться или протекать;
• ломаться в теплогенераторе просто нечему, так как воду нагревает обычная труба, которая неспособна испортиться или перегореть, в отличие от ТЭНа;

Несмотря на огромное количество достоинств, индукционный водонагреватель имеет и ряд недостатков:

• первый и самый болезненный для владельцев – это счет за электричество; прибор нельзя назвать экономичным, поэтому придется выкладывать порядочную сумму раз за его использование;
• второе – устройство сильно греется и нагревает не только себя, но и окружающее пространство, поэтому лучше не прикасаться к корпусу теплогенератора во время его работы;
• третье – прибор имеет крайне высокую эффективность и теплоотдачу, поэтому при его использовании обязательно устанавливайте датчик температуры, иначе может взорваться система.

Устройство накопительного водонагревателя электрического

Самым главным в конструкции является ТЭН, благодаря которому и происходит нагрев воды. Внешний кожух служит для защиты водонагревателя, после него идёт слой теплоизоляции, необходимый для экономии электроэнергии. Если производителем предусмотрена хорошая теплоизоляция, то вода может оставаться тёплой до 2 суток. Традиционными материалами для теплоизоляции служит жёсткий вспененный полиуретан либо поролон. Если нужно обогревать воду в больших количествах, то теплоизоляции поставляется отдельно от бака, что позволяет увеличить рабочий объём.

К основным элементам устройства относят:

• внешний кожух;
• слой теплоизоляции;
• водонагревательная ёмкость;
• рассекатель;
• вход холодной воды;
• выход горячей воды;
• погружная трубка датчика;
• магниевый анод;
• ТЭН (элемент для нагревания).

Схема подключения и установка

Монтаж накопительного водонагревателя следует производить в точном соответствии с инструкцией по установке, которую вы обязательно найдете в руководстве пользователя.

Мы хотим дать вам несколько рекомендаций, которые позволят произвести подключение прибора к коммуникациям как можно более качественно и безопасно.

• Бойлер следует устанавливать у стены; при этом проследите, чтобы трубы для горячей и холодной воды были ей строго параллельны. Между водонагревателем и стеной должно остаться небольшое расстояние, позволяющее производить профилактический осмотр и техническое обслуживание узловых соединений.
• Для подключения к водопроводу рекомендуется использовать трубу диаметром ¾ дюйма. Встаньте лицом к прибору: труба для горячей воды должна располагаться по левую руку, а для холодной – по правую руку.
• Использование предохранительного клапана для накопительных водонагревателя поможет избежать перегрева устройства и связанных с ним неприятных последствий.
• Перед тем, как начать подключение бойлера к водопроводным трубам, откройте кран с холодной водой. Убедитесь, что она достаточно чистая, без включений песка, частиц ржавчины и другого мелкого мусора. При необходимости, врежьте в трубу специальный фильтр для воды (на участке сети до водонагревателя).
• Также перед началом монтажа рекомендуется проверить давление в водопроводных трубах. Его уровень не должен быть выше 8 бар. Если этот показатель превышен, следует установить редуктор давления.
• Капли воды, падающие из гидравлического клапана – это признак нормальной работы устройства и водопроводной сети. Но необходимо следить за тем, чтобы вода из клапана не попадала на корпус водонагревателя. Для этого к клапану нужно присоединить специальную сливную воронку с выводом в канализацию.
• Если бойлер установлен в загородном доме, в котором отсутствует постоянное отопление, нужно следить, чтобы в баке не оставалась вода, когда температура на улице опускается ниже нуля. Поэтому, покидая дом в холодное время года, всегда сливайте из резервуара остатки жидкости, иначе прибор может выйти из строя.

Как выбрать накопительный водонагреватель для квартиры по расходу

Выбор водогрейки начинается с объема емкости!

Эта емкость выбирается исходя из количества проживающих в квартире или в частном доме людей, которым утром надо будет по очереди принять душ.

Если же нагреватель используется для кухонных нужд, то там будет достаточно 15 — 30 литров.

Для ванной комнаты принцип выбора объема следующий:

• Для двоих человек будет необходим бак 50 литров.
• Для троих оптимальным выбором является 80 литров.
• Для 4 и более человек необходим водонагреватель от 100 и более литров.

