Стандартный принцип работы накопительного электрического водонагревателя объясняется взаимосвязью между конструктивными элементами водогрейного оборудования и простыми законами элементарной физики.
Температура и скорость нагрева, а также объём воды напрямую зависят от нескольких факторов, которые обязательно должны учитываться при выборе бойлера.
Устройство электрического водонагревателя накопительного
Базовая комплектация накопительного водогрейного оборудования электрического типа представлена:
- стандартным корпусом;
- баком с теплоизолирующим слоем;
- нагревательными элементами в виде ТЭНов;
- защитным магниевым анодом;
- термостатом;
- блоком для управления;
- системой безопасности;
- индикаторным элементом;
- электрическим кабелем.
В подобном типе оборудования использование горячей воды возможно исключительно после полного нагрева, поэтому предварительный процесс подготовки жидкости является обязательным.
Корпус водогрейного прибора
Электрические накопительные бойлеры, как правило, характеризуются наличием внешней оболочки, представленной стальным корпусом. Водогрейные приборы с минимальным полезным объемом, который не превышает 15 л, чаще всего выпускаются с высокопрочным пластиковым корпусом.
Модельный ряд, представленный водонагревательными приборами с объемом в 30 л, чаще всего имеют комбинированный металло-пластиковый корпус. По форме в настоящее время выпускаются приборы цилиндрического, прямоугольного и slim типа.
Как производится установка водонагревателя в ванной комнате, вы узнаете на нашем сайте. Общие правила и рекомендации.
Критерии выбора электрического бойлера для воды представлены здесь.
Какой водонагреватель лучше выбрать — проточный или накопительный? Сравнение этих приборов приведено по ссылке.
Особенности бака
Наиболее современные накопительные водонагреватели обладают баком, выполненным на основе стабилизированных и высокопрочных стальных сплавов, которые характеризуются устойчивостью к коррозийным изменениям.
Внутренняя поверхность покрывается слоем стеклофарфора, который подвергается высокотемпературному обжигу. Стеклофарфоровое покрытие является химически нейтральным и коррозионно-устойчивым.
Особая кристаллическая структура стеклофарфорового бака способна выдержать даже очень высокие деформирующие нагрузки. Защиту внутреннего бака осуществляет магниевый анод, который эффективно предотвращает процессы коррозии электрохимического типа.
Нагревательные элементы и магниевый анод
Одним из основных конструктивных элементов водогрейного оборудования является стальной фланец, используемый для фиксации термо-электронагревателя в виде нихромовой спирали в медном кожухе, а также магниевого жертвенного анода и термостата.
Особенностью опорного фланца съемного типа является его закрепление на корпусе оборудования посредством обычного резьбового или болтового соединения.
Блок управления
Блок, отвечающий за управление и контроль водогрейной системы, включает в себя целый набор датчиков и специальных приборов, что позволяет осуществлять выбор и последующий контроль температурного режима нагреваемой воды, а также расход холодного и горячего водоснабжения. Также посредством специальных приборов производится контроль наполненности бака водой.
Принцип работы
Рассмотрим, как работает накопительный водонагреватель электрический. Накопительное водогрейное оборудование электрического типа отличается особым принципом функционирования, основанным на перемещении наиболее горячих водяных слоев вверх, и сдвиге холодной воды, обладающей высокой плотностью, в нижнюю часть резервуара с нагревательными элементами.
Первичное подключение водонагревательного прибора к электрической сети сопровождается включением ТЭНа и подогревом воды до температурного режима, при котором термостатные контакты провоцируют размыкание электрической цепи.
Процессу инверсии подогретой до заданных показателей воды в подающую магистральную систему препятствует установленное обратное клапанное устройство. Именно благодаря наличию такой арматуры движение водного потока происходит только в одном направлении.
Открывание расходного крана в водоразборной точке вызывает поступление горячей воды к потребителям посредством специального патрубка, что сопровождается снижением показателей давления внутри накопительного резервуара. В результате происходит заполнение водогрейного бака холодной водой из водопроводной системы.
Присутствие на входном патрубке функционального рассекателя не позволяет горячей воде смешиваться с поступающими внутрь водогрейного резервуара холодными водяными потоками. Рассекающее устройство распределяет струю и одновременно снижает скорость её перемещения. Именно по этой причине поток холодной воды равномерно распределяется по самой нижней части водогрейного прибора, что позволяет установленному ТЭНу осуществлять эффективный нагрев.
Схема работы накопительного водонагревателя
Стандартная схема работы водогрейного оборудования базируется на принципе разделения нескольких водных слоев, отличающихся разным температурным режимом. Отбор горячей жидкости из водонагревателя производится через патрубок горячего водоснабжения.
