Аккумуляционный водонагреватель что это

Устройство и принцип работы накопительного водонагревателя

Содержание

Содержание

Накопительный водонагреватель, в отличие от проточного, постоянно содержит в себе заданный объем воды, который нагревается и поддерживается в определенных температурных пределах. Из чего состоит бойлер и как обеспечивает постоянный запас горячей воды, мы расскажем в данной статье.

Конструкция

Накопительные водонагреватели разделяются по способу передачи тепловой энергии к жидкости на модели прямого или косвенного нагрева.

По типу применяемых энергоресурсов выделяют электрическое и газовое оборудование.

Наиболее распространенными в быту являются электрические бойлеры прямого нагрева. Поэтому на его примере мы рассмотрим конструктивные особенности устройства:

Внешний корпус — предотвращает разрушение теплоизоляции и дополнительно защищает бойлер от механических воздействий извне.

Теплоизоляция — замедляет естественное остывание воды в баке за счет теплообмена с окружающей средой.

Внутренний бак — заполняемая водой емкость.

Трубка подачи холодной воды — точка подачи жидкости из центральной или локальной системы к бойлеру.

Трубка отбора горячей воды — узел подключения нагретой жидкости к смесителям и кранам в жилище.

Нагревательный элемент — у электрических моделей представлен тэном.

Магниевый анод — выполняет защитные функции основных элементов от разрушающего воздействия электрохимических процессов.

Термостат — фиксирует и регулирует температуру жидкости.

Блок управления и сигнализации — позволяет регулировать величину нагрева, контролировать текущие процессы, устанавливать режимы работы.

В каталоге накопительных водонагревателей представлены модели различной ценовой категории. Что обусловлено отличиями комплектующих элементов и их характеристиками.

Корпус

Помимо защиты теплоизоляции выполняет декоративную функцию и повторяет форму внутреннего бака водонагревателя. Могут быть из металла или полимерных материалов. Конструктивно изготавливаются плоскими, цилиндрическими, прямоугольными (призмовидными), узкими.

По способу фиксации на стене существуют вертикальные и горизонтальные модели. Первый вариант более востребован за счет высокой энергоэффективности и быстрого нагрева. Второй тип актуален в помещениях с низкими потолками или местах, где размещение стандартного накопительного водонагревателя невозможно. Также существуют универсальные модели, которые допустимо располагать и горизонтально, и вертикально.

Теплоизоляция

Выполняется слоем вспененного полиуретана или поролона, заполняющего пространство между корпусом и баком. Вещество отличается большим количеством воздушных включений.

Чем больше слой теплоизоляции, тем дольше происходит передача тепловой энергии от теплоносителя к окружающей среде. Достаточной толщиной считается теплоизоляция от 3 см и более. Нагретая вода длительно сохраняет заданные тепловые показатели, снижая потребность в повторном включении нагревательного тэна.

Предназначен для наполнения нагреваемой жидкостью, поэтому обязательно должен обеспечить надлежащую прочность и герметичность. Бак, не выдерживающий давления воды, может покрыться трещинами и преждевременно выйти из строя.

В основе бака используется сварная стальная конструкция, которую изнутри покрывают антикоррозийным составом:

В зависимости от модели накопительного водонагревателя объем бака варьируется в пределах от 10 до 200 л. Размеры подбираются в соответствии с количеством человек, использующих горячую воду и точек водозабора.

Количество человек, потребляющих горячую воду

Количество человек, потребляющих горячую воду друг за другом

Количество водозаборных точек в доме

Минимальный объем бойлера, л

Нормальный объем бойлера, л

Некоторые производители изготавливают бак полностью из нержавеющей стали. Такие баки защищены от коррозии, устойчивы к воздействиям агрессивных веществ до момента нарушения защитного слоя.

Трубки холодной и горячей воды

Вода из системы подается через специальный патрубок, выведенный в нижнюю часть бака. Дополнительно трубка холодной воды ограничивается рассекателем — барьером, препятствующим смешиванию нагретой и холодной жидкости.

Трубка для отбора горячей воды выведена в верхнюю часть бака, где скапливается наиболее горячий слой.

