Из чего состоит бойлер электрический нагреватель. Как работает накопительный электрический водонагреватель

Накопительный водонагреватель – это удобное и надежное решение для тех, кто не понаслышке знаком с проблемой отсутствия горячей воды. Водонагреватель может быть не только накопительным, но и проточным и питаться либо электроэнергией, либо энергией, выделяемой при сгорании газа, а то и вовсе солнечной. Чтобы убедиться, что накопительный водонагреватель – это именно то, что вам нужно, нужно рассмотреть его отличительные особенности, а именно:

• Способность обеспечить большой объем горячей воды (от 10 до 1000 литров), но не сразу, так как на ее разогрев требуется некоторое время (от 20 минут и выше)
• Способность подавать горячую воды в несколько точек сразу (горячую воду можно использовать одновременно в ванной и кухне), чего не могут делать проточные водонагреватели. Однако стоят накопительные водонагреватели, как правило, несколько дороже, чем проточники.
• Принцип работы накопительного водонагревателя таков, что он способен подогреть воду до достаточно высоких температур (около 55-80 градусов), при этом вода в баке сначала разогревается, а затем подогревается. Учтите, что на поддержание температуры тратится некоторая энергия.
• Может подключаться к электро-сети без всяких «но» и «если», т.к. не имеет особых требований к мощности напряжения и надежности электропроводки. Может подключаться к водопроводной магистрали, не требуя при этом высокого давления в ней. Может подключаться к газоподводящим линиям, опять-таки, не предъявляя высоких требований к ним. При всем при этом накопительные водонагреватели могут нуждаться в постоянном техническом обслуживании и иногда – в ремонте.
• Накопительный водонагреватель может заниматься достаточно много места, особенно если объем бака велик.
• Вода из накопительного водонагревателя, как правило, не используется в пищу – для этих целей больше подойдет проточный водонагреватель.

Как устроен водонагреватель?

Итак, как мы уже сказали, принцип работы накопительного водонагревателя состоит в том, что вода сначала разогревается, а в дальнейшем подогревается устройством. В отличие от накопительного, принцип работы проточного водонагревателя основан по прогревании воды по мере ее прохождения через прибор – это происходит быстрее, но вода на выходе имеет гораздо более низкую температуру.

Устройство накопительного водонагревателя таково:

• Емкость для воды (водный бак), размер которого может быть разным
• Внешний бак (наружный корпус) и система теплоизоляции
• Нагревательный элемент (ТЭН) и магниевый анод, либо дымоходные трубы и горелка, если речь идет о газовом накопительном водонагревателе
• Трубка для подачи холодной воды и трубка для забора горячей воды

Чтобы понять принцип работы накопительного водонагревателя, достаточно представить себе термос. Между водным баком и наружным корпусом расположена система теплоизоляции, задача которой заключается в том, чтобы минимизировать потерю тепла.

Чтобы горячая и холодная вода не смешивалась в накопительном водонагревателе предусмотрено следующее: холодная вода поступает в бак снизу и вытесняет горячую воду, забор которой из емкости происходит сверху. Таким образом обеспечивается однородность температуры воды, поступающей из водонагревателя.

Правильная эксплуатация водонагревателя

Поскольку электрические водонагреватели распространены больше, мы рассмотрим их более подробно.

• Во-первых, любое оборудование любит бережное отношение и накопительные водонагреватели не являются исключением. Принцип работы накопительного водонагревателя таков, что заставлять его постоянно трудиться на полную мощность совершенно не обязательно. Более того, делать это не рекомендуется. Если постоянно выставлять верхний предел для подогрева воды, ТЕНы могут быстро прийти в негодность. Оптимальная рекомендуемая температуры – 60 градусов.
• Даже если вы переборщили с температурой нагрева, в устройстве сработает системы защиты от перегрева. Как только температуры воды достигнет 85%, термостат отключит ТЭН от сети. Это не значит, что агрегат больше не включиться и вода в баке остынет. Помните: есть еще и заданная вами температура. Как только вода в баке станет на 3 градуса холоднее заданного вами уровня, ТЭН начнет работать снова.
• Поскольку ночью действует льготный тариф на электроэнергию, этим можно воспользоваться для экономии средств. Более того, многие современные модели имеют функцию экономичного нагрева. Это значит, что вода греется ночью, а днем ее температура поддерживается на минимальном уровне – т.е. 55 градусов.
• Для безопасной работы прибора необходимо несколько элементов: во-первых, заземление. Во-вторых, редуктор, который призван компенсировать повышенное давление в водопроводной магистрали. В-третьих, предохранительный клапан, который защищает накопительный водонагреватель от излишнего давления внутри бака и при необходимости сливает воду. Наконец, в четвертых, обратный клапан, который блокирует слив воды из бака если ее подача по какой-то причине прекращается – это сделано для того, чтобы не сгорели ТЭНы. Три последних элемента называются «группой безопасности» и они не всегда идут в комплекте с основным прибором. Иногда его нужно приобретать отдельно. Некоторые производители собрали элементы из группы безопасности в одно целое для удобства его монтировки.
• Скорость нагрева воды зависит от мощности прибора, как, впрочем, и уровень потребления электроэнергии.

