Принцип работы бойлера в многоквартирном доме

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) — универсальное устройство, которое используется в различных бытовых приборах. Впервые такая конструкция была предложена американским изобретателем Симпсоном в 1859 году. Промышленное производство ТЭНов в исполнении, которое позволяет изгибать изделие под требуемым углом, было налажено фирмой General Electric в 1918 году. Конструкция этого устройства обеспечивает эффективный нагрев.

Принцип работы

В трубчатых электронагревателях происходит преобразование электроэнергии в тепловую. При этом рабочая среда нагревается конвекцией, излучением или за счет теплопроводности. Простота конструкции и надежность делает возможным использование устройства в бытовых приборах для нагрева различных рабочих сред. Его уникальность заключается в возможности использования при непосредственном контакте с нагреваемой средой в условиях атмосферного и повышенного давления. Трубчатые электронагреватели обладают устойчивостью к ударам и вибрациям.

Виды водонагревателей

Потребителям предлагаются две разновидности электрических водонагревателей — это накопительные и проточные. Оба типа вполне можно установить самостоятельно, никаких проектов и согласований не требуется – это их общее достоинство в сравнении с газовыми приборами. Каждая из разновидностей имеет свои особенности эксплуатации, и выбирается в зависимости от того, для какой цели приобретается прибор. Например, если для того чтобы горячая вода всегда была только на кухонной мойке или, скажем, только в ванной, то подойдет проточный вариант нагревателя. А вот если в планах обеспечивать горячей водой несколько точек одновременно — и кухню, и ванную, рекомендуется установить вместительную накопительную модель, то есть бойлер.

Сравнить достоинства и недостатки проточного и накопительного водонагревателя поможет следующая таблица:

Тип прибора Накопительный водонагреватель Проточный водонагреватель
ДОСТОИНСТВА: — экономичность; — длительный срок эксплуатации; — надежность; — возможность подачи горячей воды от одного прибора к нескольким точкам водозабора. — горячая вода будет всегда, достаточно открыть кран; — компактность прибора; — удобство в эксплуатации.
НЕДОСТАТКИ: — требуется определенное время для того, чтобы нагреть весь набранный объем воды до требуемой температуры; — немалые размеры прибора, затрудняющие поиск оптимального места доля его размещения. — неэкономичное расходование электричества; — чаще всего устройство таково, что горячая вода будет только в одной точке забора; — обычно — недостаточно высокая производительность, поэтому напор горячей воды довольно слабый.

Сразу сделаем оговорку, что существует еще одна весьма распространённая категория водонагревателей, «черпающих» тепловую энергию от системы отопления, за счет проложенного внутри контура, по которому циркулирует теплоноситель. Такие водонагреватели называются бойлерами косвенного нагрева.

Бойлер косвенного нагрева – собственного нагревателя не имеет и получает энергию за счет циркуляции теплоносителя из системы отопления по проложенному внутри контуру-змеевику.

Удобно, но требует много места, профессиональной установки и отладки, довольно сложной системы управления. Для жителей многоэтажек такие варианты обычно вообще не рассматриваются. В частных домах – довольно распространённая схема, но ее никак нельзя рассматривать в отрыве от системы отопления. И, безусловно, она заслуживает отдельных подробных публикаций, которые уже, кстати, имеются на страницах нашего портала. А в этой статье мы сосредоточимся исключительно на электрических накопительных водонагревателях.

Конструкция накопительных водонагревателей

Есть версия, что первый водонагреватель был изобретен еще античные времена. Он представлял собой агрегат, работавший за счет косвенного нагрева паром воды. Сегодня бойлеры – это вместительные накопительные емкости, подогреваемые за счет наружного или внутреннего нагревателя.

Накопительный бойлер, в котором нагрев жидкости происходит под действием ТЭНа, призван обеспечивать бесперебойную подачу воды в любое время дня

Одним из обязательных условий качественной и долговечной работы такого устройства является грамотный выбор модели, параметры которой будут соответствовать условиям подключаемых коммуникаций.

Конструкция накопительных водонагревателей

Перед тем как выбрать электрический бойлер для воды необходимо определиться, для каких целей приобретается нагревательное устройство, и какой приблизительный среднесуточный расход горячей воды он должен восполнять.

Упростить выбор поможет таблица для расчета объема накопительной емкости водонагревателя в зависимости от среднесуточного количества потребителей воды

Принцип работы бойлера построен на том, что теплые массы жидкости в баке не смешиваются, а постепенно вытесняются ближе к точке забора воды. При разборе из бойлера накопительного типа горячая вода будет непременно разбавляться с холодной в соотношении 1:2.

