Виды конструкции бойлера. Принцип работы водонагревателя

Бойлер – это устройство со встроенным теплообменным аппаратом, которое используется для нагрева воды для хозяйственных и бытовых нужд. Бойлер применяется для горячего водоснабжения офисов, промышленных объектов, частных домов и квартир.

Бойлеры делят на три вида: накопительные, косвенного нагрева и проточные.

Технические характеристики, внешний вид и габариты такого устройства зависят от места, условий эксплуатации и индивидуальных потребностей человека. может колебаться от 80 до 1000 л. Мощность устройства также варьируется в больших пределах и может доходить до 70 кВт. Время нагрева воды до нужной температуры напрямую зависит от его мощности. По способу нагрева воды бойлеры делятся на накопительные, косвенного нагрева и проточные, а по виду потребляемой энергии – на электрические и газовые. Типичное устройство водонагревателя представлено на рис. 1. Рассмотрим более подробно данные разновидности бойлеров.

Бойлер косвенного нагрева

Для работы данного типа водонагревателей нет необходимости использовать твердое топливо, газ или электричество. Он нагревает воду от тепла, которое выделяется другими источниками энергии.

Бойлер косвенного нагрева отлично подходит для загородного дома с автономной системой отопления, так как при его работе не создается дополнительная нагрузка на электрическую систему дома.

Внешне такой водонагреватель похож на бочку цилиндрической формы, хотя часто встречаются и прямоугольные модели, которые обычно устанавливаются возле котла и производятся с ним в одном дизайне. Такой подход позволяет значительно сэкономить место в котельной. Внутренняя емкость водонагревателя изготавливается из пластика или нержавеющей стали, потому что антикоррозионные свойства этих материалов в полной мере соответствуют поставленным перед ними задачам. Корпус устройства состоит из нескольких слоев. Внутри расположена емкость, в которой происходит нагрев и хранение воды. Затем идет слой теплоизолирующего материала. Внешняя обшивка (слой) изготавливается и окрашивается в фирменном дизайне производителя.

Срок службы бойлера напрямую зависит от его внутреннего покрытия.

Внутри бака размещается латунный или стальной трубчатый теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель, поступающий от отопительной установки. Для увеличения площади нагрева трубка выполняется в виде змеевика. Ее форма представляет собой сложную конструкцию, которая рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить максимально быстрый и равномерный нагрев воды. Некоторые производители выпускают бойлеры с 2-мя теплообменниками, что позволяет одновременно использовать несколько источников тепла, например, солнечный коллектор и котел. Для защиты от гальванической коррозии внутри бойлера монтируется магниевый анод, в результате чего коррозии подвергается не емкость, а анод, который периодически нужно менять (его срок службы около 6 месяцев). Многие водонагреватели косвенного нагрева оснащаются ТЭНами для нагрева воды в теплое время года, когда нет необходимости использовать котел. Также в состав бойлера входит термостат и клапан для защиты от повышенного давления.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева

В большинстве случаев данное устройство монтируется в помещении котельной на отдельную площадку или под котлом отопления. Такая установка позволяет уменьшить длину трубопровода, что приводит к снижению теплопотерь и затрат на выполнение монтажных работ. К системе водоснабжения водонагреватель подсоединяется через ввод для холодной воды, через который осуществляется наполнение емкости холодной водой для последующего ее нагрева. Горячая же вода поступает к потребителям через вывод устройства. Со стороны отопления водонагреватель ГВС выступает дополнительным контуром системы. Бак имеет ввод для трубопровода, через который поступает горячая вода, и вывод для обратного трубопровода, через который вода возвращается к отопительной установке для повторного ее нагрева. На подающем трубопроводе монтируется насосно-смесительная группа, которая состоит из смесительного вентиля, управляющего температурой теплоносителя, и циркуляционного насоса, отвечающего за циркуляцию воды в системе. В зависимости от конструктивных особенностей отопительной установки бойлер может подключаться к системе по 2-м схемам. Если в котле предусмотрен отдельный выход на бойлер, то бак подсоединяется непосредственно к нему. Если котел не имеет такого выхода, то бойлер подключается к распределительному коллектору, который устанавливается в котельной.

Накопительные бойлеры

Устройство накопительного водонагревателя является одновременно простым, экономичным и надежным. Его основными элементами являются ТЭН и внутренний бак. Для изготовления бака используется устойчивая к коррозии, высокопрочная, стабилизированная сталь, которая покрыта стеклофарфором, благодаря чему вода в емкости всегда будет чистой. Трубки для подачи холодной и отвода горячей воды находятся внутри бойлера. Снизу в емкость поступает холодная вода, которая с помощью рассекателя струи распределяется равномерно по всему баку. Горячая же вода, вытесняемая холодной, поднимается вверх, где и осуществляется ее забор. На стальном фланце бойлера установлены:

1. Магниевый анод, который снижает коррозию внутри бака.
2. Термостат с двойной защитой.