При использовании воды из накопительного водонагревателя следует учесть следующее:

• Если вода застаивается, для пищи ее лучше не использовать. Это особенно верно в тому случае, если температуры воды падала до уровня, когда в ней могли начать размножение различные бактерии.
• Если ваш накопительный водонагреватель установлен за городом и вы используете воду из скважины, то изредка, хотя бы раз в месяц, необходимо нагревать воду до предельной температуры в целях профилактики и дезинфекции.
• Внутренняя поверхность бака очень важна. Если ваши финансы это позволяют, выбирайте модели со специальным покрытием, например, из стеклофарфора. Благодаря нему, вода в баке остается чистой.
• Если вы уезжаете и накопительный водонагреватель какое-то время не будет использоваться, воду надо слить. Особенно это важно, если вы уезжаете на зимний период – если при отрицательной температуре вода в баке замерзнет, это отрицательно скажется на его работе.

Накопительного типа – дело не самое трудоемкое, но его можно избежать, если обеспечить вашему водонагревателю регулярное техническое обслуживание. Благодаря этому можно значительным образом продлить срок жизни бака и ТЭНов. Магниевый анод рекомендуется менять ежегодно. Обеспечить техническое обслуживание должен официальный технический центр от фирмы-производителя. Важный момент: при выполнении работ по поддержанию исправного функционирования водонагревателя, в его паспорте необходимо ставить штамп. В противном случае, вам могут отказать в замене бака, если тот вдруг потечет. При покупке водонагревателя убедитесь, что вы будете иметь право на обслуживание в сервисном центре и на его доступность!

Жить без горячей воды плохо. Поэтому если дом не обеспечивается централизованно горячим водоснабжением, приходится устанавливать водонагреватель. Если жилье не оборудовано отоплением от котельной, ТЭЦ или подключение к сетям аппарата для подогрева воды невозможно по различным причинам используют бойлеры электрические (хотя такое название не вполне корректно оно уже прижилось, по правилам это просто водонагреватели). Рассмотрим подробнее принципы работы бойлеров, и их разновидности.

Как работает электрический бойлер для нагрева воды?

При прохождении тока через проводник обладающий сопротивлением, согласно закону Джоуля – Ленца он нагревается (вот формула определяющая соотношение параметров значений тепловой энергии и электрического тока согласно ему - Q=R*I 2 , здесь Q - тепловая энергия, R – сопротивление, I – ток). Располагая проводник в воде, выделяющееся тепло передается ей.

Хотя, надо отметить, на сегодня анонсированы водонагреватели, которые работают по принципу прямой передачи энергии (через микроволновое излучение) молекулам воды, но пройдет время пока они широко распространяться.

Следует отметить, все электрические бойлеры оборудуются системами контроля над температурой, они могут быть собраны как по простейшей схеме с помощью биметаллических выключателей, или быть более сложными вплоть до применения микропроцессоров.

Также почти все нагреватели, а особенно накопительные имеют системы защиты от чрезмерного давления, чаще всего это предохранительные клапана.