Благодаря этому возрастает полезный объем воды.

Основными элементами водонагревательного бойлера выступают:

Конструкция накопительных водонагревателей
  • Внутренний бак – емкость объемом от 30 до 150 литров.
  • Наружный корпус – внешняя «обшивка» защищает конструкцию от механических повреждений.
  • ТЭН – нагревательный стальной элемент в виде трубки или нихромовой спирали, призванный перерабатывать электрическую энергию в тепловую.
  • Термостат – регулируемый механизм, отвечающий за подогрев воды и поддержание ее температуры на заданном уровне.
  • Магниевый анод – приспособление, препятствующее развитию коррозии на стенках внутреннего бака. Антикоррозионный анод «заклеивает» мелкие трещины на внутренних стенках бака.

Водонагреватель может представлять собой установку, которая способна обеспечивать всего одну конкретную точку водозабора, либо же более функциональную систему для подачи горячей воды в несколько точек

В качестве дополнительных элементов конструкция имеет:

  • Трубки подачи и отбора воды.
  • Кронштейн с пластинами для крепления к основанию стены.
  • Теплоизоляционную прослойку и пенополиуретана, проложенную между внутренним баком и наружными стенками агрегата.
  • Индикаторную лампочку, которая загорается, указывая на работу агрегата.
  • Декоративную крышку.

Форма водонагревателя может быть любой, но в подавляющем большинстве это плоская прямоугольная или цилиндрическая конструкция. В зависимости от расположения корпуса бойлеры бывают:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • универсальные.
Конструкция накопительных водонагревателей

Ориентация корпуса водонагревателя обуславливает расположение в нем нагревательного элемента.

Для обеспечения естественной конвекции жидкости нагревательный элемент должен всегда находиться в нижней части накопительной емкости

Бойлеры вертикального или горизонтального исполнения могут работать только в том положении, которое указал производитель.

Исключение составляют лишь универсальные модели, которые допускается устанавливать в любом положении.

Главным преимуществом бойлеров емкостного типа от «поточных» аналогов является низкое потребление энергии.

Для подключения агрегата мощностью до 12 кВт потребуется однофазный источник электрического тока, а для более мощных устройств в 30 кВт – трехфазный.

Конструкция накопительных водонагревателей

Если же вы планируете устанавливать приборы мощностью свыше 6 кВт, заранее позаботьтесь о прокладке отдельной лини питания с установкой УЗО и дополнительного автомата.

Вариации водонагревательного оборудования

Водонагреватели различают по следующим группам:

Есть котлы со встроенным водонагревателем. В них монтируется медная трубка, которая представляет собой спираль.

Самодельный водонагреватель при профессиональной сборке может прослужить 5 лет и более. При этом его цена на порядок ниже купленного в магазине. Потребляемые расходы электричества на работу самодельных водонагревателей минимальные, а время нагрева соизмеримо с заводским аналогом. Электрический водонагреватель создать собственноручно вполне реалистичная идея. Подобные самоделки можно применять как в загородных домах, так и в жилых квартирах.

Отопление дома бойлером

Хорошее отопление – это один из самых важных факторов, отличающих комфортный дом от дома, в котором человек не может чувствовать себя уютно. Сегодня существует множество традиционных систем отопления, с помощью которых можно обогреть загородный дом любого размера.

Одной из самых популярных систем является газовое отопление. Природный газ считается у нас одним из самых дешевых теплоносителей. Но, к сожалению, газопроводы протянуты далеко не везде. Поэтому большой популярностью пользуются системы отопления, в которых используется другой теплоноситель – например, горячая вода.

А основой такой системы может стать обыкновенный бойлер.

Отличительные особенности бойлера для системы отопления

Как известно, бойлер – это закрытый сосуд, который имеет два отверстия. Первое отверстие служит входом для холодной воды, второе – выходом для горячей. Питается бойлер от электрической сети. Все бойлеры делятся на две группы – проточные и накопительные. В накопительном бойлере происходит нагрев определенного количества воды (количество воды зависит от водоизмещения бойлера), в проточном бойлере можно нагреть любое количество воды, но для этого требуется больше электроэнергии.