С помощью термостата осуществляется плавная регулировка температуры воды на выходе прибора. Он оснащен устройством защиты от перегрева. Если температура воды достигает +85 °С, срабатывает защитное устройство, которое отключает ТЭН от сети. Система также укомплектована предохранительным клапаном, который устанавливается на трубке подачи. Благодаря этому клапану:

• уравнивается давление нагреваемой воды и воды в трубопроводе;
• предотвращается самопроизвольный слив воды, когда отключается ее подача в магистральной сети;
• при повышении магистрального давления его избыток автоматически сбрасывается.

Данный вид бойлеров отлично подходит для коттеджей и дач, так как они потребляют немного электрической энергии.

Проточные водонагреватели

Основными элементами таких установок выступает теплообменник и нагревательный элемент. Они изготавливаются из таких материалов, как медь и сталь. Главное отличие таких водонагревателей от остальных в том, что вода в них не накапливается, а сразу поступает к потребителю. Принцип действия у них такой: по трубкам теплообменника течет холодная вода, которая нагревается нагревательным элементом (электрическим или газовым). Почти все современные модели включаются автоматически при открытии крана с горячей водой. При этом происходит розжиг горелки (включение ТЭНа), которая нагревает холодную воду до необходимой температуры, регулируемой с помощью термостата. Помимо описанных элементов, в состав проточного водонагревателя входят:

• клапан, который производит переключение крана на душ без включения и выключения воды;
• патрубок для воды, поступающей в бойлер;
• стабилизатор мощности, позволяющий регулировать температуру воды;
• регулятор мощности потока воды, позволяющий установить необходимый напор воды;
• ТЭН (газовый фитиль) для нагрева воды;
• датчики, регулирующие работу тех или иных программ;
• предохранительная мембрана, позволяющая обезопасить потребителя от резких скачков напора воды.

Перед покупкой того или иного варианта водонагревателя лучше всего проконсультироваться со специалистами, которые смогут дать полезные советы и рекомендации. Неправильный выбор данного устройства грозит постоянной нехваткой горячей воды.

Без горячего водоснабжения современный комфортный дом просто немыслим. Ассортимент предлагаемого для его обеспечения оборудования достаточно широк. Купить — не проблема, главное, правильно выбрать. А чтобы правильно выбрать, нужно хорошо представлять, как устроены и как работают приборы, обеспечивающие горячее водоснабжение.

Рис. 1. Схема электрического накопительного водонагревателя.

Познакомить в одной статье со всеми этими устройствами невозможно, поэтому ее задача несколько уже — рассказать, какова конструкция накопительного водонагревателя, как он работает.

Итак, накопительный водонагреватель (бойлер) — относительно большая емкость с расположенным чаще всего внутри нее источником тепла. Водонагреватели косвенного нагрева, в которых вода нагревается паровым или водяным теплообменником, в быту практически не применяются, поэтому в статье подробно рассматриваются электрические и газовые бойлеры.

Устройство электрического накопительного водонагревателя

У водонагревателя этого типа, как следует из его названия, источником тепла является электронагревательный элемент (ТЭН). Мощность, которую потребляют электрические водонагреватели, обычно составляет 1-3 кВт, то есть их можно питать от обычной осветительной электросети. Есть модели, рассчитанные на большее энергопотребление (потребляемая мощность до 6 кВт), которые требуют подключения к силовой линии питания.

Рис. 2. Схема внутреннего бака газового накопительного водонагревателя: 1 — газовая горелка; 2 — дымоход; 3 — патрубок подачи холодной воды; 4 — труба отбора горячей воды.

В некоторых моделях ставят не один, а два ТЭНа. Например, вместо одного нагревателя, имеющего мощность 3 кВт, ставят два по 1,5 кВт или пару — 1 кВт и 2 кВт. Бойлеры такой конструкции имеют следующие преимущества:

• когда не нужно много горячей воды, можно включить один ТЭН, снижая мощность, а значит, и нагрузку на сеть;
• если один из ТЭНов перегорит, бойлер может продолжать работать (но сгоревший ТЭН, конечно, нужно будет позже заменить).