Классификация

Различают две разновидности электрических бойлеров для нагрева воды:

1. Прямоточный бойлер, вода нагревается, проходя через теплообменники, обладающие большой площадью. Такие аппараты более компактны и подают тепло сразу после включения в сеть. Однако они имеют большую удельную электрическую мощность и во многих случаях требовательны к подходящей к ним проводке и защитным устройствам.
2. Накопительный - здесь используются нагреватели меньшей мощности (следовательно, потребляющие меньший ток). Нагрев воды происходит не в проходящем потоке, а в емкости (которая обязательно снабжается теплоизоляцией). Преимущество такого устройства не только в меньшем токе который проходит через электронагреватели, но и в том что они легко справляются с пиковыми (например утром когда вся семья принимает душ и умывается) расходами воды. Также при широко внедряющейся дифференцированной оплате за электроэнергию (в ночные часы киловатт стоит меньше), использование их оправдано по экономическим причинам - вода может нагреваться, когда электросчетчик считает по минимальному тарифу (в ночное время). К минусам можно отнести их значительные габариты. Если вам нужен такой нагреватель, обязательно разберитесь с логикой работы его систем управления. От этого, а также от качества тепловой изоляции его корпуса зависит - сколько потребляет электроэнергии бойлер.

Что такое ТЭНы

Для того чтобы окончательно понять, принцип работы электрического бойлера нужно понять, как устроен ТЭН (это более правильная аббревиатура, хотя часто используется более подходящая для произношения в славянских языках ТЕН).

Расшифровка сокращения ТЭН - трубчатый электрический нагреватель. Он представляет собой трубу (металлическую, фарфоровую, стеклянную и т.п.) в которой расположен нагревательный элемент окруженный слоем термостойкого диэлектрика.

Их геометрические размеры и форма могут быть самой разнообразной - прямые, «U» - образные, согнутые в спираль. Разъемы или резьба для подключения электрического тока могут располагаться тоже по-разному либо на одном конце трубы либо на обоих. Стоит отметить, что этот прибор был изобретен и запатентован еще в середине позапрошлого века.

Принцип работы

Кроме того, что мы рассмотрели общий принцип работы электрических бойлеров, рассмотрим их отдельные разновидности. Причем оговоримся, различие это относится не столько к типу электронагревателей, классификацию которых мы уже разобрали, а больше к особенностям конструкции. Поэтому рассмотрим, отдельные особые виды электрических бойлеров, и то, как они работают, уделим каждому небольшой абзац. Хотя эти нагреватели от стандартных типов отличаются и не сильно, для того чтобы владеть ситуацией, с ними обязательно нужно ознакомиться.

Бойлеры электрические с сухим ТЭНом

Обычно ТЕН находится непосредственно в воде, а его соединение с корпусом отделяется герметизирующими прокладками. Однако есть разновидность называемая , в них нагревательные элементы находятся в полостях и изолированы от контакта с водой. Эти нагреватели более безопасны (есть двойная защита от проникновения потенциала, опасного для жизни в воду, которая все-таки является проводником) и в них могут применяться более дешевые тепловыделяющие элементы.

Еще один плюс таких аппаратов - простая замена самих греющих элементов, не требуются дополнительные прокладки можно просто снять вышедший из строя ТЭН и установить новый. Причем, нет разности какая это разновидность, такие водонагреватели гораздо проще в обслуживании.

Бойлер двухконтурный электрический

Этот аппарат предназначен для нагревания воды, как с помощью электрического тока, так и с помощью систем теплоснабжения. Главная особенность которую имеет, бойлер двухконтурный электрический - это то, что в нем кроме ТЭНов располагаются еще и теплообменники для горячего водоснабжения, работающие от отопления. Такой подход позволяет обеспечить жилье горячей водой, даже в период, когда не работают котельные или теплоэлектроцентрали.

Преимущество данной системы еще и в том, что нагрев воды электричеством всегда более дорог, чем использование тепловых сетей.
Чаще всего эти устройства снабжаются системой автоматики, которая позволяет не только переключать нагревательные элементы, но и при необходимости. Причем это может быть как бойлер , так и аппарат, работающий по накопительному принципу. Даже из-за того, что требуются для размещения двух типов большие размеры устройства, двухконтурные бойлеры чаще бывают накопительными.

Вкратце это все что можно рассказать о бойлерах греющих воду с помощью электроэнергии в небольшой статье. Хотя чтобы иметь исчерпывающую информацию об этой теме нужно постоянно следить за новинками, как в теплотехнике, так и в последних разработках электротехнических компаний. Но это уже тема для книги, а не статьи.

Видео: как правильно выбрать бойлер

Чтобы не отказывать себе в комфорте во время летнего отключения горячей воды, жители квартир и обладатели загородных домов покупают водонагреватель. Наибольшую популярность получил электрический водонагреватель накопительный, поскольку эти устройства более безопасны в эксплуатации и менее «прожорливы» по сравнению со своими проточными «собратьями». Попробуем разобраться в принципе действия накопительного водонагревателя и как его выбирать.