Такая трубка имеет строго определенную длину, достигающую верхнего, наиболее прогретого слоя. Законы физики не позволяют располагать параллельно водогрейный прибор вертикальной конструкции.
Источник: delaemvannuu.ru
Отличие проточных водонагревателей от накопительных
Отличие видно сразу, из названия – вода протекает или накапливается. Плюсы и минусы (или отличия) этих двух типов водонагревателей перечислены ниже.
Характеристики электрических водонагревателей
- Размеры и масса нагревателя. У проточного размеры гораздо меньше, его можно вообще спрятать под раковиной или например в шкафчике рядом, вес его около 1 кг. Накопительный представляет собой большой бак емкостью около 200 литров, соответственно и вес его в “заряженном” состоянии – более 200 кг. Накопительные водонагреватели емкостью более 200 литров устанавливаются, как правило, в напольном варианте.
- Потребляемая мощность. Этот параметр очень важен с точки зрения электрики, далее в статье ему будет уделено большое внимание. У проточного нагревателя она очень большая, и может быть сравнима с мощностью, которую потребляет вся квартира – 7 кВт и выше. Накопительный нагреватель потребляет электроэнергии меньше – 1,5…3 кВт
- Скорость нагрева воды. Главный плюс проточного водонагревателя – скорость работы. Открыл краник – и уже через пару секунд “тёпленькая пошла”. Накопительный же греет сразу весь объем, и для нагрева воды до нормальной температуры может понадобиться до часа времени.
- Цена. Тут разница ощутима, для проточных цена составляет 1500-2000 руб., цена накопительных – в 2-3 раза выше. “Нормальный” накопительный водонагреватель начинается с цены 6000, но опять же, всё сильно зависит от желаемых параметров.
- Проточные я бы ещё разделил на 2 группы по конструкции. Есть такие, у которых есть просто выход под полдюймовую трубу (шланг), и дальше его можно подключать куда хочешь. А есть такие, у которых в конструкции предусмотрен кран или шланг с душем.
Как прикрепить
Установка водонагревателя должна начинаться со вдумчивого и скрупулезного изучения инструкции. После чего его нужно правильно установить на стену.
Модели водонагревателей различаются количеством анкерных крюков, у тех что емкость поменьше их три, а в мощных – пять.
Устанавливать водонагреватель нужно вертикально и с минимальными перекосами. При монтаже рекомендуется применить строительный уровень. Тяжелые водонагреватели должны крепиться на капитальные стены с полной уверенностью, что они выдержат этот вес. Панельный дом – это хорошо.
Если же дом кирпичный, в таком случае нужно убедиться в надежности кладки и, если есть сомнения, укрепить. Разделать швы, после чего снова промазать раствором. Есть вариант, в котором стены пробиваются насквозь и с другой стороны закрепляются металлическими пластинами.
Если все же имеются некоторые сомнения в надежности несущей стены, то лучше будет предварительно изготовить металлический каркас в виде рамки, и уже к нему приваривать анкерные крюки. Эту конструкцию следует прикрепить к стене, а уже на нее навешивать водонагреватель.
Примите к сведению: монтаж должен делаться с таким расчетом, чтобы был свободный доступ к аварийному выключателю.
В линейке водонагревателей Термекс имеются компактные модели, позволяющие произвести установку в небольшом пространстве, свойственном квартирам старого типа. Есть и такие модели, позволяющие устанавливать агрегат под кухонную мойку. Но все-таки лучше будет, если кухонный смеситель подключен при помощи отдельной трубки.
[my_custom_ad_shortcode1]
Какой водонагреватель выбрать – накопительный или проточный?
Если к вопросу нагрева воды вы решили подойти основательно, то лучше пойти на затраты и выбрать накопительный водонагреватель (ссылки в начале статьи).
Запланировали через час покупаться и помыть посуду – включили его, помылись-побрились, и выключили. И вода ещё долго (несколько часов) будет остывать, её можно использовать, не расходуя электричество.
Если же нужна горячая вода здесь и сейчас, или ограничены в средствах, или некуда ставить этот огромный бак – то конечно, лучше выбрать компактный, проточный водонагреватель. Но тут надо особо подойти к электропитанию, о чём будет сказано ниже.
Назначение нагревателя
Монтаж выполняется в строгом соблюдении рекомендаций class=»aligncenter» width=»562″ height=»489″[/img] Не стесняйтесь дополнять и комментировать ее. Выходной разъем терморегулятора соединен со вторым контактом ТЭНа. Бытовые бойлеры рассчитаны под питание однофазным переменным током Вт.
