Пристрій і принцип роботи бойлера для нагріву води як працює накопичувальний водонагрівач -

Пристрій і принцип роботи бойлера

У нинішній час автономне гаряче водопостачання в квартирах і приватних будинках стає все більш популярним. Централізоване ГВС стало дорогим і неекономічним, тому воно поступово відходить у минуле. На зміну йому приходять водонагрівачі різних конструкцій, найпоширеніші з них - апарати накопичувального типу. У даній статті ми якраз і розглянемо пристрій і принцип роботи бойлера для нагріву води.

Види накопичувальних водонагрівачів

На даний момент існує кілька різновидів агрегатів для автономного гарячого водопостачання. Всі вони створені з однією метою, але досягають її по-різному, то пак, з використанням різних енергоносіїв. Домовласник має можливість вибрати той, що оптимально підходить йому по всіх параметрах.

Отже, на сучасному ринку пропонуються нагрівальні бойлери наступних видів:

• електричні накопичувальні нагрівачі;
• бойлери непрямого нагріву;
• газові бойлери;
• проточні нагрівачі.

Примітка. У прямому перекладі з англійської слово «бойлер» означає «котел». Це означає, що до них відносяться не тільки накопичувальні, а й усілякі проточні водонагрівачі. Чи не брати їх до уваги буде некоректним по відношенню до користувачів.

електричні бойлери

Це найпоширеніший вид апаратів для ГВП, найчастіше застосовується в квартирах і невеликих приватних будинках. Причина такої популярності - відносно невисока вартість і простота установки, для якої не потрібно ніяких дозвільних документів. Апарати досить надійні в експлуатації і задовольняють більшості вимог користувачів. Щоб розуміти принцип дії водонагрівача, розглянемо його пристрій, показане на малюнку:

Агрегат являє собою бак, зазвичай - круглої або овальної форми, укладений в шар теплоізоляційного матеріалу (як правило - пінополіуретан), прикритого декоративним кожухом. Сама ємність може бути зроблена з таких матеріалів:

• сталь з емальованим покриттям;
• нержавіюча сталь;
• пластик.

Електричний ТЕН, розміщений в нижній частині бака, нагріває воду до температури, що обмежується термостатом. Її максимальне значення, прийняте у всіх електричних бойлерах, дорівнює 75 ºС. Поки немає водорозбору, пристрій електричного бойлера передбачає підтримку встановленої температури в режимі автоматичного включення і виключення Тена. Останній має додатковий захист від перегріву і в нештатної ситуації автоматично відключиться при досягненні температури води 85 ºС.

Примітка. Оптимальний режим роботи для бойлера - це нагрівання до 55 ° С. У такому режимі апарат забезпечує потрібну кількість води для ГВС і в той же час економить електроенергію. На жаль, часто накопичувальний водонагрівач працює на максимальній потужності через те, що в зимовий час з водопроводу надходить дуже холодна вода і ТЕН в економічному режимі не встигає її прогрівати.

Водоразбор відбувається через трубку, виведену в верхню зону бака, де вода найгарячіша. У той же час підживлення холодною водою передбачена в нижню частину бойлера, де встановлений ТЕН. Для захисту сталевих баків від електрохімічної корозії пристрій водонагрівача включає в себе магнієвий анод. З плином часу він руйнується, а тому вимагає заміни приблизно 1 раз в 2-3 року.

Бойлери непрямого нагріву

Ці апарати не виробляють теплову енергію самостійно, хоча деякі моделі мають вбудований ТЕН для підтримки температури води в різних ситуаціях. У звичайному режимі бойлер готує воду для побутових потреб, підігріваючи її змійовиком з протікає по ньому теплоносієм. Нижче на схемі показано пристрій бойлера непрямого нагріву:

У утеплений бак великої місткості (буває до 1000 л) вбудований змійовик з підведеною до нього теплоносієм від котла. Як і в електричному бойлері, подача холодної води здійснюється в нижню частину ємності, відбір гарячої - з верхньої частини. Агрегат здатний забезпечити значні витрати гарячої води, а тому застосовується в приватних будинках з великим числом споживачів.