Если в подключенном накопительном водонагревателе открутить выходной шланг, жидкость вытекать не будет. Максимум выльется 0,3–0,5 л из верхнего слоя, а все, что ниже уровня, останется в баке.

Та же ситуация, если открутить только шланг подачи холодной воды. Перекрытый выход не даст замещения воды воздухом, и движение жидкости будет слабым или вовсе не начнется. Дополнительным препятствием на пути слива воды с бака выступает обратный клапан.

Тэны состоят из нити накала в керамическом или кварцевом наполнителе и электрических выводов. Омическое сопротивление нити определяет мощность нагревателя. Некоторые виды бойлеров могут оснащаться несколькими тэнами для повышения производительности и возможности экономии электроэнергии. Конструктивно все электрические тэны разделяются на мокрые и сухие.

Сухие тэны закрыты стеатитовым или керамическим кожухом, внутри которого расположен нагревательный элемент, отделенный от диэлектрической колбы воздушным зазором. В более дорогих моделях зазор заполняется маслом, у которого выше теплопроводность и больше энергоэффективность.

Представлен в виде магниевой трубки в центре бака водонагревателя. Является более активным элементом, чем медь, покрывающая тэн. Поэтому оксид кремния выпадает в виде осадка именно на магниевом аноде, увеличивая продолжительность службы нагревательного элемента.

Термостат

Измеряет температуру воды в текущий момент. В случае нагрева до установленного предела, к примеру, 75°С, отключает цепь питания. В накопительных водонагревателях могут использоваться механические или электронные термостаты.

Механический контролирует температуру за счет биметаллической пластины, которая деформируется от нагрева и перемещает контакты. Электронные модели оснащаются терморезистором, который изменяет свое оммическое сопротивление пропорционально степени нагрева.

Блок управления

Представлен кнопочным или сенсорным модулем в нижней части накопительного водонагревателя. Термометр может выполняться стрелочным или на электронном табло. Позволяет выставлять максимальную температуру нагрева, переключать режимы работы.

Современные модели могут включать в себя дистанционное управление через мобильное приложение. Некоторые оснащены функцией почасового программирования на сутки или неделю.

Принцип действия

Смонтированный и правильно подключенный к системе водоснабжения бойлер работает по следующему принципу:

Давление в емкости снижается, пока не станет меньше напора от патрубка с холодной водой.

Открывается обратный клапан, который не позволяет воде вернуться из накопительного водонагревателя обратно в систему, и обеспечивает подачу новой порции жидкости из трубопровода.

Рассекатель, установленный над патрубком подачи холодной воды препятствует смешиванию с уже нагретой жидкостью. Холодный поток заполняет нижний объем, сохраняя верхний слой теплым.

При достаточном заполнении холодной водой погружной датчик температуры остывает и замыкает контакты цепи питания нагревательного тэна.

Тэн, расположенный в нижней части бака, подогревает холодную воду. За счет конвекции теплая жидкость поднимается вверх, освобождая место для холодного потока.

При заполнении бака давление воды восстановится и перекроет обратный клапан.

Вода постепенно нагреется до установленной температуры. По достижении данной отметки термостат даст сигнал на отключение тэна.

Накопительный водонагреватель останется в таком состоянии до тех пор, пока не начнется повторное использование горячей воды или пока жидкость в баке не остынет естественным способом. За счет теплоизоляции бойлера естественное остывание занимает несколько часов.

Подводя итоги

Накопительный водонагреватель отлично подходит как для квартир, так и для частных домов и дач. Правильно подобранная модель в течении многих лет может обеспечивать горячей водой всю семью.

Слабым местом любого бойлера является нагревательный элемент, страдающий отложениями известкового налета. Жесткая вода может разрушить тэн за несколько лет. Поэтому всем накопительным водонагревателям рекомендуется проводить периодическое техобслуживание с заменой магниевого анода.

Источник

Что такое:: накопительный электроводонагреватель

Принцип действия водонагревателя накопительного электрического (в дальнейшем водонагреватель) основан на нагреве определенного объема воды (зависит от емкости прибора), до заданной температуры и поддержании ее на данном уровне в автоматическом режиме. Водонагреватель работает под напором (давлением) холодной воды, выдавая горячую воду практически под таким же давлением.