Надо сказать, что использовать бойлер для отопления – вполне возможно, более того, сегодня производители выпускают бойлеры, специально предназначенные для нагрева воды в системе. Эти бойлеры имеют два существенных отличия от, предназначенных исключительно для нагрева воды для бытовых целей – например, для купания или мытья посуды.

  • Во-первых, в таких бойлерах вход для холодной воды расположен снизу, а выход для горячей воды – сверху. Такое расположение отверстий объясняется тем, что когда вода нагревается, она поднимается вверх, а следовательно, наиболее горячая вода расположена в верхней части бойлера, и именно использование такой воды сделает систему отопления максимально эффективной.
  • Во-вторых, бойлер, предназначенный для нагрева воды в системе отопления, отличается большим диаметром отверстий. Если посмотреть на бойлеры, изготовленные в фабричных условиях, то можно увидеть, что и вход для холодной воды, и выход для горячей воды в них не бывает меньше 2 дюймов в диаметре (примерно 4,8 см).
Отопление дома бойлером

Если бойлер имеет обе эти отличительные черты, значит, его смело можно использовать в качестве основы для системы отопления – он именно для этого и предназначен. А движение воды по самой системе отопления здесь производится за счет того, что холодная и горячая вода имеют разную плотность, и холодная вода, поступая в бойлер, вытесняет горячую сначала наверх, а потом через отверстие в трубы системы.

Использование бойлера для системы водоснабжения для отопления дома

Одним из часто задаваемых вопросов, касающихся использования бойлера в системе отопления, является следующий: можно ли использовать бойлер, который предназначен для того, чтобы просто греть воду для бытовых нужд, в системе отопления. Однозначного ответа на этот вопрос не существует – все зависит от того, насколько разветвлена сама система отопления и какое дополнительное оборудования при этом используется.

Бойлер для системы водоснабжения отличается тем, что у него оба отверстия (и вход для холодной воды и выход для горячей) расположены в нижней части, и оба эти отверстия имеют небольшой диаметр (чаще всего он составляет 0,5 дюйма или примерно 1,2 см).

Такая схема расположения отверстий исключает возможность движения воды по системе отопления самостоятельно, так как здесь холодная вода не будет постоянно «выгонять» горячую из бака и заставлять ее двигаться по трубам. Но, в общем-то, и такой бойлер можно использовать в системе отопления, если дополнить его циркуляционным насосом, который и будет «отвечать» за движение воды по системе отопления. Эффективность такой системы зависит от нескольких факторов:

  • от того, насколько мощным является сам бойлер. Подходящая мощность, как правило, определяется из расчета 1 кВт на 10 квадратных метров отапливаемой площади.
  • от того, какой мощностью обладает циркуляционный насос
  • от того, насколько разветвлена система отопления дома. Лучше всего, если она не будет иметь много ответвлений.

Что касается вида бойлера, то здесь можно использовать как проточный, так и накопительный водонагреватель.

Итак, отопление дома бойлером – это вовсе не фантастика, а вполне жизнеспособный вариант устройства системы отопления. Главное при создании такой системы – точно рассчитать требуемую мощность бойлера, исходя из размера дома. В некоторых случаях (например, если площадь дома достаточно большая) эффективность системы можно увеличить за счет расширения входного и выходного отверстия для воды, а также за счет модернизации самого бойлера, позволяющей увеличить его мощность.

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

Пройден первый важный пункт нашего небольшого исследования. Но, задаваясь вопросом «Как выбрать газовый водонагреватель?», нельзя обойти стороной такой раздел как технические и эксплуатационные характеристики. Давайте поподробнее рассмотрим наиболее важные параметры:

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

Мощность и производительность

Практически для любой бытовой техники самым важным показателем, раскрывающим весь потенциал, является номинальная мощность. Как и в случае с электрическим водонагревателем, у героя нашего обзора значение измеряется в киловаттах.

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

На практике от мощности зависит другая важная характеристика – производительность. Для более наглядного подтверждения данных слов предлагаем ознакомиться с таблицей зависимости двух характеристик.

Значение мощности, кВт Максимальный объём воды, нагреваемый до 30 ºС, л./мин. Максимальный объём воды, нагреваемый до 50 ºС, л./мин.
20 13 6
26 16 8
30 18 9
Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

У производительности также есть свой важный параметр, и имя ему – объём накопителя. Изучив инструкции, можно заметить прямую зависимость между тем, сколько литров может вместить нагреватель и в какой срок вода будет прогрета до определённой температуры.

