Незважаючи на уявну простоту водонагрівача накопичувального типу, в його конструкції використовується безліч оригінальних технічних рішень, що дозволяють пристрою надійно і ефективно функціонувати. Разом з тим бойлер працює на дуже простому фізичному законі, згідно з яким шари з різною температурою мають різну щільність і не змішуються між собою. Розглянемо принцип роботи накопичувального водонагрівача детальніше, щоб зрозуміти, як закони фізики допомагають підвищити комфорт у нашому домі.
Зміст
Конструкція водонагрівача
Щоб зрозуміти принцип дії котла, необхідно мати уявлення про те, як влаштований прилад і як функціонують окремі його частини.
до меню ?
Кожух і внутрішній бак
Водонагрівач накопичувального типу складається з пластикового або сталевого корпусу (кожуха), усередині якого встановлений сталевий бак для води. Простір між кожухом і внутрішньою ємністю заповнено теплоізоляційним матеріалом, в якості якого найчастіше використовується спінений поліуретан. Така технологія дозволяє пристрою зберігати температуру води протягом тривалого часу.
Сьогодні на ринку представлені прилади самого різного розміру і форми
Внутрішній бак щоб уникнути корозії покривають спеціальним стеклофарфоровым покриттям. Такий захисний шар має схожий зі сталлю температурний коефіцієнт розширення, тому не розтріскується і не відшаровується при перепадах температур всередині ємності. Крім того, гладка поверхня бака захищає внутрішню частину від освіти накипу і скупчення бруду.
Деякі моделі водонагрівачів оснащуються ємностями з нержавіючої сталі або мають титанове покриття. Це дозволяє збільшити термін служби пристроїв, але значно підвищує їх вартість.
Усередині бака встановлені патрубки для подачі і відведення води. Більш довгий «гарячий» патрубок встановлений з урахуванням відстані до найбільш прогрітого водяного шару. На «холодній» трубці змонтований розсікач, що уповільнює струмінь вхідної води, щоб уникнути перемішування шарів.
до меню ?
Електричні компоненти
Нагрівання води в бойлері здійснюється за допомогою трубчастого електронагрівача (Тена). Потужність нагрівального елемента залежить від обсягу бака і складає від 1,2 до 6 кВт. В окремих випадках встановлюються кілька Тенів для підвищення продуктивності водонагрівача при збереженні його економічності.
ТЕН і анод, змонтовані на фланці
Нагрівальний елемент пристрою змонтований на знімному фланці. Така конструкція надає можливість не тільки швидко відремонтувати прилад у разі поломки, але і проводити профілактичні заходи.
Найчастіше на фланці також закріплюється і магнієвий анод, захищає внутрішні металеві частини від корозії, а також монтується термореле і термостат. Ці елементи служать для управління нагрівом, а також захищають нагрівач від перегріву.
Водонагрівачі преміум-класу крім основних елементів мають і електронний блок управління, який дозволяє реалізувати додаткові сервісні функції.
до меню ?
Група безпеки
Для того щоб тиск всередині електричного бойлера не перевищила критичний, кожен водонагрівач оснащується запобіжним клапаном. Цей елемент виконує скидання тиску при його перевищенні понад встановленого значення. За допомогою запобіжного клапана здійснюється і скидання надлишків води, що утворюються при розширенні рідини під час її нагрівання.
Один з варіантів виконання групи безпеки
Експлуатація водонагрівача без такого клапана заборонена, так як при виході з ладу терморегулятора критичне підвищення тиску може призвести до вибуху.
Часто запобіжний клапан виконують в одному корпусі з зворотним клапаном. Таке рішення зменшує розмір пристрою, хоч і досить спірним з точки зору надійності.
до меню ?
Як працює і діє водонагрівач
Як вже говорилося раніше, принцип дії бойлерів накопичувального типу заснований на переміщенні більш гарячого водяного шару вгору, в той час як холодна вода має більш високу щільність і займає нижню частину бака.
Під час первинного включення водонагрівача ТЕН підігріває рідину до температури, при якій контакти термостата розмикають електричне коло. Інверсії нагрітої води в що подає магістраль перешкоджає зворотний клапан, потік рідини через який можливий тільки в одну сторону.
Складові частини накопичувального водонагрівача
При відкриванні витратного крана на мийці або у ванній верхній шар гарячої води починає надходити до споживачів через «гарячий» патрубок. Відповідно тиск всередині бака починає падати, тому холодна вода з водопроводу спрямовується всередину ємності.
Змішування нагрітої рідини холодним водяним потоком перешкоджає встановлений на вхідному патрубку розсікач, що розподіляє струмінь з одночасним зниженням її швидкості. Таким чином, холодна вода розподіляється в нижній частині приладу, саме там, де встановлений ТЕН. При зниженні температури контакти терморегулятора замикаються, і нагрівач знову підключається до електричної мережі. Саме так працює електричний бойлер в штатному режимі.
У разі використання В конструкції водонагрівача декількох Тенів, при різкому зниженні температури всередині бака внаслідок великого водорозбору, в роботу включаються всі нагрівачі. Саме тому такі бойлери володіють підвищеною продуктивністю. Якщо ж температура води знижується повільно (внаслідок природного охолодження), то при досягненні порогового значення температури автоматика включає тільки один електронагрівач. Такий алгоритм роботи істотно знижує час, необхідний для приготування чергової порції гарячої води, а також сприяє більш високій економічності виробу.
Критичне підвищення тиску всередині котла (як правило, більше 6-7 атмосфер), пов’язане з підвищеним тиском в магістральному водопроводі або виходом з ладу термостата, викликає спрацьовування запобіжного клапана, жорсткість пружини якого розрахована на номінальну величину. В цьому випадку відбудеться «розгерметизація» трубопроводу гарячого водопостачання та частина води або пари видаляється в каналізацію допомогою шланга, встановленого на патрубок захисного клапана. При зниженні тиску до номінального рівня тарілка запобіжного клапана буде притиснута до його сідла за допомогою робочої пружини і герметичність «гарячої» магістралі буде відновлена.
Докладний відео про принципи роботи накопичувального водонагрівача дивіться нижче:
При установці накопичувального електричного водонагрівача важливо дотримуватися всіх вимог виробника. Тільки в такому разі можна розраховувати на ефективну, надійну, а головне, безпечну роботу приладу.