Как работает и из чего состоит нагреватель воды

Специфика каждого вида водонагревателей подразумевает свои плюсы и минусы, а так же особенности ухода. Конечно, каждая модель имеет свои дополнительные функции, параметры и характеристики. Здесь указан наиболее общий, базовый принцип работы и устройства агрегатов для нагрева воды.

Устройство проточного водонагревателя

Электрические и газовые проточные водонагреватели имеют ряд общих черт, основанных на схожем принципе работы.

Вода в этих аппаратах не задерживается, а прямиком из водопровода попадает в водозаборную точку (душ или кран), предварительно нагревшись во время движения через нагревательный элемент. Им является ТЭН - если это электрические водонагреватели, или теплообменник - если газовые. Основной момент – производительность и мощность аппаратов. Какое количество воды может производить аппарат в единицу времени и, соответственно, температура воды зависят от этих характеристик.

Проточные водонагреватели могут быть разнообразной конфигурации. По схеме строения проточный аппарат имеет следующие составляющие:

  1. Вытяжная трубаустройство проточного водонагревателя
  2. Теплообменник
  3. Газовая горелка
  4. Вентилятор (формирователь тяги)
  5. Пульт управления
  6. Датчик потока
  7. Горячая вода к крану
  8. Подвод газа
  9. Подвод холодной воды
  10. Холодная вода к крану

Принцип работы проточных водонагревателей может осуществляться двумя способами: напорным или безнапорным, и, соответственно, они делятся на два типа - однофазные и трехфазные. Напорные или трехфазные агрегаты способны обслуживать как одну, так и сразу несколько водозаборных точек. Их принцип работы основан на  давлении при входе в устройство и внутри его. А безнапорные или однофазные агрегаты, как правило, имеют дело только с одной водозаборной точкой, они работают при давлении только на входе в водонагреватель.

Нагревательный элемент

Нагревательным элементом в электрических проточных водонагревателях является так называемый ТЭН или термоэлектронагреватель, который может быть «мокрого» и «сухого» типа. ТЭН «мокрого» типа предполагает его прямой контакт с водой, что, с одной стороны, производит максимально качественный нагрев воды и позволяет экономить электричество, а с другой – увеличивает риск поражения электрическим током в случае неполадок. Тогда как ТЭН «сухого» типа предполагает наличие воздушного пространства между нагревательным элементом и водой, ТЭН в таких устройствах заключен в металлическую колбу. Сторонники «мокрого» типа считают, что такой вариант неэффективен, ведь воздух принято считать теплоизолятором. Однако, специалисты, разрабатывающие «сухой» метод, говорят о высоком качестве работы, благодаря новым технологиям и прогрессивным конструкциям инструментов.

Горелка

Если говорить о газовых проточных водонагревателях, то здесь нагревательным элементом выступает газовая горелка. Зажигать газ вы можете по-разному, в зависимости от модели аппарата, однако, на сегодняшний день более популярными считаются колонки с автоматическим или электронным розжигом, хотя не ушли в прошлое и модели с «кнопкой» или пьезой для зажигания газа. С электророзжигом пламя автоматически генерируется при включении воды и затухает при выключении. Такие устройства способны самостоятельно возобновлять работу при перебоях в электроснабжении. Единственным минусом может служить то, что придется менять батарейки.

В газовом проточном агрегате температура воды зависит от ее объема, а так же мощности работы инструмента. Мощность вы можете регулировать самостоятельно, однако, если вы увеличите напор воды или включите где-либо еще один кран, температура воды спадет. Разработки не стоят на месте, и уже модели газовых проточных водонагревателей с модуляционной горелкой способны самостоятельно регулировать мощность, чтобы не возникало резких перепадов.

Теплообменник

Вода, нагреваясь, проходит через теплообменник, качество которого является очень важным для газовой колонки. Стальной теплообменник позволит вам сэкономить при покупке, но значительно сократит срок эксплуатации. Самым лучшим по праву считается медный теплообменник, который увеличивает не только время службы, но и КПД агрегата.

А что же происходит с продуктами сгорания, ведь мы имеем дело с газом, а не электричеством? Существует два типа водонагревателей: с открытыми и закрытыми камерами сгорания.  Открытая камера сгорания предполагает выход отходов в дымоход, а закрытая  - принудительный отвод продуктов в специальное устройство (коаксиальный дымоход).
Важным является то, что такой аппарат очень реагирует на сильные перепады давления воды.