Конструкция электрического накопительного водонагревателя показана на рис. 1. Его элементы обозначены следующими цифрами:

1. Внутренний бак.
2. Магниевый анод.
3. Наружный корпус.
4. Патрубок подвода холодной воды.
5. Труба отбора горячей воды.
6. Термометр.
7. Теплоизоляция.
8. Термостат с регулятором.
9. Декоративная крышка.
10. Индикаторная лампочка.
11. Кронштейн для крепления к стене.

Для того чтобы бак водонагревателя хорошо сохранял тепло, он должен иметь хорошую теплоизоляцию. Большинство современных бойлеров с этой задачей справляются неплохо, допуская остывание воды не более чем на 5-7°С в сутки. Тем не менее чем толще слой теплоизолятора (обычно пенополиуретана), тем лучше. Но и габариты устройства при этом тоже возрастают.

Рис. 3. Схема подключения бойлера.

Важной деталью в устройстве электрического водонагревателя является термостат, осуществляющий контроль температуры воды. При достижении установленной на его шкале температуры ТЭН отключается, при остывании на полградуса вновь включается энергопотребление. С точки зрения безопасности очень хорошо, если водонагреватель кроме основного имеет еще и дополнительный термостат.
Нагрев воды до температуры 60-65°С обеспечивают все бойлеры, тем более, что максимальная температура ее нагрева не так уж и важна. Обычно на регуляторе термостата имеется значок «Е» — нагрев до температуры 60°С, которая считается оптимальной и с точки зрения экономичности, и с позиции долговечности прибора. Дело в том, что при более высокой температуре активизируется выделение солей на ТЭНе и внутренних стенках бака.
Для обеспечения дополнительного предохранения внутреннего бака от коррозии служит магниевый анод. При его взаимодействии с водой образуются малорастворимые соединения, которые, оседая на незащищенных участках, обеспечивают защиту стали от коррозии. При этом сам анод разрушается, поэтому примерно раз в 1-2 года его следует менять.
Нельзя подключать бак без защитного заземления. Это может быть опасно не только для здоровья, но и для жизни, а незаземленный внутренний бак быстрее выйдет из строя вследствие возникновения в нем вихревых и блуждающих токов.

Устройство газового накопительного водонагревателя

Выше уже говорилось, что источником энергии для бойлера может быть не только электричество, но и газ. Установка газового накопительного водонагревателя позволяет сократить время нагрева воды. Минимальная мощность газовых нагревателей 4-6 кВт, что в сравнении с электронагревателями (мощность 1,5-3 кВт) выглядит намного солиднее.
Сравнение газового и электрического водонагревателя с баком объемом 150 л:

Рис. 4. Схема подключения бойлера с горячим водоснабжением.

Вывод очевидный — именно газовый накопительный бойлер объединяет в себе основные преимущества водонагревателей:

• накопительный бак дает возможность без проблем пользоваться нагретой водой одновременно в нескольких заборных точках;
• возможность устройства при необходимости ветки рециркуляции, позволяющей не только сократить время ожидания горячей воды в удаленных от бойлера точках, но и сократить потери воды, которая во время ожидания просто сливается в канализацию;
• благодаря более низкой стоимости газ на сегодня — наиболее дешевый вариант подогрева воды.

Кроме очевидных преимуществ есть у газового водонагревателя и столь же очевидные минусы:

• высокая стоимость самого бойлера;
• высокая стоимость его установки;
• необходимость сооружения дымохода, который можно установить далеко не в каждой квартире.

Вследствие этих причин газовые водонагреватели пока широкого распространения не получили.
Конструкция внутреннего бака газового накопительного водонагревателя показана на рис. 2. Его основные элементы обозначены следующими цифрами:

1. Газовая горелка.
2. Дымоход.
3. Патрубок подачи холодной воды.
4. Труба отбора горячей воды.

Конструкция самого газового бойлера похожа на конструкцию электрического бойлера — тот же эмалированный или нержавеющий бак, та же пенополиуретановая теплоизоляция. Только нагревателем является газовая горелка, требуется дымоход, контролирующая и регулирующая автоматика. Довольно высокие первоначальные затраты на установку такого бойлера компенсируются позже низкой себестоимостью производства горячей воды.