Используемые материалы + тип внутреннего покрытия бака

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

На сегодняшний день существует два наиболее распространённых материала для изготовления внутреннего бака устройства – обычная сталь, покрытая слоем эмали, либо «нержавейка». Первый вариант более дешёвый и прочный, но подвержен быстрому разрушению вследствие коррозии. Вторая вариация обладает хорошей долговечностью, но сильнее разрушается от перепадов давления в системе, а также отличается высокой стоимостью.

Для внутреннего покрытия ёмкости применяют либо упоминаемую ранее эмаль, (также встречаются модели со стеклофарфором), либо напыление из различных коррозиестойких металлов (титан, молибден). Каждая версия имеет свои сроки полезного использования, и зависят в первую очередь от интенсивности эксплуатации и температуры нагрева.

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

Тип камеры сгорания

Как мы уже рассказывали ранее, существуют агрегаты с открытой и закрытой камерой сгорания, и у каждой есть свои сильные и слабые стороны. Неправильный выбор прибора повлечёт за собой лишние затраты, а также может совершенно не соответствовать Вашим целям и ожиданиям. В случае отсутствия полной уверенности лучше отдать предпочтение классической проточной газовой колонке – риск будет минимален.

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

Метод запуска розжига

Важные параметры ёмкостного газового водонагревателя – на что обратить внимание

Если у Вас есть только скромная сумма денег или Вы хотите полностью контролировать процесс работы водонагревателя – лучше взять модель, в которой газ поджигается спичками, зажигалкой или пьезоэлементом. Если же хочется сэкономить время и затраты на энергоресурсы, то стоит присмотреться к моделям с автоматическим запуском/отключением.

Наличие протекторного анода

Для продления срока службы прибора и улучшения его сопротивления коррозии многие производители оснащают свои «детища» цинковым или магниевым анодом. В процессе использования этот элемент постепенно «испаряется», растворяясь и предотвращая нарушения целостности бака. О наличии подобного «наворота» лучше заранее уточнить у продавца или на сайте изготовителя.

Принцип работы накопительных водонагревателей

Схема работы бойлеров построена на принципе разделения слоев воды с разной температурой. Как известно, теплые слои жидкости находятся вверху. Их отбор из водонагревателя осуществляется через трубку отвода горячей воды, длина которой позволяет использовать верхний, наиболее теплый ее слой. Холодная же вода, наоборот, поступает в нижнюю часть бака, туда, где установлены водонагреватели. К тому же, на короткой подводящей трубке установлен рассекатель, не позволяющий жидкости проистекать струей и тем самым способствовать перемешиванию теплой и холодной воды.

Особенность теплой жидкости подниматься вверх не позволит использовать бойлер вертикальной конструкции, расположив его параллельно земле. На это стоит обратить пристальное внимание, выбирая тип устройства под свои нужды.

Нагрев холодной воды осуществляет ТЭН (один или несколько). За ее температурой следит термостат. При достижении заданной температуры, он размыкает электрическую цепь питания нагревателя.

Принцип работы бойлера

Хорошая теплоизоляция позволяет поддерживать нужную температуру воды, затрачивая минимум энергии на ее постоянный подогрев.

Принцип работы накопительных водонагревателей

В случае применения нескольких нагревателей, для поддержания температуры на заданном уровне используется один ТЭН. Остальные включаются при сильном расходе, многократно повышая мощность нагрева. Такая схема повышает экономичность и надежность прибора.

Отобранная сверху теплая вода постоянно замещается вновь нагреваемой жидкостью, которая подается из магистрали. Так устроен процесс непрерывного нагрева. При большом расходе температура воды на выходе из бойлера со временем падает, поэтому необходимо выбирать объем накопителя, исходя из величины горячего водоразбора.

Возможен вариант отказа термостата, при этом вода может закипеть, вследствие чего до опасного уровня повышается давление во внутреннем баке. Для предотвращения аварии, на трубку подачи холодной воды установлен предохранительный клапан – при достижении предельной величины давления он открывается, тем самым сбрасывая часть жидкости в подающую магистраль. Этот же клапан используют для слива воды из прибора во время профилактических работ.

Подробное видео по устройству бойлера представлено ниже:

Не стоит пренебрегать проведением периодических профилактических мероприятий, заключающихся в чистке бойлера от накипи и ржавчины. Они позволят прибору работать надежно и эффективно, а также уберегут вас от незапланированных трат.