Какая мощность у водонагревателя?

Мощность большинства бытовых приборов лежит в пределах от 1,5 до 2,5 кВт.

Водонагреватели с такой мощностью можно включать в розетку без прокладки отдельной линии от щитка и без установки отдельного автомата.

На многих моделях производители устанавливают шнуры электропитания с установленным УЗО (устройство защитного отключения).

УЗО защищает потребителя от удара током из-за  пробоя на корпус.

По законам физики, чем больше мощность нагревательных элементов (чаще всего ТЭНов), тем быстрее будет нагрета вода в баке.

То есть если вам необходимо часто пользоваться горячей водой, то следует выбирать мощность 2-2,5 кВт, в другом случае вполне хватит 1,5 кВт.

Электробезопасность для водонагревателя

Накопительный водонагреватель это прибор, который может ударить человека током.

Поэтому при его установке важно соблюдать следующие простые правила:

• Электрическая розетка, используемая для подключения водонагревателя, должна быть с крышкой. Корпус розетки должен быть герметичным.
• Накопительный водонагреватель должен подключаться через УЗО!!! Для многих бюджетных моделей водонагревателей, УЗО в комплекте не идет и его нужно приобретать отдельно.
• Если нет УЗО, но есть контур заземления, то можно заземлить водонагреватель. Контур заземления — дорогое удовольствие. В многоэтажных домах его чаще всего нет, а заземлять водонагреватель через трубы отопления, водопровода или (не дай Бог!) газоснабжения категорически нельзя! Это может вызвать преждевременный выход из строя металлических труб в результате коррозии.

Внешний вид устройства защитного отключения

Теперь расскажу немного про то, что такое УЗО (расшифровывается как устройство защитного отключения).

УЗО — устройство, которое отключает питание прибора в случае, если значение  дифференциального тока превышает определенный предел (чаще всего 30 или 35 мА).

Если говорить проще, то внутри УЗО есть две катушки — по одной ток втекает в прибор, а по другой вытекает из прибора.

Если нет утечки, то эти токи практически равны друг другу, а в случае утечки появляется разность, которая заставляет УЗО отключить питание.

Устройство защитного отключения будет срабатывать одинаково вне зависимости от того, есть ли «земля» в розетке, которой подключена водогрейка.

Вертикальные, горизонтальные и «универсальные» баки для водонагревателей

Для нужд потребителей производители водонагревателей делают разные варианты установки.

Наиболее популярны «вертикальные» баки (см. рисунок ниже).

Горизонтальные и вертикальные водогрейки

В вертикальных баках, из-за меньшей площади соприкосновения горячей и холодной воды внутри бака, количество горячей воды будет больше, чем в горизонтальных баках.

Это значит, что при всех прочих равных (объеме и мощности) вертикальный вариант даст большее количество горячей воды.

Есть так же хитрые агрегаты, которые можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально ( у компании Ariston это модели под названием Velis).

Плоский или круглый водонагреватель: что лучше?

По форме водонагреватель может быть плоским или круглым (цилиндрическим если говорить правильно).

Они устроены немного по-разному, но суть одна и та же! Чаще всего выбор формы определяется предпочтением покупателя, либо габаритами того или иного бака.

К тому же, почти во всех плоских аппаратах, внутренний бак сделан из нержавеющей стали, а среди цилиндрических водогреек большая часть имеет емкость, которая покрыта изнутри эмалью.

Скажу сразу — нержавейка живет дольше, чем эмаль. Например у компании Термекс гарантия на нержавейку 7 лет, а на эмаль 3 года. Советую выбирать именно нержавеющий бак.

Подключение бойлера косвенного нагрева к СО и ГВС

После того, как БКН утвердится на своем законном месте в котельной или ванной комнате, следующим этапом идет подключение бойлера косвенного нагрева к системе отопления.

В самом БКН всего четыре патрубка – вход и выход горячего теплоносителя системы отопления, и вход холодной воды и выход горячей воды системы ГВС. В случае, когда организована циркуляция в системе ГВС, последние два патрубка будут – вход циркулирующей теплой воды из системы ГВС и выход подогретой воды обратно в систему ГВС с циркуляцией.

