Електричний водонагрівач накопичувального типу, або, по-простому, бойлер, давно і міцно увійшов у наше життя, забезпечуючи додатковий комфорт і дозволяючи не залежати від комунальних систем гарячого водопостачання. Це простий пристрій в автоматичному режимі підтримує необхідну температуру води, маючи при цьому її певний запас. Випускаються промисловістю прилади мають різноманітну форму, розміри і зовнішній дизайн. Незважаючи на здаються відмінності, у своїй основі все водонагрівачі мають схожу конструкцію і єдиний принцип роботи. Однак, роблячи вибір між тією чи іншою моделлю бойлера, слід не тільки розуміти, як він улаштований, але і розбиратися в особливостях виконання деяких його компонентів.
Конструкція бойлера По суті, будь водонагрівач такого типу являє собою великий термос, що має всередині трубчастий електронагрівач (ТЕН), тому конструкція всіх бойлерів має такі елементи: • зовнішній корпус з деталями, що дозволяють кріпити пристрій на стіну або підлогу; • внутрішній бак; • теплоізоляційну прошарок між внутрішньою ємністю і корпусом; • трубчастий електронагрівач;
• термостат з можливістю регулювання температури нагріву; • запобіжний клапан; • захисний магнієвий анод; • схема управління та індикації.
При виборі бойлера можна не помітити велику різницю в ціні навіть між різними моделями одного виробника. Вона обумовлена, насамперед, технологією і матеріалом виготовлення внутрішнього бака, а також наявністю електронного блоку управління і індикації. Ці параметри задають зручність користування приладом, а також тривалість його служби.
Корпус Корпуси водонагрівачів мають як строго циліндричну, так і овальну і навіть прямокутну форму, різноманітну забарвлення і дизайн оформлення. Часто на зовнішній стороні кожуха кріпиться термометр для спостереження за роботою пристрою, а також регулятори або керуючі елементи. Матеріалом виготовлення корпусів служить сталевий лист або пластик. Для установки бойлера, в конструкції корпусу є кріплення, залежно від типу розміщення (настінна або напольная схема установки). Простір між корпусом водонагрівача і внутрішнім баком заповнено теплоізоляційним матеріалом - найчастіше в його ролі виступає щільний поліуретан.
Внутрішній бак Конструкція внутрішньої ємності бойлера повинна відповідати критерію підвищеної корозійної стійкості і при цьому протистояти постійним температурних перепадів, тому даному елементу виробники приділяють чимало уваги, розробляючи нові покриття бака і застосовуючи способи його захисту. Сталеві баки з покриттям з склоемалі або стеклофарфора Таке покриття отримують напиленням захисного шару з наступним його випалюванням при високій температурі (до 850оС). Стеклоемаль не здатна до окислення, тому вони абсолютно не кородує. До того ж, її гладка поверхня протистоїть утворенню накипу.
Парадоксально, але основний недолік такого покриття виникає з його достоїнства - висока твердість шару малопластичних і з часом постійні перепади температури води призводять до утворення мікротріщин в його шарі, які в підсумку сприяють руйнуванню бака. Виробники постійно шукають нові склади для покриттів такого типу. Наприклад, додавання титанового порошку зрівняло температурні коефіцієнти розширення стеклофарфора і сталі, кілька поліпшивши стійкість шару до розтріскування. Трохи зменшити шкідливий вплив температурного впливу можна, встановивши температуру води в бойлері не вище 70оС, хоча все одно хоча б раз на місяць доведеться прогріти пристрій максимально, для дотримання санітарних правил. Іншим недоліком стеклофарфорового покриття бака можна вважати збільшена вага бойлера. Компанії, що випускають водонагрівачі з ємностями даного типу, дають гарантію на свою продукцію не більше 3 років.
Сталеві баки з титановим напиленням Напиленням титанового порошку на внутрішню частину бака досягається відмінна корозійна стійкість. При цьому даний тип покриття має високу міцність і механічну стійкість, маючи слабкі місця лише на зварювальних стиках. Гарантія на пристрій з таким баком становить до 10 років, що є величезною перевагою, навіть якщо враховувати його досить високу вартість.
Нержавіючі внутрішні баки Такі ємності позбавлені недоліків двох попередніх елементів. Нержавіюча сталь, як і титан, здатна протистояти впливу домішок, що знаходяться у воді, а також корозії. Є думка, що нержавіюча сталь надає воді своєрідний запах і смак, з'являються під час її нагрівання, однак це лише домисли, абсолютно не підтверджені науковими дослідженнями. Відомо, що «нержавійка» не вступає в хімічну реакцію з водою. На такі баки виробники також дають до 10 років гарантії, проте вони є найдорожчими. Баки з нержавіючої сталі, а також з титановим напиленням більше схильні до утворення накипу, ніж стеклофарфоровие, але це анітрохи не зменшує їх достоїнств. У внутрішньому баку встановлені трубки підведення холодної води і відведення гарячої, а також електронний блок нагріву і захисту.