Объем бака накопительного водонагревателя

Понятно, что этот объем должен быть таким, чтобы воды хватало с запасом на все нужды. Слишком большой объем — тоже плохо: стоит дорого, да и установить громоздкий бойлер в стандартной квартире непросто. Кроме того, у такого бойлера больше мощность и, как следствие, большее энергопотребление. Нужна золотая середина.
В большинстве случаев горячая вода нужна не только для мытья посуды, но и для того, чтобы принять ванну или душ. Больше всего воды понадобится для ванной. Объем стандартной ванны 100-250 л. Это совсем не означает, что бойлер должен иметь аналогичный объем. Если учесть, что ванна не должна наполняться до краев, а горячая вода разбавляется холодной, объем горячей воды должен составлять примерно 60% объема ванны.
Каких-то конкретных формул для расчета необходимого объема бака нагревателя не существует. Опыт показывает, что расход горячей воды с температурой 60°С на одного человека в сутки составляет:

• кухонная мойка — 8-16 литров;
• ванна — 60-120 литров;
• душ — 16-27 литров;
• раковина — 6-10 литров.

Если ограничиться мытьем посуды на кухне, вполне можно обойтись накопителем объемом 5-15 литров. Он может быть установлен над мойкой или под ней.
В общем случае можно воспользоваться следующими ориентировочными данными для семей разного численного состава:

• один человек — рекомендуется бойлер на 50-80 литров;
• 2-3 человека — рекомендуемый объем бойлера 80-100 литров;
• 4 человека — водонагреватель объемом 120-200 литров.

Если не ставить условия приема ванны членами семьи друг за другом, а тем более, если ограничиваться душем, можно брать нижнюю границу рекомендуемого диапазона. Большой бак стоит использовать лишь тогда, когда нагретая вода нужна в больших количествах в течение всего дня. Иначе бойлер не оправдает средств, вложенных в него.

Внутреннее покрытие бака накопительного водонагревателя

В качестве внутреннего антикоррозийного покрытия в баках используются:

• титановое напыление;
• нержавеющая сталь;
• эмаль (стеклоэмаль, стеклокерамика, стеклофарфор);
• полимерное покрытие.

Самое ненадежное покрытие — полимерное, поэтому в последних моделях оно практически не применяется. Наиболее популярные (и самые дешевые) покрытия из эмали. Самый большой недостаток этих покрытий — чувствительность эмали к перепадам температуры. Следствием является появление на покрытии микротрещин.

Подключение бойлера к системе водоснабжения

Для подключения нагревателя к системе водоснабжения важно, чтобы была обеспечена правильная разводка водопроводных труб. При отсутствии горячего водоснабжения схема подключения бойлера выглядит так (см. рис. 3):

1. Водонагреватель.
2. Основной запорный вентиль.
3. Запорные вентили для монтажа-демонтажа.
4. Сливной вентиль для спуска воды.
5. Предохранительный (обратный) клапан.
6. Гибкие водопроводные шланги.
7. Смеситель.

Бойлер хорош тем, что может быть подключен к существующей системе с горячим водоснабжением в качестве дополнительного источника горячей воды. Для этого случая схема подключения бойлера приведена на рис. 4. Обозначения на этой схеме те же, что и на рис. 3. При работе этого бойлера вентиль (2) от трубы горячего водоснабжения должен быть обязательно перекрыт, иначе нагретая бойлером вода будет уходить в эту трубу.

Как сделать эксплуатацию бойлера долгой, экономичной и безопасной

Для обеспечения максимально долгой эксплуатации нагревателя рекомендуется соблюдать следующие правила:

• каждые год-два менять в обычных моделях магниевый анод, а в моделях с покрытием из нержавейки — ТЭН;
• не устанавливать регулятором максимальную мощность — достаточно 80%;
• регулярно осуществлять чистку бака;
• уезжая зимой на длительное время, сливать из бака воду.

• при двухтарифном счетчике нагревать воду ночью, а днем отключать нагреватель;
• очень хорошо утеплить дополнительно бойлер фольгированной стекловатой.

• тщательный и прочный монтаж на стене;
• обязательная установка предохранительного клапана на подводящую трубу;
• электробезопасность — заземление, УЗО (устройство защитного отключения), подключение только через влагозащищенную розетку.

Пусть выбранный вами накопительный водонагреватель долго радует вас надежной работой, делая вашу жизнь более комфортной.

Автономное горячее водоснабжение частного дома и квартиры - один из самых актуальных бытовых вопросов современности. В зависимости от принципа работы водонагревателя они подразделяются на несколько типов. Среди них электрические агрегаты накопительного типа, аппараты косвенного нагрева, газовые модели, проточные варианты. Наиболее популярной модификацией считается накопительный бойлер. Рассмотрим его устройство, особенности функционирования, а также существующие аналоги и отзывы потребителей.

Устройство

Чтобы понять принцип работы водонагревателя, изучим его устройство. Оно довольно простое и понятное. При этом они считаются экономичными и надежными агрегатами. Функционал бойлера основывается на двух основных элементах: баке и нагревательном элементе (ТЭНе).