Намотайте уплотняющую ленту, накрутите сбросной клапан на вход холодной воды и выполните подключение к системе водоснабжения удобным способом с помощью трубок либо шлангов.
Черная сталь со стеклокерамическим покрытием. Оба вида бойлерных систем отличается один от другого технологией нагрева. Для врезки в водопровод лучше всего использовать шланги из металлопластика. Такие агрегаты называют бойлерами косвенного нагрева, в них вода подогревается от теплоносителя, идущего из котельной установки по теплообменнику в виде змеевика.
Хорошим помощником при монтаже бойлера может стать подробная схема подключения водонагревателя. Прибор комплектуется: Шаровыми кранами на входе и выходе.
Подключение к водопроводу Схема подключение водонагревателя к водопроводу предполагает параллельное подключение аппарата к системе водоснабжения: вход — труба с холодной водой, выход — труба с горячей водой. Патрубок же холодной воды устанавливается после предварительного монтажа тройника.
Датчик давления. Именно на указанное значение тока необходимо подбирать автоматический выключатель. Такие модели требуют постоянного сжигания топлива. Цена: при объеме бака 80 литров — от рублей.
Но следует помнить, что нули до и после дифавтомата не могут иметь общие соединения. При снижении температуры воды в баке ниже определенного значения, цепь питания ТЭНа замыкается и опять начинается нагрев. Схема подключения бойлера к водопроводу
Схема и устройство проточного водонагревателя
Электрическая принципиальная схема проточного водонагревателя Termex System приведена ниже. Схема взята из инструкции, которую можно будет скачать в конце статьи.
Схема проточного водонагревателя Termex System
Итак, что “под капотом” у этого водонагревателя и как работает его электросхема?
- М — датчик протока, который замыкает свои контакты, если только есть достаточный поток воды. То есть, если вода течет слабо либо её совсем нет, он не включится, и схема работать не будет.
- Р — реле управления мощностью, включается от датчика протока М. Это реле своими контактами включает питание ТЭНов.
- Т1 – температурный датчик, Т2 – температурный датчик с механическим включением, служат для предотвращения перегрева нагревательных элементов. Если эти датчики сработали, ТЭНы уже не включатся. В случае срабатывание датчика Т2 его можно после остывания включить вручную.
- ТЭН1, ТЭН2 – электронагревательные элементы, в данном приборе включаются одновременно.
- Н — неоновый индикатор, на передней панели.
- L – Фаза, Line
- N – Ноль, Neutral
- Е — Земля, Earth
Устройство реального проточного нагревателя воды рассмотрим на фотографии:
Проточный водонагреватель Termex System – устройство и принцип действия
Как видим, датчик перегрева – один (Т1, у него один контакт, через который питаются оба ТЭНа). Производитель в инструкции предупреждает, что может менять схему и конструкцию на своё усмотрение.
На фото не видно, как отдельно питаются два ТЭНа.
Проточный водонагреватель Termex System – устройство поближе
Тут стрелкой показана пимпочка (Сброс), на которую надо нажать, если сработал датчик перегрева .
А вот фото, на котором видны параметры реле:
Реле, включающее ТЭНы
↑ Режимы работы
• Автоматический режим нормальный, основной режим, обеспечивает включение по заранее установленному времени, 6 значений. Предустановки по умолчанию: 5:00, 10:30, 16:30. • Режим принудительного (ручного) включения нагрева кнопкой на 30 минут. • Режим отключения.
Графический алгоритм работы прибора приведен ниже.
Программа написана на языке Си, снабжена достаточным количеством комментариев и откомпилирована в «mikroC for PIC». Применённый микроконтроллер PIC16F676 имеет память всего 1 Kб, чего оказалось недостаточно. Поэтому пришлось некоторые функции сократить до минимума. Например, задание времён включения бойлера можно делать только в исходном коде, а затем компилировать прошивку. У меня за всё время эксплуатации изменять значения по умолчанию или добавлять значения времени не потребовалось.
На плату выведены выводы микроконтроллера для внутрисхемного программирования.
Устройство и схема водонагревателя Thermex Stream
Термекс Стрим устроен попроще, вот фото его внутренностей:
Termex Stream внутреннее устройство
В Стриме схема упрощена – нет реле. Датчик наличия потока воды (датчик протока, датчик давления) как обычно предохраняет от сухого хода, термореле – от перегрева.