Пока краны в точках разбора не открыты вода циркулирует по системе ГВС и подогревается бойлером до нужной температуры. Как только кран в точке разбора открыт, вода пошла «по требованию» к потребителю.

Чтобы сделать подключение бойлера косвенного нагрева, нужно подключить два первых патрубка в систему отопления от котла, а два вторых патрубка – в систему горячего водоснабжения.

При работе комбинированного бойлера вода в БКН будет греться не только от теплоносителя в системе отопления, но и может догреваться до установленных потребителем значений при помощи электрического ТЭНа, встроенного в БКН.

Ниже приводится схема подключения бойлера косвенного нагрева, когда БКН располагается непосредственно в помещении котельной.

Обвязка бойлера косвенного нагрева – СХЕМА ДЛЯ НАСТЕННОГО КРЕПЛЕНИЯ:

Обвязка бойлера косвенного нагрева – СХЕМА ДЛЯ НАПОЛЬНОЙ УСТАНОВКИ:

В случае с ГВС, в которой реализована циркуляция горячей воды, в схему добавляется циркуляционный насос, который стоит перед входным патрубком ГВС перед БКН.

В итоге вся схема ГВС и СО с подключением БКН будет выглядеть следующим образом:

Обвязка бойлера косвенного нагрева должна производиться с таким расчетом, чтобы можно было исключить прибор из общей схемы для профилактики или ремонта. С этой целью предусматривается байпас на всех входах / выходах – СО и ГВС.

Еще по этой теме на нашем сайте:

1. Правильная обвязка газового котла отопления – схема и фото Если вас интересует, как делается правильная обвязка газового котла отопления, схема, приведенная на этой странице, поможет вам разобраться в этом…
2. Простая схема отопления частного дома с газовым котлом Самая простая и правильная схема отопления частного дома с газовым котлом представлена на этой странице. Поскольку именно для газовых котлов…
3. Обвязка твердотопливного котла — схема с теплоаккумулятором и без него Сегодня посмотрим, как делается обвязка твердотопливного котла отопления схема с теплоаккумулятором и без оного….
4. Электрокотлы ЭВАН — технические характеристики и схема подключения электрического котла отопления Один из ведущих производителей отопительного оборудования в России — , начала свою историю в 1997 году. Именно тогда была…

Разновидности ТЭНов

Нагревательным элементом проточного электроприбора выступает ТЭН. Тепло излучает спираль от подачи напряжения. В зависимости от исполнения ТЭН бывает:

• Открытый нагреватель состоит из неизолированной спирали, помещенной внутрь пластиковой трубки. Элементы собраны в блок, который заключен внутри прочного корпуса из негорючего пластика. Проходящий поток жидкости омывает горячую спираль, забирая тепло. Особенностью нагревателя является невозможность образования накипи. Это происходит из-за малого объема воды в трубке, а также отсутствия выделения остаточного тепла спиралью сразу после отключения подачи напряжения. Водонагреватели с открытым ТЭНом востребованы для подогрева бассейнов и в регионах с жесткой водой.
• Закрытый ТЭН имеет трубчатый корпус из меди или латуни. Внутри герметически запаяна спираль. Соприкосновение спирали с водой не происходит. Каждый виток спирали изолирован от корпуса кварцевым песком во избежание пробоя. Нагрев воды происходит дольше. Спирали сначала нужно прогреть корпус, а тот уже отдаст накопленное тепло проходящему потоку.

Закрытые ТЭНы склонны к обрастанию накипью, но в плане электробезопасности такие трубчатые нагреватели стоят на первом месте.

Работа проточного электрического водонагревателя

Работа проточного электрического водонагревателя.

Проточный водонагреватель имеет определенные особенности работы. Он подает горячую воду сразу, без промежуточного времени, необходимого для нагрева набранного объема воды. В основном принципе его действия лежит конвекция (перенос) тепла от нагревателя к нагреваемой жидкости. Здесь вода входит в корпус нагревателя по входящей трубе, открываемой по команде реле давления. Внутри корпуса вода проходит между спиралями нагревательного элемента, где приобретает заданную температуру.