Регуляционные и защитные элементы

Регулировать температуру и производить контроль работы водонагревателя – функция термостата. Именно он защищает аппарат от перегрева и непредвиденных поломок. Система регулировки происходит следующим образом: вы самостоятельно устанавливаете нужную вам температуру при помощи терморегулятора, а термостат автоматически ее поддерживает до тех пор, пока вам опять не захочется ее изменить. Если уровень воды падает менее чем на 3-5%, термостат отключает устройство, а точнее, прекращает работу ТЭНа.

Очень важным элементом, как в электрических, так и в газовых водонагревателях является магниевый анод. Он защищает практически все элементы от коррозии. Не будь его, агрегаты служили бы не более полугода, именно через такое время следует периодически менять анод.

Но для защиты устройства немаловажную роль играет и внутреннее покрытие бака.  Оно может быть из стеклофарфора, эмали, высокотемпературной керамики, пенополиуретана или другого материала.

Необходимой так же является теплоизоляция бака, чем она выше и качественнее, тем меньше тепловых потерь и затрат на нагрев воды. Особую роль теплоизоляция играет, конечно, в накопительных водонагревателях.

Мощность их может быть абсолютно любой, она может составлять 3300 Вт, как, например, в модели Ariston Bravo M 3323 U-PV1 или 25,1 Вт в модели Bosch WST 120 RO, а может составлять 26200 Вт, как в моделях Bosch GWH 15-2 COD H и Bosch GWH 15-2 CO P. Производительность водонагревателя узнается по характеристике «минимальный поток воды». Так модель Термекс ID 80 H (RZB80-D) при мощности 2000Вт имеет минимальный  поток воды - 6 л/мин. Некоторые аппараты содержат и сведения о максимальной температуре нагрева, например в Термекс ID 80 H (RZB80-D) она составляет 60 градусов С.

Накопительные водонагреватели

Схема накопительного водонагревателя выглядит примерно следующим образом:

  • корпус;
  • бак, защищенный специальным покрытием;
  • магниевый анод;
  • термоизоляция;
  • камера сгорания, открытого или закрытого типа, либо электрический ТЭН;
  • термостат;
  • у газовых агрегатов вытяжной колпак, газовая горелка;
  • блок управления;
  • система защиты;
  • температурный датчик;
  • предохранительный клапан;
  • электрический кабель (для электрических моделей);
  • лампочка-индикатор.

Принцип работы накопительных водонагревателей основан на том, что холодная и горячая вода имеют разную плотность. Так в аппарате она расположена слоями, внизу – холодная (она имеет большую плотность), вверху – горячая. Холодная вода попадает и, не смешиваясь с горячей, выталкивает ее к водозаборной точке. В связи с этим вы получаете непрерывный поток стабильно горячей воды, без каких-либо сбоев в работе и лишних затрат. Нагрев воды осуществляется благодаря ТЭНу или газовой горелке, в зависимости от типа аппарата. Накопительные модели обеспечат стабильно горячую воду из нескольких водозаборных точек.

Бак

Резервуар с водой в электрических моделях может достигать от 10 до 100 и более литров, соответственно, и время нагрева будет варьироваться, исходя из габаритов и мощности аппарата. Так в модели Ariston PRO ECO 80 H объемом 80л время нагрева составляет 186 мин, а в модели Термекс IF 30 V (RZB30-F) объемом 30 л – всего 50 мин. Однако в водонагревателе Ariston TI SHAPE Plus 100 H EE, объем которого 100л, вода нагревается всего за 170 мин, при мощности 1500 Вт. Внутри бак должен быть покрыт высококачественными экологически чистыми материалами, ведь качество воды, ее температура, а так же срок годности прибора  зависит именно от них.

Объем баков газовых моделей может составлять более чем 300 л, так модель Ariston NHRE 60 имеет объем 350л. Накопительные водонагреватели – это еще и мощнейшие в своем роде устройства: мощность того же Ariston NHRE 60 составляет 67000 Вт, а у Ariston NHRE 18 – 22000 Вт при объеме в 175 л.

Все накопительные аппараты в свою очередь делятся на вертикальные и горизонтальные, в зависимости от своей конфигурации. Некоторые модели, такие как Термекс IF 50 V (RZB50-F) являются образцами плоских водонагревателей нового поколения.

Термоизоляция

При заборе горячей воды, холодная поступает в накопительный водонагреватель автоматически и нагревается до заданной температуры. В газовых моделях тепло передается через камеру сгорания, а продукты горения выходят через специальные трубы внутри бака за счет естественной или принудительной тяги, в зависимости от того, открытая это или закрытая камера сгорания.  Выключенный аппарат еще долгое время сохраняет горячую воду благодаря теплоизоляции, благодаря ей же обеспечивается и прекрасное качество воды. В таких агрегатах маловероятно образование накипи.