Скорость нагрева воды зависит:

Устройство водонагревателя

Водонагреватели могут быть сделаны в различных дизайнерских вариантах: вертикальные, горизонтальные, круглые, плоские и т.д. Однако все они выполнены по принципу термоса: внутренний бак, наружный корпус, а между ними теплоизоляционный слой. Такая конструкция необходима, для того чтобы уменьшить тепловые потери, так как вода в нагревателе находится в горячем состоянии.

Составными частями водонагревателя также являются:

Внутренний бак водонагревателя может быть изготовлен:

— из углеродистой стали с эмалевым покрытием или другими видами фирменных покрытий;

Внутренний бак является наиболее ответственным элементом конструкции водонагревателя. Он работает при повышенных температуре, давлении и подвержен коррозии. Поскольку, обычно водонагреватели являются конструктивно не разборными, то срок службы прибора определяется сроком службы внутреннего бака. С этой точки зрения водонагреватели с внутренним баком из нержавеющей стали более предпочтительны, но они существенно дороже.

Расположение водонагревателя при установке

По месту расположения водонагреватели можно подразделить на настенные (от 10 до 200 литров) и напольные (от 150 литров и выше). Поскольку водонагреватель работает под давлением холодной воды, то располагаться он может не обязательно рядом с местом водоразбора, а на некотором удалении, например, в другой комнате. Причем расположение его может быть и на другом этаже, если позволяет давление воды.

Однако следует учитывать, что горячая вода в трубах остывает, и при начале разбора из крана вместо горячей воды сначала будет проливаться остывшая вода, а затем уже горячая. Поэтому для уменьшения данного фактора, водонагреватель желательно размещать как можно ближе к месту разбора горячей воды.

Водонагреватель может быть источником горячей воды для нескольких точек водоразбора, которые достаточно подключить к трубе с горячей водой, идущей от водонагревателя.

Водонагреватель может быть подключен к уже существующей трубопроводной системе, например, в квартире. Это позволяет исключить отсутствие горячей воды во время перебоев централизованного горячего водоснабжения.

Схема подключения водонагревателя к уже имеющейся трубопроводной системе

Подключиться к трубам горячей и холодной воды можно в любой точке, начиная от крана перекрывающего стояк до любой точки трубы.

Чтобы начать пользоваться водонагревателем, необходимо открыть краны 3 и 4, закрыть кран 2. В случае, если кран 2 не закрыт, горячая вода будет уходить в стояк.

Краны 3 и 4 необходимы для того, чтобы можно было обслуживать водонагреватель, не отключая общего водоснабжения квартиры.

Обслуживание в процессе эксплуатации

В процессе эксплуатации водонагревателя ТЭН покрывается накипью, которая состоит из нерастворимых солей кальция и магния. Скорость нарастания нерастворимого осадка зависит от жесткости воды. Этот осадок ухудшает теплопередачу от ТЭНа к воде, увеличивая время ее нагрева.

При значительном заростании ТЭНа, время нагрева воды может существенно увеличиться, при этом сам ТЭН будет работать при значительных температурных перегрузках, что сокращает срок его службы. Поэтому периодически с ТЭНа необходимо удалять накипь. Периодичность чистки ТЭНа зависит от жесткости воды и интенсивности эксплуатации водонагревателя.

Для защиты внутреннего бака водонагревателя от коррозии выполненного из углеродистой стали используется магниевый анод. Еще он называется жертвенный анод, из самого названия видно, что анодом жертвуют для защиты внутреннего бака.

Преимущества и недостатки водонагревателя накопительного электрического по сравнению с другими типами водонагревателей

1. Ввиду малой мощности ТЭНа не требует отдельной проводки.

2. Возможность подключения нескольких точек водоразбора.

3. Возможность удаления водонагревателя от точки водоразбора.

4. Возможность получения горячей воды нужной температуры через смеситель, не изменяя напора воды.

5. Простота пользования.

1. Имеет определенные габариты, которые необходимо учитывать при установке.

2. При полном использовании всего объема горячей воды в водонагревателе требуется определенное время для ее нагрева.