Как работает водонагреватель накопительный

Итак, сложные технические процедуры выполнены: бойлер купили, установили и подключили к водопроводной и электрической сетям. Рассмотрим процессы, происходящие внутри водонагревателя.

1. Набор воды происходит через входную трубку. Под давлением жидкость поступает во внутренний бак , где нагревается и хранится до того момента, как нам потребуется горячая вода. Именно поэтому приборы с баком называют накопительными.

Попав в резервуар, вода начинает греться. Её подготовка происходит благодаря ТЭНу – нагревательному элементу . Их может быть сразу два: в этом случае процесс нагрева значительно ускоряется. Например, в POLARIS STREAM IDF V/H установлены ТЭНы мощностью 1000 Вт и 1500 Вт. Когда пользователь выбирает один из трёх режимов работы, электроника запускает нужный нагревательный элемент: в «экономичном» включается ТЭН мощностью 1000 Вт (30 л за 1 час 55 мин.), в «стандартном» – 1500 Вт (30 л за 1 час 18 мин.), а в «ускоренном» задействованы сразу оба (30 л за 44 мин.).

С помощью панели управления можно задать необходимую температуру нагрева от 40 до 75°С. В более современных приборах встроен LED-дисплей, отображающий текущие параметры работы. Если в модели предусмотрена функция «отложенного старта», то вы сможете нагреть воду, например, к возвращению с работы. Для этого следует установить таймер на нужное время. При достижении заданной температуры встроенный термостат автоматически отключает нагревательный элемент.

Вода, хранящаяся в баке водонагревателя, активно вступает во взаимодействие с разными химическими элементами, поэтому резервуар должен быть надёжным, устойчивым к коррозии и разрушению внутренних и внешних элементов. Поэтому в изготовлении водонагревателей широкое распространение получила нержавеющая сталь. Её механические свойства позволяют производить прочные, но тонкостенные баки. Благодаря их малому весу снижается нагрузка на крепления. К примеру, в современных моделях POLARIS используется высококачественная сталь AISI 304. Хром, входящий в её состав, образует прочный антикоррозионный защитный слой.

Дополнительной преградой на пути электрохимической коррозии во время нагрева прибора становится специальное покрытие бака – например, биостеклоэмаль COLOROBBIA. Этот материал устойчив к воде любого качества, в том числе богатой железом и азотом. Он не влияет на свойства воды, даже если водонагреватель не использовался несколько дней.

Одно из слабых мест приборов – сварные швы бака, так как именно они в наибольшей степени подвержены коррозионным процессам. И чтобы продлить срок службы бойлера, нужно внимательно изучить технологии, используемые производителем, и оценить их. Так, чтобы обеспечить герметичность сварных швов баков STREAM от POLARIS, в производстве используются роботы. Такое решение позволяет минимизировать количество брака. Применяемая при этом особая вольфрамовая сварка обеспечивает защиту швов от коррозии.

1. После окончания процесса нагрева оборудование находится в режиме поддержания температуры: электроника включает ТЭН, когда вода остывает ниже заданного показателя.

Чтобы на постоянный подогрев воды не тратилось много энергии, между внешней и внутренней частями бака бойлера предусмотрен слой теплоизоляции. Благодаря ему бойлер часто сравнивают с термосом. Чем толще слой и равномернее структура изоляции, тем экономичнее водонагреватель. Например, в моделях POLARIS применяется пенополиуретан CCS III (Closed Cell Structure III – полимер с закрытой клеточной структурой третьего поколения). Этот современный материал не деформируется под действием перепадов температур, возникающих при нагреве и остывании воды в баке. Этим пенным материалом заполняется полость бойлера между внешним корпусом и внутренним. А чтобы обеспечить равномерность слоя, производители используют специальное оборудование. Оно гарантирует водонагревателю качественную теплоизоляцию без уплотнений или пузырей.

1. В тот момент, когда мы открываем кран, горячая вода поступает из бака водонагревателя через специальную выходную трубку. В то же время, под действием давления в водопроводе, снизу в резервуар набирается новая порция холодной. Конструкция водонагревателя обеспечивает забор воды из верхней части бака, где сохраняется горячий пласт. Но в некоторых водонагревателях под напором входящей струи слои перемешиваются. Из-за этого, моясь в душе, приходится постоянно крутить кран, добавляя напор горячей воды. Предотвратить это неудобство помогает специальная технология подачи холодной воды в бойлер. Специальный рассекатель струи снижает напор потока, поступающего в бак. В результате вода набирается равномерно, образуя два слоя: сверху – горячий, а снизу – холодный. Смешения не происходит. Холодная вода плавно вытесняет нагретую воду наверх. И до тех пор, пока она не закончится в баке, из крана будет течь вода постоянной температуры.