Вот схема водонагревателя из инструкции:
Схема проточного водонагревателя Termex 500 700 Stream
Измерение активной мощности в цепях трёхфазного тока
При измерении мощности трёхфазного тока применяют различные схемы включения ваттметров в зависимости от:
системы проводки (трёх- или четырёхпроводная);
нагрузки (равномерная или неравномерная);
схемы соединения нагрузки (звезда или треугольник).
а) измерение мощности при симметричной нагрузки; система проводки трех- или четырехпроводная:
Рисунок 9 Рисунок10
В этом случае мощность всей цепи можно измерить одним ваттметром (рисунки 9,10), который покажет мощность одной фазы Р=3P ф =3U ф I ф соsφ
б) при несимметричной нагрузке мощность трёхфазного потребителя можно измерить тремя ваттметрами:
Рисунок 11
Общая мощность потребителя равна:
в) измерение мощности методом двух ваттметров:
Рисунок 12
Применяется в 3-х проводных системах трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения потребителей. При этом токовые обмотки ваттметров включаются в фазы А и В (например), а параллельные на линейные напряжения U АС и U ВС (или А и С U АВ и U СА), (рис. 12).
Общая мощность P=P 1 +P 2 .
Электрическое водонагревательное и отопительное оборудование получило большой спрос среди потребителей. Оно позволяет быстро организовать отопление и горячее водоснабжение с минимальными первоначальными затратами. Некоторые люди и вовсе создают такое оборудование самостоятельно, своими руками. А сердцем любого самодельного прибора становится ТЭН с терморегулятором.
Как правильно подобрать ТЭН и на что ориентироваться при его выборе? Параметров достаточно много:
- Потребляемая мощность;
- Размеры и форма;
- Наличие встроенного терморегулятора;
- Наличие защиты от коррозии.
Прочтя этот обзор, вы научитесь самостоятельно разбираться в ТЭНах с терморегуляторами и сможете выполнить их подключение.
Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.
Рис. 1 ТЭН подключается через один трехфазный с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда».
Рис. 2 При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.
РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.
Рис. 3 Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1
Рис. 4 Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц. Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)
Рис. 5 Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП. Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.
Топ-5 популярных моделей
| Название модели | Объем бака | Цена | Мощность | Тип установки | Особенности |
| BOSCH Tronic 1000 T ES 050-5 N 0 WIV-B | 50 л | 125 у. е. | 1,5 кВт | вертикальный, настенный | магниевый анод, теплоизоляция – 32 мм |
| Ariston ABS VLS PW 80V | 80 л | 270 у. е. | 2,5 кВт | вертикальный, настенный | защита от замерзания, теплоизоляция – 32 мм |
| GORENJE GBF 80 | 80 л | 190 у. е. | 2,0 кВт | вертикальный, настенный | магниевый анод, теплоизоляция – 17 мм |
| THERMEX IF 100 V | 100 л | 245 у. е. | 2,0 кВт | вертикальный, настенный | магниевый анод, теплоизоляция – 17 мм |
| THERMEX ER 80 V SilverHeat | 80 л | 100 у. е. | 1,5 кВт | вертикальный, настенный | магниевый анод, теплоизоляция – 17 мм |
Источник: svoy-elektrik.ru
Ремонт электрического бойлера самостоятельно
А в случае наличия заземления, первую замену анода рекомендую произвести спустя (количество лет гарантии на бак минус один год ). Иначе, если гарантия на бак 5 лет, замену анода лучше произвести на 4-ый год эксплуатации.
Рассмотрим в порядке очередности (рис 1, рис 2) электрические схемы бойлеров, которые указаны на рисунках , и функциональное назначение элементов каждой из схем.
Электрическая схема бойлеров с сухими тенами рис 1:
Напряжение электросети 220в, поступает через термопредохранитель П1 и терморегулятор ТС1, непосредственно на нагревательный элемент (тен) Т2 (если кнопка КН1 разомкнута, как показано на рис 3), или на оба нагревательных элемента (тена) Т1,2 (если контакты кнопки КН1 соединены ).
В нормальном состоянии контакты термопредохранителя П1 и терморегулятора ТС1 находятся в замкнутом состоянии.
Поэтому напряжение свободно поступает на тены, вода в бойлере греется, светится индикаторная лампочка (сигнализируя о процессе нагрева воды).
Терморегулятор ТС1, при помощи датчика отслеживает температуру нагрева воды. При достижении заданной температуры воды, терморегулятор ТС1 разрывает цепь (на рис 3 терморегулятор ТС1 показан в разомкнутом состоянии) подачи напряжения питания на тены, нагрев воды прекращается.