Особое внимание при производстве рассматриваемых приспособлений для нагрева воды уделяется внутреннему покрытию. Материалом изготовления баков преимущественно служит специальная стабилизированная сталь. Она отличается прочностью и устойчивостью к коррозии. Внутренняя часть резервуаров покрывается стеклофарфором, который отличается широким рядом преимуществ и относится к группе элементов с максимальной химической нейтральностью. Это обусловлено особой кристаллической структурой материала. В баках с такой конструкцией вода даже после длительной эксплуатации остается чистой и прозрачной.

Принцип работы накопительного водонагревателя

Во внутренней части бойлера имеются специальные трубки, которые отвечают за поступление холодной и отбор горячей воды. Жидкость в резервуар подается снизу. Затем она равномерно распределяется по всему объему при помощи предусмотренного струйного рассекателя. Такая конструкция обуславливает постепенное вытеснение нагретой воды в верхнюю часть, откуда происходит ее забор.

Принцип работы водонагревателя близок к функционированию термоса с подогревом, при этом слои жидкости разной температуры не смешиваются, что позволяет получить однородно нагретую воду. В работе бойлера также участвуют следующие элементы, размещенные на стальном фланце:

• нагревательный элемент из нихромового сплава в виде спирали с медным корпусом;
• (термостат);
• анод из снижающий воздействие коррозии на внутреннее покрытие резервуара.

Фланец является съемным, фиксируется на корпусе индивидуально.

Безопасность

Основные моменты принципа работы водонагревателя связаны с его безопасностью, поскольку он агрегируется с электрической сетью. За этот аспект отвечает двойной термостат. Он позволяет плавно корректировать температурные показатели, а также выполняет защитную функцию, отключая прибор при наличии критического перегрева. Если температура в баке доходит до предела, срабатывает защитный прибор, который деактивирует ТЭНы моментально. В нормальном режиме, при снижении температуры воды на 2-3 градуса, встроенные элементы нагревают жидкость до заданного показателя. Еще одним защитным элементом является обратный клапан, предотвращающий создание избыточного давления в резервуаре.

Агрегаты косвенного нагрева

Данные нагревательные аппараты не предназначены для производства автономной тепловой энергии. Некоторые модификации могут оснащаться встроенным ТЭНом, отвечающим за поддержание определенной температуры жидкости. В штатном режиме агрегат подогревает воду при помощи змеевика, оснащенного внутренним жидким теплоносителем. Ниже приведены схема и принцип работы бойлера косвенного нагрева.

В утепленный цилиндрический резервуар большого объема встроен змеевик, к которому подведен теплоноситель от котла. Подача холодной воды производится, как и в электрическом варианте, снизу, поступление горячей жидкости - сверху. Как правило, такой водонагреватель применяется в домах с большим количеством потребителей, поскольку способен предоставить горячую воду в существенном объеме.

Особенности нагревателей косвенного типа

Принцип работы типа заключается в обмене между отсеками с разными температурами. Стоит учитывать, что для получения воды из крана 50 градусов температура теплоносителя должна быть не менее 75°. Это является определенным недостатком бойлера. Еще один минус - на полную загрузку большого резервуара требуется длительное время, что не очень удобно при интенсивном расходовании горячей воды.

Нагреватели косвенного действия в конструкции имеют магниевый анод, а более сложные и дорогие модификации оснащены парой змеевиков, один из которых можно использовать по стандартной схеме, а второй подсоединить к резервному источнику. Это может быть солнечный коллектор, дополнительный ТЭН или второй котел.

Устройство и принцип работы водонагревателей косвенного типа позволяют производить их в настенном и напольном виде, агрегировать с любыми источниками энергии. Часто данные агрегаты идут вместе с двухконтурными котлами. Это позволяет при помощи теплового генератора поддерживать заданную температуру, переключаясь между системами при необходимости загрузки бака.

Газовые модели

Данные приборы внешне и по конструкции напоминают электрические накопительные аналоги. В систему входит металлический бак с утеплителем, подвешиваемый на стену. Вместо ТЭНов нагрев производится от горелки, установленной в нижней части, а вверху предусмотрен вывод дымохода. Принцип работы накопительного водонагревателя заключается в нагреве воды после разжигания горелки. Остальной процесс идентичен тому, который происходит в электрическом образце.

Дополнительный нагрев жидкости происходит посредством отбора тепла от элементов горения. Способствуют этому рассекатели в стальном газоходе, которые проходят сквозь резервуар и отдают тепло воде. За работу горелки отвечает электронный блок, регулирующий пламя в зависимости от требуемой температуры. Для защиты внутренней части корпуса предусмотрен магниевый анод. Подобные агрегаты не пользуются большим спросом, поскольку требуют оформления специального разрешения у соответствующих служб и оборудования отдельного дымохода.