Источник

Водонагреватели аккумуляционные электрические бытовые. Методы функциональных испытаний

Стандарт распространяется на электрические аккумуляционные водонагреватели для бытового применения.

ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ АККУМУЛЯЦИОННЫЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БЫТОВЫЕ

МЕТОДЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Методы функциональных испытаний

Electric storage water-heaters for household purposes. Methods for measuring
the performance

1. ОБЛАСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на электрические аккумуляционные водонагреватели для бытового применения.

Стандарт не распространяется на:

водонагреватели, использующие другие виды энергии (например, солнечную энергию);

водонагреватели, которые имеют более одного нагревательного объема;

водонагреватели без термоизоляции.

2. ЦЕЛЬ

Целью настоящего стандарта является определение основных рабочих характеристик аккумуляционных электрических водонагревателей, представляющих интерес для потребителя, и описание стандартных методов измерения этих характеристик.

В настоящем стандарте не устанавливаются технические требования и требования безопасности.

3. ТЕРМИНЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЗНАЧЕНИЯ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

4. ТЕРМИНЫ ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ (см. черт. 1)

5. ТЕРМИНЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

6. ОБОЗНАЧЕНИЯ

В настоящем стандарте используются следующие обозначения:

Θ _W — средняя температура сливаемой воды без наполнения, °С (пп. 16 и 17).

7. ПЕРЕЧЕНЬ ИСПЫТАНИЙ

Потребительские свойства водонагревателей определяют следующими испытаниями:

проверкой фактической емкости (п. 13);

определением постоянных суточных потерь (п. 14);

определением объема нагретой воды (п. 15);

определением времени повторного нагрева воды (п. 16);

определением коэффициента перемешивания (п. 17);

определением погрешности шкалы терморегулятора (п. 18);

определением периодических колебаний температуры (дифференциала терморегулятора (п. 19).

График измерений приведен в приложении, черт. 4.

8. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Если нет других указаний, то испытания проводят при следующих условиях:

в помещении без сквозняка;

при температуре окружающей среды Θ _{ат b} = (20 ± 2) °С.

Температуру окружающей среды определяют на уровне половины высоты водонагревателя в нескольких точках, лежащих на середине расстояния между водонагревателем и стенами помещения, или на расстоянии 1 м от водонагревателя в зависимости от того, какое расстояние меньше;

при относительной влажности окружающей среды не более 85 %.

Температуру и относительную влажность определяют в установившемся тепловом состоянии, а не в момент выхода нагретой воды из водонагревателя;

при номинальной потребляемой мощности.

Измерения не проводят, если в нагретом состоянии напряжение, необходимое для обеспечения номинальной потребляемой мощности, отличается более чем на 5 % от номинального напряжения;

при номинальной частоте, если она влияет на результаты измерений;

на водонагревателях, установленных по п. 9 и снабжаемых водой от источника, который дает практически постоянное давление при температуре холодной воды Θ _C = (15 ± 2) °С и при условиях, указанных в инструкции изготовителя;

при настройке терморегулятора, как указано в п. 11.

9. МОНТАЖ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ

Водонагреватель, предназначенный для установки на стене, устанавливают на перегородке или панели на расстоянии не менее 150 мм от любой стены.

Водонагреватель располагают так, чтобы оставалось свободное пространство:

Водонагреватели, предназначенные для установки на полу, устанавливают на полу или на подставке, поставляемой с водонагревателем. Допускается использовать искусственный пол, если это необходимо для облегчения измерения.

Встраиваемые водонагреватели устанавливают в соответствии с инструкцией изготовителя.

10. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАПАСЕННОЙ ВОДЫ

Среднюю температуру воды после выключения терморегулятора (Θ _A ) определяют как среднеарифметическое п измеренных температур воды (Θ _Ai ), которые измеряют в момент каждого выключения терморегулятора и вычисляют по формуле

Измерение температуры осуществляют непрерывно или через равные промежутки времени во время слива, например 10 показаний при 5 %, 15 % и т.д. номинальной емкости.

Примечани е. Пример испытательного прибора для измерения температуры приведен в приложении, черт. 2.

11. НАСТРОЙКА ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Настройку оставляют неизменной во время всех испытаний. Если терморегулятор имеет шкалу с маркировкой температуры, то значение температуры Θ записывают в протоколе испытаний.

