Как работают электрические и газовые водонагреватели?

28.11.2016

Водогрея — устройство, которое предназначено для нагрева воды, обеспечивающее квартиру или дом горячей бытовой (не пригодной для питья) водой. Конструкция водогрея собой представляет схему согласованно работающих деталей и устройств.

Газовый водонагреватель

Необходимо не забывать про то, что нагрев воды в накопителе выполняется на протяжении 2-4 часов.

Представление про то, как работает водогрея, сможет помочь правильно сделать его установку, не опасно пользоваться им, понять признаки аварийного состояния или потребности проведения профосмотра.

Законы физики в работе нагревателей воды

Рабочий принцип водогрея построен на физических законах.

  1. Закон перемены параметров воды при изменении температуры — горячая вода имеет меньшую плотность и потому легче холодной, благодаря этому ТЕНЫ греют воду снизу, и она самостоятельно подымается вверх.
  2. Закон конвекции (теплопередачи) — передача тепла выполняется от горячего элемента нагрева к холодной воде около него.
  3. Закон увеличения температуры в результате электросопротивления. Электросхема ТЕНОВ учитывает образование тепла вследствии электросопротивления материала, возникающего в нагревателе при прохождении по нему электротока.
  4. Закон наполнения вакуума — при вытекании горячей воды из бачка в то же время выполняется его наполнение холодной водичкой из подключенного водомерного узла. Без втекания вовнутрь холодного водомерного узла, горячая вода не вытечет.
  5. Закон электрохимической активности металлов — первоочередно в хим. реакцию вступает тот металл, чья электрохимическая активность больше. Магниевый анод считается более энергичным компонентом схемы, если сравнивать со стальным бачок или медный ТЕН. Благодаря данному факту выполняется защита бачка от ржавчины и нагревателя от накипи.

Работа электрического бойлера

Устройство электрического накопительного водонагревателя

Устройство электрического бойлера.Рассмотрим детально, как поступающая в бачок электрического водонагревателя прохладная вода становится горячей на выходе из него. Поступающий холодный водомерный узел наполняет бачок доверху (полноценно). Ёмкость бойлера делается из прочной стали, внутренняя поверхность из металла внутри покрывается слоем защиты для предостережения коррозионного поломки. Ставится магниевый анод, который отвлекает на себя коррозию потому, что считается более химическим активным компонентом если сравнивать с железом бачка или медью нагревателя. Магний первоочередно вступает в реакцию окисления, в течении определенного времени рушиться и подлежит замене.

Изнутри электрического водонагревателя термопара меряет температуру входящей воды и предоставляет сигнал на включение нагрева. Если водонагреватель электрический, то к ТЕНУ подается ток, при прохождении которого провод нагревателя разогревается и начинает источать тепло.

Как работает нагревательное устройство?

Схема строения накопительного водонагревателя

Схема сооружения бойлера.Полтора десятилетия назад были востребованы кипятильники — устройства чтобы нагреть воду в стакане. Этот кипятильник являлся Трубчатым нагревателем (трубчатым электрическим нагревателем), имеющим в себе провод и наружную трубку.

Внутренняя полость сегодняшних Трубчатых нагревателей может быть заполнена наполнением — веществом, не проводящим переменный ток, но прекрасно передающим тепло. Для подобного наполнителя очень часто применяется спрессованная кристаллическая окись магния.

Рабочий принцип электрического элемента нагрева построен на нагреве материала от электротока. Изнутри Нагревательного элемента трубчатого типа размещен спиральный провод. Материал провода должен иметь большущее удельное электросопротивление, тогда при прохождении по нему электротока он будет прогреваться и источать тепло в пространство вокруг. Это тепло нагревает тонкостенную железную трубку (из стали), являющуюся корпусом. Температура работы на корпусе элемента нагрева достигает 450°C (порой выше).

При непосредственном контакте стального корпуса с водой («влажный» или «погружной» Трубчатый нагреватель), тепло от плоскости трубки подается воде в бачке нагревателя. При защите корпуса элемента нагрева от ржавчины («сухой» Трубчатый нагреватель) тепло переходит ко второй защитной плоскости из керамики, от которой подается в воду и поднимает ее температуру.