Проточные модификации

Устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды проточного типа кардинально отличаются от накопительных моделей. Агрегат предназначен для быстрого прогрева проточной воды по мере надобности.

Имеется два источника питания для такого оборудования. К первому варианту относятся газовые горелки, включение которых происходит синхронно с открытием крана подачи воды. Второй тип - электрические нагреватели проточного типа. В качестве рабочих элементов используются ТЭНы, активирующиеся также с включением крана.

Стоит отметить, что газовая колонка имеет сложную конструкцию и требует при подключении участия опытного специалиста. В электрическом аналоге проточная вода нагревается при помощи мощного ТЭНа, который передает тепловую энергию воде. Он потребляет довольно много энергии, вследствие чего имеет ограниченную сферу применения. Преимущество такого агрегата - компактные габариты и простота монтажа.

Существует пластинчатый бойлер по типу водяного теплообменника. Для подачи горячего водоснабжения он действует по принципу бойлера с косвенным нагревом, только передает тепло жидкости в проточном режиме.

Критерии выбора

Выбирая ту или иную модификацию, обращайте внимание на внутреннее покрытие бака. Сделано оно может быть из нержавейки, титана или стеклофарфора. Стоит отметить, что несмотря на низкую цену и прочие преимущества последнего материала, он имеет ряд недостатков, а именно:

• малый срок гарантийного обслуживания (менее трех лет);
• подверженность деформациям и образованиям трещин из-за температурных перепадов.

Бойлеры, внутреннее покрытие которых сделано из стали или титана, имеют гарантию от 7 до 10 лет.

Кроме того, следует учитывать средний показатель расхода горячей воды, подбирая модель соответствующей мощности и объема.

Накопительный нагреватель имеет простое, надежное и экономичное устройство, его основными составляющими являются тэн и бак.

Чтобы понять, в чем заключается принцип работы бойлера, необходимо разобраться в его устройстве.

Из чего он состоит?

Обычно для бака применяют высокопрочную, устойчивую к коррозии, стабилизированную сталь, а изнутри он обработан по специальной технологии и покрыт стеклофарфором, который имеет нейтральную и кристаллическую структуру, и поэтому ему присущи следующие полезные свойства:

• При нагреве бака не отслаивается;
• Вода остается чистой.

Внутри бойлера находятся трубки, предназначенные для забора горячей и подачи холодной воды. В нагревателе действует принцип, который не дает слоям жидкости перемешиваться и поэтому их температура однородная. Холодная вода поступает в бак снизу и вытесняет уже нагретую жидкость, после осуществляется ее забор.

На съемном фланце, выполненном из стали установлены:

• Спираль (нихромовая), расположенная в кожухе из меди;
• Термостат, имеющий двойную защиту;
• Анод магниевый, который необходим для уменьшения коррозии емкости.

Фланец закрепляют к корпусу бойлера при помощи болтов или резьбы.

Для того чтобы отрегулировать температуру воды до +75 о применяют термостат, который имеет устройство, защищающее его от перегрева (его допустимая температура до +85 о) и отключающее нагреватель от сети. Устанавливают необходимую температуру, она поддерживается автоматически, при снижении на три градуса термостат подключает тэн, и вода снова начинает греться до указанного предела.

Также в системе смонтирован предохранительный клапан, который расположен на патрубке подачи воды. Данный элемент имеет следующие функции:

• В том случае, если отключится магистральная подача холодной воды, он предотвратит самостоятельный слив;
• Если давление в бойлере повышается, тогда клапан откроется и произойдет уравнивание давления вод в баке и водопроводной системе;
• А дренажное отверстие обратного клапана предназначается для регулировки повышенного магистрального давления.

Бойлер (накопительный) косвенного нагрева

Это важно! Если в водонагревателе металлический бак имеет эмалевое покрытие и в нем установлен змеевик-нагреватель, тогда считается, что устройство имеет отдельный отопительный контур, и оно является баком косвенного нагрева. Если такой прибор подсоединить к одноконтурному котлу, можно решить и проблему отопления.

В том случае если смонтировать двухконтурный котел, тогда для этого необходимо меньше места, да и его стоимость дешевле. Нагреватели косвенного нагрева бывают разных типов.

Рассмотрим, как работает бойлер, который представлен металлическим цилиндром, его объем зависит от модели. Стоит отметить, что некоторые из них рассчитаны на 100 и более литров. Если котельная имеет маленькую площадь, тогда применяют вертикальные бойлеры.