Блок нагріву та захисту Елементи, що відповідають за нагрівання води до певної температури, а також захищають від руйнувань метал внутрішнього бака, встановлені на металевому фланці, приєднуються за допомогою ущільнювача до внутрішнього баку пристрою.
Для нагріву води використовуються ТЕНи різної потужності. Залежно від принципу нагріву, розрізняють: • «мокрі» ТЕНи, які безпосередньо контактують з водою, тому неминуче покриваються накипом, яку необхідно періодично видаляти, інакше через перегрів ТЕН вийде з ладу; • нагрівачі «сухого» типу. Позбавлені цього недоліку, оскільки встановлені в металевій трубці, яка і здійснює контакт з рідиною. Така схема дозволяє позбутися від накипу не тільки на нагрівачі, але й на трубці, покритої шаром стеклофарфора. Деякі моделі бойлерів комплектуються декількома нагрівачами. Така конструкція дозволяє здійснювати ступінчасте регулювання нагріву, а також зменшує кількість циклів включення для кожного з них (скачки напруги під час включення приладів впливають на їх довговічність).
Спільно з ТЕНами на фланці встановлений терморегулятор і магнієвий стрижень (анод). Термостат відповідає за включення нагрівального елементу при зниженні температури води нижче встановленої споживачем. Застосовуються терморегулятори як механічного типу, так і електронні прилади, що працюють спільно з електронним блоком управління. Часто в пристрій терморегулятора входить схема захисного відключення Тена при відсутності води в баці. Магнієвий електрод покликаний зменшити обмін іонами металевих складових всередині бойлера, віддаючи натомість свої частки. Така схема зменшує ефект вимивання електронів з елементів конструкції і вони корродируют в значно меншій мірі. Сам же магнієвий стрижень при цьому досить швидко руйнується і вимагає періодичної заміни (при стоншенні до 10 мм або зменшенні довжини до 200мм). Схема управління та індикації надає додаткові зручності при користуванні водонагрівачем, маючи функції точного регулювання температури води, включення нагріву за часом, підтримання різного ступеня нагріву в залежності від часу доби.
Принцип роботи накопичувальних водонагрівачів Схема роботи бойлерів побудована на принципі поділу шарів води з різною температурою. Як відомо, теплі шари рідини знаходяться вгорі. Їх відбір з водонагрівача здійснюється через трубку відводу гарячої води, довжина якої дозволяє використовувати верхній, найбільш теплий її шар. Холодна ж вода, навпаки, надходить у нижню частину бака, туди, де встановлені водонагрівачі. До того ж, на короткій підвідної трубці встановлено розсікач, що не дозволяє рідини виникати струменем і тим самим сприяти перемішуванню теплої і холодної води. Особливість теплої рідини підніматися вгору не дозволить використовувати бойлер вертикальної конструкції, розмістивши його паралельно землі. На це варто звернути пильну увагу, вибираючи тип пристрою під свої потреби.
Нагрівання холодної води здійснює ТЕН (один або декілька). За її температурою стежить термостат. При досягненні заданої температури, він розмикає електричний ланцюг живлення нагрівача. Гарна теплоізоляція дозволяє підтримувати потрібну температуру води, витрачаючи мінімум енергії на її постійний підігрів. У разі застосування декількох нагрівачів, для підтримки температури на заданому рівні використовується один ТЕН. Решта включаються при сильному витраті, багаторазово підвищуючи потужність нагріву. Така схема підвищує економічність і надійність приладу. Відібрана зверху тепла вода постійно заміщається знову нагрівається рідиною, яка подається з магістралі. Так влаштований процес безперервного нагріву. При великій витраті температура води на виході з бойлера з часом падає, тому необхідно вибирати обсяг накопичувача, виходячи з величини гарячого водорозбору.
Можливий варіант відмови термостата, при цьому вода може закипіти, внаслідок чого до небезпечного рівня підвищується тиск у внутрішньому баку. Для запобігання аварії, на трубку подачі холодної води встановлений запобіжний клапан - при досягненні граничної величини тиску він відкривається, тим самим скидаючи частина рідини в подає магістраль. Цей же клапан використовують для зливу води з приладу під час профілактичних робіт.
Не варто нехтувати проведенням періодичних профілактичних заходів, які полягають в чищенні бойлера від накипу та іржі. Вони дозволять приладу працювати надійно і ефективно, а також убережуть вас від незапланованих витрат.