  Монтаж газовых и электрических котлов отопления

Нагрев воды в накопителе

Схема накопительной системы водонагревателя

Схема накопительной системы водогрея.Итак, работает водогрея, вода нагревается на протяжении 2-4 часов. Чем больше объем бачка электрического водонагревателя, тем длительнее произойдет нагрев воды. Если температурный показатель выше заданного на терморегуляторе (в большинстве случаев 85°C), на Трубчатый нагреватель водогрея перестает подаваться переменный ток и нагрев заканчивается.

В бачке вода которая нагрелась может сберегаться до того, когда возникнет потребность в ее применении. Для уменьшения теплопотерь, поверхность находящаяся снаружи баковой емкости закрывается изолятором тепла — искусственным латексом, останавливающим потери тепла. С наружной стороны бачок и изолирующий кожух закрытые покрытием с эффектом декора из винила (пластика). Аналогичным образом, остывание воды в бачке видно приостанавливается. При остывании на 3°С автоматично включается работа элемента нагрева, и вода подогревается до поставленного предела вновь. Так может продлиться на протяжении всего дня, до тех пор, когда в вечернее время владельцы включат горячий кран и начнут тратить воду которая нагрелась.

Температура предельного водонагрева в бачке может меняться. При вашем желании, ее можно сделать меньше до 40°C или расширить до 95°C. Нужно знать, что систематическая работа бачка в режиме 40-50°C приводит к размножению бактерий в его внутренней пустоты и к возникновению возле воды малоприятного застойного запаха. Такое сокращение верхней температуры предлагается только на определённое, короткое время. Иной вариант — при систематическом рабочем нагреве до 50°C нужно раз на протяжении недели прогревать бачок до 80-85°C, для уничтожения гнилостных организмов.

Как работает охранная система бойлера?

Система безопасности накопительного водонагревателя

Охранная система бойлера.Бойлер способен подогреть воду практически до температуры кипения. Объем устанавливаюемого бачка должен гарантировать суточную надобность семьи в горячей воде. Из плохих качеств накопительной конструкции основным считается потребность отслеживания давления изнутри емкости специализированными устройствами. Они предохраняют пространство внутри бачка от перегревания и лишнего давления. К данным устройствам относят клапан для предохранения, шаровой клапан и реле температуры.

Система предоставления безопасности работы электрического водонагревателя работает так. Реле температуры при перегреве температуры выше указанного значения выключает работу ТЕНОВ. На случай потенциальной неполадки реле температуры, выполняется аварийный перегрев воды в накопительном электрическом водонагревателе, нагрев ее до температуры кипения увеличивает давление изнутри бачка. Если последующее увеличение давления произойдет бесконтрольно, стены бачка разорвет от перегрузки. Так выполняется взрыв водогрея. Для предостережения взрыва ставится предохранительный (аварийный) клапан. При превышении давления выше 7 атмосфер аварийный клапан автоматично открывается и стравливает избытки воды, при всем этом уменьшается давление и устраняется возможность аварии.

Шаровой клапан предназначается для предостережения слива воды которая нагрелась из бачка в холодный водомерный узел при аварийном отсутствии холодной воды. Он пропускает воду в бачок, и не предоставляет ей обратного хода. Но в схеме шарового клапана также есть пружина. На случай аварийного перегрева и увеличении давления до 4 атмосфер шаровой клапан открывается и пропускает горячую воду назад, к аварийному клапану. Дальше вступает в работу по обеспечению безопасности клапан для предохранения.

Работа проточного электро водонагревателя

Работа проточного электрического водонагревателя

Работа проточного электро водонагревателя.Водогрей проточного типа имеет некоторые специфики работы. Он подает горячую воду сразу, без промежуточного времени, нужного для нагревания набранного объема воды. В основном принципе его действия лежит конвекция (перенос) тепла от нагревателя к нагреваемой жидкости. Тут вода входит в корпус нагревателя по входящей трубе, открываемой по команде реле давления. Изнутри корпуса вода проходит между спиралями элемента нагрева, где приобретает заданную температуру.

Значение температуры нагрева задается регулятором температуры. Нагревательная спираль заключена в камеру, свободное место которой контролируется тепловым предохранителем. Работа предохранителя находится в прекращении подачи тока к ТЕНУ, когда значение температуры превысило установленное на регуляторе. Также в конструкции есть клемма заземления, которая необходима для обеспечения электрической безопасности клиентов.