Звичайний обмін теплом між середовищами з різною температурою - це і є принцип роботи бойлера непрямого нагріву. Але щоб отримати воду з крана з температурою 55 ºС, котел повинен нагрівати теплоносій мінімум до 80 ºС, це один з недоліків даного водонагрівача. Другий недолік - тривалий час завантаження бака великої місткості, так що в разі інтенсивного водорозбору проживають в будинку людям треба пристосуватися користуватися ГВС за певним графіком.

Як і електричні бойлери, водонагрівачі непрямого нагріву оснащені магнієвим анодом для захисту сталевого бака від корозії. Більш складні і дорогі моделі обладнані двома змійовиками, через один протікає теплоносій від котла, а другий можна приєднати до альтернативного джерела теплової енергії. Їм може служити інший котел або сонячний колектор. Для підтримки температури в різних ситуаціях в верхню зону ємності вбудовується ТЕН з термостатом.

Агрегати непрямого нагріву виробляються в настінному і підлоговому виконанні, можуть працювати з будь-якими джерелами теплової енергії. Виробники котельного обладнання часто пропонують їх в зв'язці з двоконтурними котлами. В цьому випадку теплогенератор підтримує температуру опалення та завантажує бойлер, по черзі перемикаючись між цими двома системами.

Газові накопичувальні водонагрівачі

Ці апарати конструктивно і зовні нагадують електричні бойлери. Все той же підвішується на стіну бак, покритий шаром утеплювача, тільки внизу встановлена ​​газовий пальник, а вгорі є патрубок димоходу. Газовий бойлер працює за таким же принципом, тільки джерелом тепла служить пальник, що нагріває ємність з водою. Пристрій водонагрівача показано на схемі:

Як видно на малюнку, нагрів здійснюється не тільки від пальника, а й шляхом відбору тепла продуктів горіння. Це досягається за рахунок сталевого газоходу з розсікачами, що проходить вертикально крізь ємність і обмінюється теплом з водою. Роботою пальника управляє електронний блок, чиє завдання - згасити або розпалити її при досягненні встановленої температури або її зниженні. Як водиться, для захисту корпусу конструкція бойлера передбачає магнієвий анод.

Даний тип водонагрівачів не надто популярний через складнощі при оформленні та підключенні газоиспользующих установок. Крім того, для експлуатації газового бойлера знадобиться повноцінний димохід, виконати цю вимогу не завжди можливо або дуже дорого.

Гідність накопичувальних водонагрівачів полягає в тому, що вони відразу можуть видати велика витрата води для ГВП, але протягом обмеженого проміжку часу. Після цього їм потрібно перерву для приготування чергової порції води.

Про проточних нагрівачах води

На відміну від накопичувальних бойлерів принцип роботи проточного водонагрівача полягає в тому, щоб не завчасно, а швидко прогрівати проточну воду в міру необхідності.

Джерелами тепла служать ті ж електричні Тени і газові пальники, тільки включаються вони після того, як в будинку відкривається кран гарячої води. До таких нагрівачів відносяться:

• газові колонки;
• проточні електронагрівачі.

Примітка. Іноді для забезпечення ГВП приватного будинку застосовується пластинчастий бойлер, який представляє собою водоводяний теплообмінник. Як і бойлер непрямого нагріву, він передає енергію теплоносія воді, тільки робить це в проточному режимі.

Конструкція газової колонки досить складна, а тому заслуговує окремої теми. Електричний ж водонагрівач простий: в ньому проточну воду гріє потужний ТЕН. Володіючи такою гідністю, як невеликі розміри, апарат має дуже високу споживану потужність і тому сфера його застосування обмежена. Пристрій проточного електричного бойлера показана на малюнку:

Перевага проточних водогрійних апаратів полягає в тому, що нагріту воду вони можуть подавати без підготовки і протягом необмеженого часу. Зате має межі її витрата, що важливо при великій кількості споживачів.

висновок

Якщо розподілити всі перераховані прилади по популярності, то перше місце впевнено займуть електричні бойлери, причини цього зрозумілі. На другому місці знаходяться газові колонки, третє залишається за бойлерами непрямого нагріву.