1. Водонагреватели бывают разного объёма: модели на 5-15 литров – как правило, используются на кухне, на 30-150 л – подойдут для душа, на 200-400 л – применяются, когда нужно подключить сразу мойку, душ и ванну. Ещё одним важным фактором выбора модели служит количество людей, проживающих в квартире или приезжающих на дачу. Так, для семьи из трёх человек, использующих водонагреватель только в ванной комнате, подойдёт бойлер ёмкостью 80 литров. Если выбрать меньший объём, то после принятия душа одним-двумя домочадцами последнему придётся подождать, пока нагреется новая порция воды. Но часто приходится жертвовать комфортом и покупать маленький водонагреватель, чтобы уместить его в небольшом помещении. Решением проблемы могут стать компактные модели с баком плоской формы.

Как защищен электрический водонагреватель

Одной из причин широкого распространения электрических водонагревателей в квартирах и загородных домах стала высокая степень безопасности приборов, которую обеспечивает комплекс защитных устройств.

• Электрозащиту от повреждений сети (а также при незначительных повреждениях оболочки ТЭНа или электроизоляции) обеспечивает устройство защитного отключения (УЗО), которым комплектуются водонагреватели некоторых производителей – например, POLARIS.

• Перегрев воды (в случае выхода из строя штатного термостата) контролирует резервное устройство, отключающее ТЭН при превышении предела в 95 градусов.
• В случае включения водонагревателя без воды срабатывает биметаллический размыкатель , который защитит водонагреватель от пожара.
• предотвращает последствия скачков давления воды в водопроводе. Через него излишки воды стравливаются обратно в подводящие трубы.

• Чтобы дополнительно защитить стенки и швы бака от повреждений, в накопительном водонагревателе устанавливается специальный стержень. Он выполнен из материала, который вступает в реакцию с кислородом гораздо активнее железа. Таким образом, стержень «перетягивает» на себя коррозию со стального бака. На этом же стержне откладываются соли, содержащиеся в воде. В ходе эксплуатации он окисляется и полностью разрушается, поэтому требует замены примерно раз в год.

Многоэтапная защита делает водонагреватели абсолютно безопасными, несмотря на соседство в нём воды и электричества. Залогом же приятной и многолетней эксплуатации являются технологии, применяемые производителем, а также следование потребителя рекомендациям по регулярному обслуживанию. Современные материалы и дополнительные полезные опции, встроенные в эти приборы, позволяют настроить их в соответствии с собственным ритмом жизни и потребностями.

Централизованное горячее водоснабжение в России требует обязательных ежегодных профилактических работ. Единственный способ сохранить горячую воду в период отключения - установка водонагревателя. Многие квартиры и загородные дома не обеспечены подачей горячей воды.

Для их владельцев наличие устройства для нагрева воды является обязательным. Информация о типах нагревателей и разновидностях устройства бойлеров поможет выбрать оптимальную модель.

Показать всё

Разновидности водонагревателей

Все устройства нагрева воды можно разделить на две группы: проточные и накопительные. Проточные разновидности позволяют только временно решить проблему горячего водоснабжения. Использование их сопряжено с сокращением потребления воды.

Принцип действия основан на скоростном нагреве жидкости, проходящей через нагревательный элемент. С помощью таких моделей не удастся нагреть воду выше шестидесяти градусов. Потребление электроэнергии чрезвычайно высокое.

Накопительные водонагреватели не имеют подобных недостатков, но требуют наличия свободного места, достаточного для размещения крупногабаритной емкости.

Они удобны в эксплуатации и позволяют пользоваться горячей водой с максимальным комфортом. В быту накопительный водонагреватель часто называют бойлером.

Устройство накопительных электрических водонагревателей

Бойлер косвенного нагрева устройство, принцип работы и схемы подключения



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:



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:





Способы нагрева

Метод нагрева выбирается в зависимости от наличия определенного топлива и условий эксплуатации. Важную роль играет и удобство эксплуатации устройства. По источнику нагрева бойлеры делятся на четыре группы:



Теоретически возможно применение жидкого топлива. Однако ввиду сложности конструкции этот метод не используется в серийно производимых агрегатах.