  Выбор газового котла: одноконтурный или двухконтурный?

Рабочий принцип газового обогревателя

Схема подсоединения газового нагревателя

Схема подключения газового обогревателя.Водогрей газового типа (колонка) действует по принципу нагревателя проточного типа. Другими словами греет без предварительного собирания, практически сразу же после включения выдаёт горячую воду. Источником тепла в водогреях газового типа служит газ, при горении которого выделяется тепловая энергия, расходуемая на разогрев воды. Прочие процессы сходственны электрическим проточным водогрейным устройствам, где применяется прямоточная схема движения потока.

Вода втекает, подогревается и вытекает горячей. При всем этом в устаревших моделях колонок работающих на газу включается водный поток, после открывается газовый кран и газовый поток поджигается спичкой или пьезоэлектрическим элементом. При выключении холодной воды поток газа продолжает сгорать в горелке, и его следует также отключить, иначе может случиться перегрев и неполадка (взрыв) колонки. Сегодняшние модели колонок удобнее в работе. Очень просто включить водный поток (открутить кран), и автоматично включается поток газа и срабатывает пьезоэлектрический элемент, поджигающий его. При закрытии крана поток газа перекрывается автоматично. Взрывоопасность подобной конструкции намного меньше.

Более детальная схема действия газовой колонки станет смотреться так. Вода попадает в газовый водогрей проточного типа, при всем этом срабатывает клапан газоподачи, и носитель тепла проникает в запальную горелку. От запальной горелки начинает работу главная горелка, подогревающая трубный змеевик. Вода греется, проходя по изогнутым трубам теплообменного аппарата изнутри колонки. Автоматизацию процесса гарантирует электронная схема выключения и включения нагрева.

Газовый водогрей проточного типа в работе намного дешевле электрического.

Схема устройства газового обогревателя

Рисунок 1.Схема устройства газового нагревателя воды

Рисунок 1.Схема устройства газового обогревателя воды.Схема устройства газового обогревателя воды приведена на рис. 1. Тут:

  1. Вода подается через вход 1.
  2. Газоподача — через вход 2.
  3. В запальном фитиле (5) пламя нагревает биметаллическую пластину (6).
  4. Биметаллическая пластина спрессована из листов 2-х различных металлов, имеющих различное тепловое расширение. Благодаря этому при нагревании она с одной стороны становится шире слабее, благодаря чему выгибается и раскрывает газовый клапан.
  5. Газовый клапан (16) подает тепловой носитель к крану основной горелки.
  6. Главная горелка (13 — горелка и 17 — кран горелки).
  7. Устройство блок — крана имеет водяную (3) и газовую (4) части. Он выполняет автоматизированный контроль выключения и включения газоподачи все будет зависеть от того, открыт ли кран, выпускающий воду.
  8. Рядышком с блок-краном расположена мембрана (19), которая раскрывает кран исключительно в условиях разности давлений над и под собой (подобные условия возникают при кране который открыт слива горячей воды).
  9. Мембрана соединена с блок-краном через кран безопасности (14) и пружину (15).

Прочие детали конструкции газового нагревателя проточного типа:

  • камера нагрева (7);
  • змеевик, в котором продвигается подогреваемая вода (8);
  • калорифер или трубный змеевик, в котором выполняется конечный обмен тепла между нагретой поверхностью трубы и водой (9);
  • тягопрерыватель, перекрывающий доступ воздуха к выходу (10);
  • отражатель обратной тяги (11);
  • внешний кожух (12);
  • выходящая труба с горячей водой (18).

Работа бойлеров гарантирует надобность в горячей бытовой воде практически половины жителей планеты. Очень важно их применение на негазифицированных территориях. Подбор конструкции — накопительный или водогрей проточного типа — определяется поставленными к устройству требованиями: необходимой скоростью водонагрева, расходом энергоносителя, нужным объемом бытового применения. Водогреи газового типа не меньше востребованы там, где выполняется газоподача для домашних необходимостей. Из газовых конструкций самую большую известность приобрели проточные устройства нагрева.


Отопление / , , , , ,

Добавить комментарий