Обзор рынка электрических водонагревателей

В настоящее время на российском рынке электрического водонагревательного оборудования присутствует большее количество производителей как отечественных, так и иностранных. Конечно в основном доминируют иностранные производители такие как MTS и Lorenzi Vasco, но называть их продукцию чистым импортом нельзя. Большинство компаний открывает в России собственные производственные мощности полного цикла, с изготовлением основных комплектующих изделий. Это позволяет снизить себестоимость продукции и сделать ее доступной широкому кругу покупателей. Одной из таких компаний является итальянская корпорация Thermex, продукция которой уже практически стала российским брендом.

Более двадцати лет успешно работает в России, открывает собственные заводы и обеспечивает наш рынок электрическими водонагревателями высокого качества. Модельный ряд от этого производителя включает все типы электрического оборудования для нагрева воды. Популярность водонагревателя Термекс среди потребителей очень высока за счет инновационных идей, используемых при его изготовлении. Принцип работы водонагревателя Термекс, независимо от типа устройства, не отличается от аналогичных изделий других производителей. Но сразу следует сказать, что продукция компании завоевала доверие российского покупателя своими техническими характеристиками и доступной ценой.

Чем же так хороши водонагреватели от корпорации «Термекс»? Все очень просто! Модельный ряд продукции очень широк и позволяет практически любому потребителю подобрать оборудование для нагрева воды под свои нужды. Электрические накопительные водонагреватели Термекс выпускаются в широком диапазоне внутренних объемов от 10 до 300 литров. Проточные нагреватели различной мощности позволяют практически мгновенно нагреть проточную холодную воду до необходимой температуры.

Обзор рынка электрических водонагревателей

К другим преимуществам электрических водонагревателей Термекс можно отнести следующие технологические и конструктивные особенности:

  • модельный ряд накопительных водонагревателей состоит как из круглых, так и плоских моделей различного объема с лаконичным дизайном;
  • качественная теплоизоляция изделий и автоматический контроль режимов работы позволяют значительно экономить электроэнергию;
  • в различных моделях используется как электронное, так и механическое управление, что позволяет оптимизировать весь процесс нагрева воды;
  • баки накопительных водонагревателей изготавливаются из специальной нержавеющей стали с высокой антикоррозионной стойкостью;
  • в проточных водонагревателях нагревательный модуль полностью производится из меди, что повышает его надежность и долговечность;
  • в некоторых моделях накопительных водонагревателей внутренняя поверхность баков покрывается биостеклофарфором, который полностью исключает коррозию емкости.

Кроме этого, в модельный ряд продукции от входят электрические водонагреватели с комбинированной системой нагрева воды.

Система управления бойлером, особенности, плюсы и минусы

Систем управления 2: гидравлическая и электронная.

Гидравлическая

Схема работы гидравлического механизма проста: есть блок с штоком и мембраной внутри. Мембрана смещается, смещается шток, толкает выключатель, включается ступень мощности (в зависимости от напора). Как только кран закрывается — отключается и аппарат.

ВАЖНО! Ступеней мощности может быть 1 или 2. Чаще в продаже можно встретить модели с одной и показателем 6 кВт. Помните: при слабом потоке воды нагреватель можно и вовсе не включиться.

Минусы гидравлических моделей: от попадания воздуха нет защиты; сохранять определенную температуру они долго не могут.

Электронная

Электронное управление осуществляется за счет специальных датчиков и микропроцессоров: именно они отвечают и за мощность нагрева, и за напор жидкости. В продаже есть 2 вида моделей с таким управлением:

  • в одних моделях необходимый температурный режим можно задавать и регулировать при помощи индикаторов и клавиш;
  • другие способы не только самостоятельно следить за температурой, но и управлять потоком воды.

Бойлеры с электронной системой управления подойдут для любого типа жилья. Недостатки: стоят дорого, а при поломке какой-либо электронного модуля придется менять весь блок управления.

Можно ли сделать бойлерную или котельную в подвале частного дома

Часто возникает вопрос: “Можно ли делать котельную в подвале дома?” Для размещения котельной, подвал — самое удобное место, но есть ограничения.

Дело в том, что в СНиПах такое расположение прямо запрещено, но надо учитывать, что имеются ввиду котлы на сжиженном углеводородном топливе (СУГ), которое раньше использовалось для питания оборудования повсеместно.

На сегодняшний день в аппаратах используют природный газ, поэтому запрет снят. Для электрических котлов ограничений нет.

Читайте также:  Самодельный банный котел: миф или реальность?