Как работают водонагреватели накопительные электрические



Особенности конструкций

Принципиальная схема бойлера довольно проста. В зависимости от источника нагрева и дополнительных функций в составе устройства могут присутствовать те или иные элементы. Однако любая модель имеет три основные составляющие:



Устройство бойлеров для нагрева воды любых конструкций предполагает автоматический контроль температуры. Современные модели позволяют произвольно задавать желаемую температуру с высокой точностью.

Механизм работы

Имеет смысл рассмотреть отдельно принцип работы электрического бойлера и газового водонагревателя. Механизм нагрева имеет общие черты, но тип энергоносителя влияет на некоторые особенности. Газовые агрегаты работают по следующей схеме:



Электрические бойлеры работают по схожему алгоритму. Вместо подачи газа используется подключение ТЭНа к электрической сети. Регистрация температуры жидкости в баке осуществляется при помощи термопары. В случае снижения температуры на установленную величину автоматически включается подача электроэнергии к нагревателю. При хорошей теплоизоляции бака вода может долго сохранять температуру, что обеспечивает существенную экономию.

Объем бака

Важный параметр конструкции бойлера - объем бака для воды. Бытовые модели имеют емкость от 5 до 150 литров. Загородный дом позволяет без затруднений использовать довольно габаритные устройства. В ванных комнатах многоквартирных домов площадь часто ограничена. Поэтому выбору оптимального объема бака следует уделить особое внимание.

Обычно средние и компактные модели бойлеров вполне способны удовлетворить большинство потребностей в личной гигиене, стирке и уборке дома. Выбор объема бака на основе визуального осмотра не обладает достаточной точностью. Современные дизайнерские решения дали возможность выглядеть компактно даже бакам существенной вместимости.

Для правильного выбора модели стоит произвести расчет расхода воды и учесть индивидуальные особенности ее потребления. Упростить эту задачу поможет следующий алгоритм:



Не следует забывать и о мощности нагрева. Если потребность в горячей воде велика, а площадь помещения не позволяет использовать бак большого объема, имеет смысл приобретать водонагреватель увеличенной мощности. Это позволит в максимально короткий срок провести нагрев холодной воды до требуемой температуры.

Техника безопасности

Водонагреватель любой конструкции требует тщательного соблюдения правил пожарной и электрической безопасности. Газовые модели представляют повышенную опасность вследствие возможного взрыва в результате утечки бытового газа. Для предотвращения опасных ситуаций следует неукоснительно соблюдать рекомендации по подключению и обслуживанию агрегата.

Эксплуатация в условиях повышенной влажности и непосредственный контакт с водой - основные факторы риска при использовании электрических моделей. Бойлер устроен так, что большинство аварийных ситуаций предотвращается защитными системами. Однако действия автоматики не отменяют необходимость соблюдения элементарных требований электробезопасности.

Все современные модели электрических бойлеров снабжены устройством защитного отключения. Эти узлы не просто предотвращают короткое замыкание, а прекращают подачу напряжения на агрегат в случае утечки тока на корпус прибора. Подобная система обеспечивает наилучшую защиту от поражения электрическим током.

Заземление является обязательным условием эксплуатации электрического водонагревателя. Водопроводная вода - хороший проводник электричества, а человек непосредственно контактирует с водой, поступающей из включенного в сеть устройства. Риск поражения электрическим током при неправильном подключении агрегата чрезвычайно велик.

Бойлер любой конструкции может стать отличной заменой централизованному горячему водоснабжению. Наиболее популярны газовые и электрические модели. Использование природного газа экономически выгодно в газифицированных домах.

Эксплуатация электрических водонагревателей отличается максимальным удобством. Современные агрегаты характеризуются привлекательным внешним видом, удобным контролем температуры нагрева, эффективностью работы и наличием всех необходимых систем безопасности.

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.

Считается, что более надежен тот бойлер, конструкция которого основана на покрытиях из нержавеющей стали или титановой эмали. Если на баки, покрытые эмалью, дается гарантия не более года, то на баки из нержавейки или с титановым напылением — на 7-10 лет. Понятно, что такие нагреватели (особенно с титановым напылением) и стоят заметно дороже. Слабые места этих покрытий — точки сварки.

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.

И, наконец, чтобы его эксплуатация была максимально безопасной, следует выполнять следующие требования:

• 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.