Водонагреватель закрепляют на стенке. Корпус состоит из металла, пластика и крашенной стали. При выборе бойлера лучше приобрести модель, у которой стальные участки окрашены, так как они могут подвергнуться коррозии.

Внутри бака расположен латунный или стальной змеевик, форма которого представлена в виде спирали с дополнительными витками, они необходимы для качественного обогрева воды. Для того чтобы происходил своевременный нагрев поступающей холодной воды, спираль бывает смещена в нижнюю часть бака. В некоторых модель она равномерно распределяется по всему содержимому емкости.

Есть такие модели, на которых смонтировано два теплообменника: один подключен к отоплению, а второй к тепловому насосу. Хочется отметить, что работа бойлера такого типа достаточно проста. Снизу поступает холодная вода, которая нагревается за счет спирали, а уже теплая жидкость выходит сверху. Магниевый анод продлевает срок службы нагревателя и терморегулятора.

Такой бойлер может быть и без змеевика, а состоять из двух баков разного размера, которые вставлены друг в друга. Горячая вода поступает из большой емкости и разогревает холодную жидкость, размещенную в более маленьком баке, а теплообменником в такой конструкции является расстояние между их стенками.

По классификации различают два типа:

• С естественной тягой, которая имеет открытую камеру сгорания;
• С принудительной тягой, которая имеет закрытую камеру сгорания.

Такие модели более дорогие по сравнению с электрическими водонагревателями, также их трудней монтировать.

Но газовый прибор дает возможность бесперебойно получать горячую воду, что актуально для загородного дома или сельской местности. В том случае если хотят применить нагретую воду в нескольких водозаборных точках, тогда при монтаже электрического бойлера это будет проблематично, а при применении газового — это становится реальностью, когда установлен водонагреватель косвенного типа.

Как устроен агрегат?

Для исключения поступления нагретой жидкости в нагревательный бак монтируют обратный клапан, который устанавливают на входе. В том случае если давление в бойлере увеличивается, тогда оно выталкивает нагретую воду из нагревателя в трубопровод.

Чтобы при первичном запуске насоса исключилось попадание в него воздуха, необходимо устройство — воздухоотводчик.

А предохранительный вентиль защищает бойлер от большого напора, который может возникнуть в связи с нагревом и расширением воды. Если напор повысится до 7 бар, тогда клапан через себя выпустит воду.

В системе водоснабжения для компенсации давления применятся расширяющий бак. Для уменьшения напора он вбирает в себя жидкость и не дает увеличиваться напору, который не должен превышать показаниям, рассчитанным для предохраняющего клапана, так как тогда все действия бака станут ненужными. А минимальный напор должен соответствовать давлению в системе водоснабжения.

Стоит отметить, что расширительный бак представлен как гидроаккумулятор.

Заключение

В статье рассмотрено устройство бойлера, его принцип работы и виды. Исходя из того, какой водонагреватель желает иметь хозяин квартиры или загородного дома, а также, к каким тепловым ресурсам должен быть подсоединен нагреватель (электричество или природный газ), зависит какой тип бойлера необходимо приобрести.

В том случае если монтаж будет производиться самостоятельно, тогда необходимо изучить работу агрегата и нюансы его установки. А в ином случае обращаются за помощью к профессионалам, которые не только установят бойлер, но и разъяснят, как он действует, и научат исправлять некоторые поломки.

Электрический водонагреватель представляет собой устройство, используемое для каких-либо объектов, например, загородных домов. Жители многоэтажек также часто устанавливают автономные нагреватели воды, чтобы не зависеть от планового отключения централизованного горячего водоснабжения.

Устройство электрического водонагревателя

Электрический водонагреватель состоит из таких элементов, как:

• кронштейн для крепления устройства к стене,
• трубки для отбора горячей и подачи холодной воды,
• теплоизоляция,
• регулируемый термостат,
• внутренний резервуар,
• термометр,
• магниевый анод,
• корпус устройства,
• лампочка индикатора.

Принцип работы бойлера

Феномен накопительных водонагревателей в том, что их устройство достаточно простое и незамысловатое, однако они считаются одними из наиболее надежных и экономичных устройств. Работа водонагревателя основывается на двух основных его элементах: внутреннем баке и нагревательном элементе ().

Основной элемент любого водонагревателя – бак. Принцип работы водонагревателя очень напоминает принцип работы обыкновенного термоса с подогревом. Именно по этой причине на сегодняшний день при изготовлении баков для водонагревательных приборов особое внимание уделяют именно внутреннему их покрытию.