Значение температуры нагрева задается регулятором температуры. Нагревательная спираль заключена в камеру, пространство которой контролируется тепловым предохранителем. Работа предохранителя состоит в прекращении подачи тока к нагревательному элементу, когда значение температуры превысило заданное на регуляторе. Также в конструкции существует клемма заземления, которая предназначена для обеспечения электробезопасности пользователей.

Работа электрического накопительного водонагревателя

Устройство электрического накопительного водонагревателя.

Рассмотрим подробно, каким образом поступающая в бак бойлера холодная вода становится горячей на выходе из него. Поступающий холодный водопровод наполняет бак доверху (полностью). Ёмкость накопительного водонагревателя выполняется из прочной стали, внутренняя металлическая поверхность изнутри покрывается защитным слоем для предупреждения коррозионного разрушения. Устанавливается магниевый анод, который отвлекает на себя коррозию вследствие того, что является более активным химическим элементом по сравнению с железом бака или медью нагревателя. Магний в первую очередь вступает в реакцию окисления, со временем разрушается и подлежит замене.

Внутри бойлера термопара измеряет температуру входящей воды и дает сигнал на включение нагрева. Если нагреватель воды электрический, то к нагревательному элементу подается ток, при прохождении которого провод нагревателя разогревается и начинает излучать тепло.

Типы бойлеров

Существует несколько типов водонагревателей, каждый из которых востребован в определенных условиях:

• водонагреватели косвенного типа. Они работают без подключения газа и электричества, а используется тепло, которое вырабатывают другие источники энергии. Присоединяются к отопительному котлу. Удобно использовать при автономном отоплении;
• проточные электрические водонагреватели. Они компактны, не занимают много места. Потребляют много электроэнергии и для их работы необходим сильный напор воды;
• проточные газовые водонагреватели. Это многим известные газовые колонки. Безопасны в эксплуатации и легки в применении;
• накопительные газовые нагреватели воды. Вода в емкости нагревается с помощью газовой горелки. Различаются по типу камеры сгорания. Существует закрытая и открытая камера сгорания. Закрытая не требует вспомогательной подачи воздуха;
• накопительные электрические водонагреватели, в которых используется ТЭН для нагрева воды.

Наиболее популярный из всех типов водонагревателей, используемых в бытовых целях — электрический бойлер с накопительным баком. Бак представляет собой емкость, в которой происходит нагрев воды до нужной температуры с помощью тэна (теплового энергетического нагревателя).

Накопительные бойлеры могут быть двух типов:

• закрытые напорные. Этот тип бойлеров может использоваться одновременно на нескольких точках в системе водоразбора. Например, для ванны и для кухни.
• открытые безнапорные. Обеспечивают горячей водой только одну точку, но такие модели отлично подходят для мест с постоянным перебоем подачи воды. Поэтому, даже если нет давления в водопроводной трубе, пользоваться горячей водой возможно.

Что нужно знать о безопасности

Не забывайте, что мы имеем дело с источником повышенной опасности – электрическим нагревательным прибором, поэтому при его сборке и использовании необходимо соблюдать некоторые правила:

Обязательно используйте отдельную электрическую линию для подключения индукционного котла, а также оснастите его группой безопасности.

1. Если в котле циркуляция воды осуществляется естественным путем, то обязательно оснащайте его датчиком температуры, чтобы при перегреве устройство отключалось автоматически.
2. Не подключайте самодельный водонагреватель в розетку, лучше проведите для этого отдельную линию с увеличенным сечением кабеля.
3. Все открытые участки проводов нужно заизолировать, чтобы обезопасить людей от удара током или ожога.
4. Ни в коем случае не включайте индуктор, если труба не заполнена водой. В противном случае труба расплавится, а прибор замкнет или он может и вовсе загореться.
5. Устройство нужно монтировать на высоте 80 см от пола, но так, чтобы до потолка оставалось около 30 см. Также не стоит его устанавливать в жилой зоне, так как электромагнитное поле плохо сказывается на здоровье людей.
6. Не забудьте сделать заземления индуктора.
7. Обязательно подключайте прибор через автомат, чтобы в случае аварии последний отключил питание от водонагревателя.
8. В систему трубопровода нужно вмонтировать предохранительный клапан, который будет снижать давление в системе автоматически.

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.