Накопительные водонагреватели

Накопительный водонагреватель, или бойлер (от англ. boiler) представляет собой сравнительно большую ёмкость с размещенным в ней или, реже, под ней, источником тепла.

Водонагревательная емкость снаружи защищена слоем теплоизоляции и защитным кожухом. Снаружи к нагревательному элементу подсоединяется пульт управления, обязательно включающий управление температурой. Обычно это биметаллический термостат. Нагрев включается, когда термодатчик регистрирует в баке температуру ниже установленной.

Большинство фирм выпускают водонагреватели как вертикального, так и горизонтального исполнения. Выбор определенного типа зависит только от удобства размещения водонагревателя в вашем помещении. Если этот вопрос неактуален, логичнее купить вертикальный, т.к. обычно при равенстве всех остальных параметров его цена ниже.

Принцип действия

При открытии крана нагретая в водонагревательной емкости вода поступает в водоразборную сеть, постепенно замещаясь в баке холодной водой поступающей из системы холодно водоснабжения. Когда запас горячей воды исчерпывается, и из крана начинает идти уже прохладная вода, нужно подождать, пока бойлер вновь прогреется. Нагрев включается, когда термодатчик регистрирует в баке температуру ниже установленной, независимо от наличия или отсутствия водоразбора.

Для того, чтобы водоразбор состоялся, и горячая вода полилась из бака, холодная вода должна подаваться в емкость под давлением. При этом сам бак будет полностью заполнен водой в любой момент времени. Если напор на входе отсутствует, вода физически не сможет выйти наружу, так как трубка для выхода горячей воды открывается в самой верхней точке бойлера.

Холодная вода, напротив, подается снизу, при этом на конце штуцера установлен рассекатель, в результате чего поступающая вода как бы «стелется» по дну емкости. Нагревательный элемент также расположен внизу. В результате за счет естественной конвекции осуществляется постепенное увеличение температуры по высоте емкости, и уже нагретая вода не смешивается с холодной.

При подаче воды учитывают её качество, например, к питьевой воде предъявляются требования СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Для доведения качества воды до требуемых норм используют водоподготовку.

Дровяной водонагреватель

Дровяной водонагреватель — водонагреватель, использующий дрова и уголь для нагрева воды. Применяется для нагрева воды в поездах, загородных домах, бассейнах.

Дровяной водонагреватель конструктивно состоит из трех частей – топки, бака с водой, и особого смесителя. В топку загружается топливо – дрова или уголь. Горячий воздух вместе с продуктами горения поднимаются сквозь круглое отверстие, представляющее собой трубу внутри бака. Нагрев бака происходил довольно быстро – за 20-30 минут, а то и быстрее. Продукты горения и горячий воздух нуждаются в принудительном удалении в стандартный дымоход. Горячая вода по принципу конвекции поднимается в верхнюю часть бака, в которой расположено выходное отверстие. Непосредственно возле выходного отверстия расположен тройник – горячая вода может идти как напрямую в лейку душа, так и вниз, на смеситель. В настоящее время дровяные (угольные) водонагреватели применяются в поездах и в местностях, где отсутствует электричество и газовые магистральные сети.

Газовые накопительные водонагреватели

Газовые накопительные бойлеры в нашей стране используются, но не так распространены, как газовые проточные водонагреватели. В городах с налаженной подачей газа их почти не встретить. Обычно они устанавливаются там, где слабая магистраль или она вовсе отсутствует.

Бывает и так, что проточную колонку меняют на накопительный бойлер. Но и тут человека могут ждать неприятности. Придется не только согласовывать перенос устройства с газовыми службами, но и позаботиться о сооружении нового дымохода. Это не только хлопотно, но и весьма недешево. Но есть в таком водонагревателе и свои плюсы.

Если его поставить, то можно решить проблемы с давлением воды и перепадами температуры. Достоинство газовых накопительных водонагревателей то же, что и у их электрических, – комфорт, заключающийся в большом запасе воды.

Важно отметить, что многие фирмы выпускают два типа емкостных газовых водонагревателей: с естественной тягой (с открытой камерой сгорания) и с принудительной тягой (с закрытой камерой сгорания). Водонагреватели с принудительной тягой имеют следующие преимущества: не требуют дополнительного притока воздуха в помещение для поддержания процесса горения, позволяют снизить капиталовложения при установке, т.к. не нужно изготавливать дорогостоящий традиционный дымоход, вместо которого с успехом используется короткий и недорогой коаксиальный. Их основной минус – заметно более высокая стоимость по сравнению с водонагревателями с естественной тягой.

Электрические накопительные водонагреватели

Данная схема – водонагревателя накопительного типа с нагревом только от блоков электротэнов применяется на объектах, где нет стабильных источников теплоснабжения, или происходит их отключение на летний период.