Чаще всего водонагревательные баки изготавливают из стали стабилизированной, которая отличается наибольшей устойчивостью к коррозийным процессам. Изнутри баки покрыты специальным покрытием из стеклофарфора. Этот материал, благодаря своей особенной кристаллической структуре, отличающейся химической нейтральностью, обладает целым рядом полезных свойств. Этим также объясняется тот факт, что обыкновенно работа водонагревателя вызывает частичное отслаивание покрытия бака, чего не наблюдается в баках со стеклофарфоровым покрытием. В таких баках, даже при длительной работе, вода постоянно остается кристально чистой.

Схема работы водонагревательного прибора

Внутри водонагревательного прибора располагаются специальные трубочки, отвечающие за подачу в него холодной и забор горячей воды. Вода в бак поступает снизу. Здесь она равномерно распределяется по всему объему бака, благодаря специально установленному рассекателю струи. Это способствует тому, что нагретая вода в баке теплыми массами постепенно вытесняется наверх, откуда и производится ее забор. В основном работа водонагревателя основывается на принципе не смешивания разных слоев жидкостей, благодаря чему в баке получается вода однородной температуры.

На стальном фланце обыкновенно монтируются следующие приспособления:

• ТЭН (нагревательный элемент) – нихромовая спираль, отделанная медным кожухом;
• термостат с двойной защитой , служащий для контроля температур;
• магниевый анод – приспособление, способное уменьшать коррозию внутреннего покрытия бака.

Данный фланец не является стационарным, он съемный, и его закрепляют на корпус водонагревателя отдельно.

Защита бойлера от перегрева

Кроме того, что работа водонагревателя предполагает наличие термостата для плавного регулирования температуры, этот прибор также может выполнять защитную функцию, защищая агрегат от нежелательных перегревов. Как только температура воды в баке доходит до опасной отметки, в термостате срабатывает специальное защитное устройство, которое экстренно отключает ТЭНы . Температурный режим выставляется потребителем самостоятельно. Как только температура нагретой в баке воды снижается на пару градусов, ТЭНы самостоятельно включаются и вновь возвращают температуру воды в баке до заданной отметки.

Как правильно выбрать модель

При выборе модели данного устройства необходимо обращать внимание на внутреннее покрытие резервуара. Оно может быть выполнено из нержавеющей стали, титана или стеклофарфора.

По мнению специалистов, изделия из стеклофарфора отличаются низкой стоимостью, однако они обладают рядом существенных недостатков. Самыми распространенными из них являются короткий срок гарантийного обслуживания (не более 3 лет), а также риск образования микротрещин вследствие перепадов температуры.

Модели с внутренним покрытием резервуара, выполненным из титана или нержавеющей стали, обладают длительным сроком гарантийного обслуживания. Как правило, он находится в пределах 7-10 лет.

Наряду с этим, при выборе водонагревателя следует обращать внимание на среднесуточный показатель расхода горячей воды из расчета на одного человека. При этом нужно учитывать, что он включает в себя такие данные, как количество воды, потребляемое во время умывания, мытья посуды, а также приема душа.

Согласно мнению специалистов, принцип работы водонагревателя напрямую определяется его типом. Существуют три типа данного устройства: накопительный (в некоторых источниках его также называют емкостным), проточный и наливной.

Накопительный водонагреватель – мощный и надежный

Данные модели выглядят как емкость, в которой происходит нагревание воды при помощи электрических тэнов в течение определенного времени.

Принцип работы водонагревателя этого типа включает в себя постепенное нагревание воды до необходимой температуры после установления режима. После нагрева устройство автоматически отключается (этому способствует специальный контактор), а после остывания или расхода воды – автоматически включается.

Как правило, мощность тэнов в подобных изделиях составляет не более 2 киловатт.

Проточные водонагреватели - скорость нагрева воды

1. Вытяжная труба
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

Данный тип подобных устройств отличается отсутствием емкости для воды. Принцип работы водонагревателя проточного типа заключается в запуске тэнов только после открытия крана холодной воды в ванной комнате или на кухне.

Этот тип водонагревателей также довольно распространен. Их можно разделить на два вида: напорные и безнапорные. Основное отличие состоит в количестве водоразборов. Принцип работы водонагревателя напорного вида предусматривает возможность подключения устройства к нескольким точкам потребления. Это возможно благодаря поддержанию определенного уровня давления во внутреннем резервуаре.

Принцип работы безнапорного водонагревателя, наоборот, предусматривает возможность подключения только к одному водозабору. Практически мгновенное нагревание воды в подобных изделиях происходит с помощью тэнов, мощность которых составляет от 3 до 27 киловатт.