Если температура воды в бойлере опускается ниже заданной, терморегулятор ТС1 соединяет цепь подачи напряжения питания на тены, нагрев воды возобновляется.
Ремонт электрического бойлера самостоятельно. Таким образом поддерживается постоянство заданной температуры воды в бойлере.
В случае аварийных ситуаций (обычно перегрев), цепь подачи напряжения питания на бойлер разрывает термопредохранитель П1(на рис 3 термопредохранитель П1 показан в разомкнутом состоянии).
Чтобы самостоятельно успешно ремонтировать электрический бойлер, легко находить и устранять все возможные поломки. Приобретайте полный основной курс : Ремонт электрического бойлера.
Приобретайте полный основной курс всего за $7
Источник: repair-and-servise.com
Электрическая схема водонагревателя
рис.1
От источника питания рис.1 провод одного потенциала фазного либо нулевого в последовательном соединении контактирует через термовое реле с регулятором мощности, от регулятора мощности контакт провода соединяется с выключателем , представляющим собой ключ замыкание и размыкание электрической цепи с лампочкой. От лампочки потенциал провода поступает на первый контакт нагревателя тэн. Провод второго потенциала от источника питания поступает так же на термовое реле, от термового реле провод соединяется со вторым контактом нагревателя. От второго контакта нагревателя провод соединяется с лампочкой. Электрическая цепь замыкается на лампочке и нагревателе.
Термовое реле предохраняет от чрезмерно малого сопротивления как сам нагреватель так и саму схему, то есть стабилизирует установленную в термовом реле температуру воды.
Регулятор мощности выдает именно то сопротивление в электрической цепи какое мы с помощью переключения желаем установить. Также регулятор мощности выполняет дополнительную функцию отключения при определенной температуре нагрева. Замыкание и размыкание в электрической цепи здесь происходит при деформировании от температуры нагрева биметаллической пластины.
Нагреватель тэн имеет дугообразную форму трубки со встроенной внутри спиралью накала и имеет свое сопротивление на степень нагрева, то есть сам нагреватель как и лампочка работают в режиме короткого замыкания.
При пробое изоляции и замыкании тока на корпус,- потенциал тока отводится на заземление. Тестирование как и всей бытовой техники проводится пассивно. После проведенного ремонта перед подключением к внешнему источнику, необходимо предварительно проверить данную технику прибором на сопротивление. Во избежание короткого замыкания, — сопротивление данной бытовой техники не должно соответствовать нулевому показателю прибора.
Подключение водонагревателя
Рассмотрим следующую электрическую схему водонагревателя рис.2. Схема состоит из:
- автоматического выключателя;
- контакта устройства автоматики;
- ТЭНа.
Автоматический выключатель или же точнее защитный, двухполюсной аппарат автоматического срабатывания позволяет отключать электрическую схему водонагревателя от фазного и нулевого проводов — одновременно.
рис.2
Контакт устройства автоматики из себя представляет — размыкающий контакт электрического аппарата. Электрическая схема рис.3 водонагревателя состоит из следующих соединений:
Если коротко изложить, то все элементы состоящие в этой схеме кроме термостата — соединены параллельно. Термостат соединен в электрической цепи — последовательно.
рис.3
Сигнальная лампочка для данной схемы отключается по достижению заданной температуры воды — термостатом. Тепловое реле позволяет здесь одновременно отключать два потенциала фазного и нулевого проводов
Подключение — к воде водонагревателя
Из схематичного изображения видно, что водонагреватель подключается к водопроводной трубе, это могут быть как стальные трубы так и трубы из ПВХ. Вторая труба предназначена для отбора горячей воды из емкости водонагревателя. Шаровыми вентилями регулируется как подача холодной воды так и отбор горячей воды.
Устройство водонагревателя
Устройство водонагревателя по представленному рисунку — не требует как бы детального разъяснения.
ТЕНы для водонагревателя
ТЭНы в зависимости от типов водонагревателей имеют свое различие как по форме так и по потребляемой мощности.
Термостат водонагревателя-принцип работы
Термостат или же терморегулятор осуществляет регулирование температуры воды в емкости водонагревателя, то есть по достижению заданной температуры происходит разрыв в электрической схеме водонагревателя, — что способствует предотвращению перегрева воды.
термостат
По мере остывания воды в емкости водонагревателя до определенной температуры биметаллические контакты термостата принимают исходное положение и контакты вновь замыкают электрическую цепь — в результате вновь происходит нагревание воды.
Уважаемые посетители сайта! В теме постепенно будут внесены дополнения из личной практики.
На этом пока все.
Источник: zapiski-elektrika.ru