Это качество очень важно именно для накопительных моделей, так как их основные функции  - нагрев и хранение воды. Чем выше термоизоляция – тем экономнее использование устройства и тем лучше само качество воды.

Анод

И, конечно же, никуда не обойтись без анода, который передает поток электродов к тому месту, где есть или намечается повреждение в защитном покрытии. От качества магниевого анода зависит и длительность службы водонагревателя. Соответственно, если вы не поскупитесь приобрести дорогой и качественный аппарат, вам не придется в скором времени менять в нем анод.

Как правило, накопительные водонагреватели имеют даже больше функций, чем проточные. Так модель Термекс ER 100 V  имеет функцию антибактериальной очистки воды, а Термекс Ultra Slim RZL 40 – функцию ускоренного нагрева воды.

Система защиты

Автоматическая система защиты предохранит аппарат от «замерзания» и перегрева. Стоит сказать, что система защиты в накопительных водонагревателях включает в себя систему клапанов, которая иногда носит название «группа безопасности». Предохранительный или редукционный клапан пропускает воду только в одном направлении и контролирует давление воды внутри бака.

Особенность этой группы состоит в том, что она не всегда идет в комплекте с самим водонагревателем и иногда приходится приобретать её отдельно.

Редуктор давления призван компенсировать перепады давления воды в системе водопровода. Если он не входит в комплект, его стоит приобрести дополнительно, однако, установка его достаточно сложна и требует вмешательства специалистов.

Система управления

Существуют водонагреватели с гидравлической и электронной системой управления. Разница между ними состоит в том, что гидравлическое управление зависит от давления воды на выходе: чем оно выше, тем ниже температура воды. А электронное управление осуществляет микропроцессор, встроенный в аппарат. Это очень удобно, так как независимо от напора вы будете получать воду необходимой температуры. Такой функцией обладают модели Ariston AM 50SH2.0 Ei3 FE и Термекс ID 80 H (RZB80-D).

Устройство бойлера косвенного нагрева

Собственно, почему нагрев называется косвенным? В бойлере вода нагревается не непосредственно от нагревательного элемента, а через промежуточный теплоноситель – антифриз или ту же воду. То есть от системы отопления или отопительного котла она идет через змеевик (теплоноситель) и нагревает воду непосредственно в самом бойлере.

Устройство бойлера содержит в себе все те же компоненты, что и обычные водонагреватели:

  1. Индикатор температурыустройство бойлера
  2. Трубчатый теплообменник
  3. Гильза термоэлемента
  4. Сухой керамический термоэлемент
  5. Рабочий термостат с наружным блоком управления; предохранительный термостат
  6. Крышка электроподсоединения
  7. Труба подачи холодной воды
  8. Гильза рабочего и предохранительного термостата
  9. Труба подачи теплой воды
  10. Магниевый анод
  11. Стальной эмалированный резервуар
  12. Полиуретановая изоляция 42 мм без фреона
  13. Кожух водонагревателя
  14. Циркуляция - только в нагревателях с теплообменником 1 м2
  15. Второй выход для горячей воды.

Специфичным будет только: змеевик (трубчатый теплообменник)

Это греющий элемент в стальном патроне, через который проходит вода или антифриз. Он подключается к системе или котлу отопления через отдельный контур с насосом.

Время нагрева воды напрямую зависит от мощности и площади поверхности змеевика.

Он может быть «двойным», такой теплообменник имеет меньшую высоту свивания и обеспечивает более мощный и концентрированный нагрев. А так же возможен «змеевик в змеевике», который находится глубоко в бойлере для равномерного и плодотворного нагрева воды. Покрыт он специальной эмалью, соответствующей всем гигиеническим нормам.

Диффузор

На входе холодной воды он разделяет ее с горячей, чтобы не снижать температуру. К тому же он регулирует направление потока.

Циркуляционный насос

Обеспечивает необходимый проток через змеевик и поддерживает заданный уровень температуры воды.

Бак бойлера может быть объемом как 60 так и 200 литров, настенного или напольного типа. Диапазон мощности может варьироваться от 10 до 45 кВт.

Автор: www.vseinstrumenti.ru

Полезная статья?
Да
 (19)
 /
Нет
 (2)

     
 
Хотите оставить отзыв?

 
     



 
 
Наверх Вниз
Ваш запрос принят.