Если настройка терморегулятора у потребителя невозможна, то испытания проводят при таком значении температуры, которое соответствует состоянию поставки.

12. ИЗМЕРЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ

Потребляемую электрическую энергию измеряют при помощи ваттметра и записывают в киловатт-часах, округляя до 0,01 кВт × ч.

13. ПРОВЕРКА ФАКТИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ

Водонагреватель наполняют водой обычным способом. Затем воду спускают через входное отверстие или, если это невозможно, через сливное отверстие.

В объем спущенной воды не входит вода, содержащаяся в отдельном резервуаре водонагревателя, питаемого от отдельного резервуара.

14. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННЫХ СУТОЧНЫХ ПОТЕРЬ

Водонагреватель наполняют холодной водой, затем включают для работы в течение нескольких циклов срабатывания терморегулятора до достижения установившегося теплового состояния.

Потребляемую энергию Е₁ измеряют в течение времени t ₁ за период не менее чем 48 ч, причем начало и конец измерения должны быть в момент выключения терморегулятора. Температуру воды измеряют как при каждом включении терморегулятора (Θ _Ei ), так и при каждом выключении терморегулятора (Θ _Ai ) с помощью термопар, установленных по п. 10.1.

Потребляемую суточную энергию (Е), кВт × ч/сут, вычисляют по формуле

Среднюю температуру воды (Θ _M ), ° С, вычисляют по формуле

Постоянные суточные потери ( Q_pr ), кВт · ч/сут, с учетом превышения температуры на 45 К вычисляют по формуле

Результаты вычислений округляют до 0,1 кВт × ч/сут.

15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА НАГРЕТОЙ ВОДЫ

Непосредственно после измерения по п. 14 водонагреватель выключают из сети после срабатывания терморегулятора и количество воды, равное номинальной емкости, непрерывно спускают через сливное отверстие с постоянным заполнением холодной водой. Слив воды постоянно регулируют с помощью входного крана у водонагревателей со свободным сливом или с помощью сливного крана у других типов водонагревателей.

Скорость слива воды должна быть:

Среднюю температуру воды (Θ_Р), °С, вычисляют по формуле

Объем нагретой воды записывают как фактическую емкость в литрах, при температуре °С.

16. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПОВТОРНОГО НАГРЕВА ВОДЫ

Непосредственно после определения Θ_Рпо п. 15:

водонагреватель включают в электрическую сеть;

Время повторного нагревания воды от 15 °С до 65 °С ( t_{R , 50} ) в часах и минутах вычисляют по формуле

водонагреватель отключают от электрической сети и прекращают подачу воды;

нагретую воду отводят через впускное отверстие, но если это невозможно, то воду удаляют через сливной кран;

17. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Коэффициент перемешивания F_m определяют сравнением средней температуры воды при наполнении холодной водой (Θ_Р) и без наполнения холодной водой (Θ _W ).

Коэффициент перемешивания ( F_m ), %, вычисляют по формуле

18. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ШКАЛЫ ТЕРМОРЕГУЛЯТОРА

Измерение проводят только на терморегуляторах, настройка которых может проводиться потребителем и с открытой шкалой.

Погрешность шкалы A определяют как разницу между установленным значением шкалы и средней температурой воды по формуле

19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ (ДИФФЕРЕНЦИАЛ)

Периодические колебания температуры ( D Θ), °С, терморегулятора определяют по формуле

ПРИЛОЖЕНИЕ

СХЕМЫ АККУМУЛЯЦИОННЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

Закрытые водонагреватели (п. 4.1)

Водонагреватели, питаемые от отдельного резервуара (п. 4.2)

Водонагреватели со свободным сливом (п. 4.3)

Вентилируемый водонагреватель (п. 4.4)

Водонагреватель со встроенным резервуаром (п. 4.5)

Прибор для измерения температуры

Расположение термопар при измерении температуры воды

Измерение на внешней поверхности резервуара

Измерение на внутренней поверхности резервуара

График измерения температуры для аккумуляционных водонагревателей

Источник

• ← Аккумуляционный водонагреватель что это такое
• Аккумуляционный электрический водонагреватель что это →