ТЭН (Трубчатый Электрический Нагреватель) - представляет собой металлическую трубку, заполненную порошкообразным спрессованным диэлектрическим наполнителем: периклазом - оксидом магния (MgO) или кварцевым песком, обладающим хорошей теплопроводностью, внутри которого находится спираль из сплава с высоким электрическим сопротивлением. С торцов выводятся резьбовые шпильки-контакты для подключения питающего напряжения. На оболочке ТЭНа отсутствует напряжение, поэтому их можно эксплуатировать при непосредственном контакте с нагреваемой средой.

Наиболее удобные в эксплуатации - это блок-ТЭНы. Они состоят из 3х ТЭНов, впаянных в общую латунную гайку. Такое крепление ТЭНов значительно надежнее и удобнее фланцевого соединения. Для нагрева теплоносителя в электрокотлах блок-ТЭНов может быть несколько. Мощность водонагревателя при этом является суммарной мощностью блок-ТЭНов.

Внутри бака водонагревателя размещаются один или несколько ТЭНов.

Мощность регулируется ступенчато, включением одного или нескольких групп ТЭНовых нагревателей. Пользователь при необходимости может принудительно задать максимальную мощность, в пределах которой водонагреватель может динамически менять потребление.

Блок управления в зависимости от настройки терморегулятора и температуры воды в водонагревателе производит включение или выключение контакторов нагревательных групп блок – ТЭНов, позволяет регулировать мощность нагрева и отключает нагреватели при возникновении аварийных ситуаций.

Косвенный нагрев. Теплообменники

Встроенный трубчатый теплообменник

При использовании схемы обвязки со встроенным трубчатым теплообменником во встроенный теплообменник – змеевик подается вода из системы отопления. Регулирование температуры воды в водонагревателе осуществляется электромагнитным клапаном по сигналу от терморегулятора.

Данная схема применяется на объектах, имеющих стабильный источник теплоснабжения в течение всего года.

По своей структуре теплообменник-змеевик представляет собой свернутую по определенному профилю трубу. Чаще всего подобные изделия производятся в форме спирали. Одной из модификаций являются устройства, в которых спиралью сворачивается несколько параллельно расположенных трубок. Змеевик помещается в емкость, заполненную рабочей средой. Нагревание теплоносителя осуществляется за счет его непрерывного или периодического протока через систему. Конструкция погружного змеевика может дополняться перемешивающими устройствами. Применение таких устройств обеспечивает увеличение эффективности работы прибора.

Труба змеевика изготавливается из стали и выходит через верхнюю часть и боковую поверхность наружу. Штуцеры в нижней части трубы обеспечивают соединение устройства с внешней средой. Различные модели змеевиков могут иметь конструктивные отличия, связанные с процессом протекания теплообмена.

Внешний пластинчатый теплообменник

Применение выносного теплообменника и насосной схемы циркуляции воды позволяет значительно ускорить процесс нагрева воды в водонагревателе, делает всю систему более ремонтопригодной, по сравнению со встроенным теплообменником.

Данная схема применяется на объектах, имеющих стабильный источник теплоснабжения в течение всего года.

Смонтированная и готовая к работе пластинчатая теплообменная установка отличается небольшими габаритами и высоким уровнем производительности. Так, удельная рабочая поверхность такого аппарата может достигать 1,500 м2/м3 .Конструкция таких аппаратов включает набор гофрированных пластин, которые отделяются друг от друга прокладками. Прокладки образуют герметичные каналы. Среда, отдающая тепло течет в пространстве между полостями, а внутри полостей находится среда, которая поглощает тепло или наоборот. Пластины монтируются на штанговой раме и расположены плотно относительно друг друга.

К достоинствам данного типа аппаратов принято относить интенсивность теплообменного процесса, компактность, а также возможность полного разбора агрегата с целью очистки.

Комбинированный нагрев

Данная комплектация водонагревателя применяется для объектов, где нет стабильных источников теплоснабжения, или происходит их отключение на летний период.

Комбинированные водонагреватели работают и от систем отопления, и от сети электропитания. В конструкцию комбинированного водонагревателя входят теплообменник, который соединён с отопительным котлом и ТЭН. Применение такой конструкции увеличивает скорость нагрева воды и сокращает затраты.

Комбинированные водонагреватели, так же как и водонагреватели косвенного нагрева, бывают со спиралевидным встроенным теплообменником, либо с выносным пластинчатым теплообменником. Конструкция комбинированного водонагревателя позволяет в тёплое время года получать горячую воду с использованием только электричества, а когда в работу включён отопительный котёл, нагрев воды происходит за счёт нагретого теплоносителя от котла. А в случае необходимости быстрого нагрева большого количества воды могут быть задействованы оба типа нагрева. Комбинированные водонагреватели подключаются к общей отопительной системе так же как обычные радиаторы отопления.

Комбинированные водонагреватели будут незаменимы в случае необходимости перехода на альтернативный источник, обусловленный внешними факторами, например, авария или плановые отключения электропитания.