Как работает проточный водонагреватель: принцип действия

Описание конструкции и принципа работы, обзор преимуществ и недостатков водонагревателей проточного типа. Что лучше электрический или газовый проточный водонагреватель. Безнапорные и напорные варианты устройств.

Разновидности

Сегодня на внутреннем рынке России представлен весьма большой выбор электрических водонагревателей разных типов и видов с различным диапазоном цен, при этом качество сборки и отдельные детали могут сильно отличаться. Электрический проточный водонагреватель уже давно пользуется заслуженной популярностью среди пользователей разных регионов РФ из-за простой эксплуатации. Они подразделяются на два основных вида:

  • напорные или закрытого типа;
  • безнапорные – открытого типа.

Первый вариант способен снабжать горячей водой сразу несколько точек: раковину для умывания, душевую кабину, кухню, но для этого необходимо обеспечить довольно высокое давление в магистрали домашнего водопровода.

Второй вариант нормально функционирует при любом давлении в магистрали с подключением непосредственно напрямую к точке водозабора.

Схема использования

Работа проточного водонагревателя

Прежде чем рассматривать, как работает стандартный проточный водонагреватель, стоит показать его предшественника – накопительный нагреватель воды. Его работа проста и понятна. В большой резервуар заливается вода, там она нагревается до нужной температуры и расходуется по мере необходимости.

Но у такого накопителя есть существенные недостатки. Разовое потребление горячей воды ограничено объемом накопительной емкости. Если эту воду использовали, приходится ждать, когда нагреется следующая порция. Поэтому накопительный бак желательно иметь побольше, но тогда возникают проблемы с его размещением.

Плюс к этому нагреватель постоянно расходует электричество для поддержания заданной температуры в резервуаре.

Этих недостатков лишен водонагреватель проточной воды.

Принцип действия любого проточного водонагревателя

Как следует из названия, в устройстве происходит нагрев протекающей воды. Когда водой не пользуются, то и нагреватель не работает.

У проточного нагревателя тоже есть емкость, в которой происходит нагрев воды. Но, в отличие от накопительного, резервуар не занимает много места и может быть установлен практически в любом удобном месте.

Проточная вода поступает в резервуар, в котором расположены мощные нагревательные элементы. Мощность нагрева обычно зависит от скорости течения воды и обеспечивает непрерывное поступление на выход воды, нагретой до 40–60°С. Все элементы нагревателя расположены в едином корпусе, который встраивается в пристенные шкафы или крепится на стену.

Проточный водонагреватель, закрепленный на стене под раковиной

Как устроен внутри проточный водонагреватель, показано на рисунке.

Схема внутреннего устройства электрического нагревательного проточника

Виды водонагревателей проточного типа

По способам нагрева устройства подразделяются на:

  • электрические;
  • газовые;
  • жидкостные (дизельные);
  • твердотопливные (дрова, уголь).

Нагреватели на жидком и твердом топливе встречаются редко.

Устройства с газовым нагревом находят свое применение, особенно в домах, где до сих пор установлены газовые колонки. Несомненным преимуществом газовых вариантов нагревателей является низкая цена обслуживания – цены на газ невысоки. Но и недостатки у газовых обогревателей тоже существенные:

  • газовые приборы по безопасности уступают электрическим;
  • для удаления продуктов сгорания газа требуется надежная вентиляция;
  • газовый водонагреватель включается только при напоре воды, превышающем 1,5 литра воды в минуту;
  • газовое оборудование требует регулярных осмотров специалистом.

Но самыми распространенными являются электрические нагреватели. Они безопасны, в них доступно несколько режимов регулировки нагрева. Что касается доступности – мало найдется жилых помещений, к которым не подведено электричество.

Поэтому дальнейшее рассмотрение проточных вариантов будет относиться только к электронагревателям.

Типовые характеристики электрических нагревателей проточного типа

  • Мощность – от 3 до 20 кВт. Но мощным устройствам требуется трехфазная электрическая сеть напряжением 380 В. В домах со старой проводкой может стать проблемой применение нагревателей даже средней (4–6 кВт) мощности. Возможно, придется провести выделенную линию питания.
  • Габаритный размер проточных устройств не превышает 400 мм. Примерные размеры – 350 х 200 х 100.
  • Температура нагрева воды составляет 30–45°С. Это не температура самой воды на выходе нагревателя, а показатель изменения температуры на выходе, по сравнению с входом. Следует помнить, что входная температура холодной воды меняется в зависимости от времени года.
  • Производительность проточников средней мощности составляет 2–6 л в минуту нагретой воды

Общая информация о проточном водонагревателе

Это прибор большой мощности, не оборудованный накопительным баком, повышающий температуру жидкости во время ее прохождения через модуль нагрева. Оборудование представляет собой конструкцию с ТЭНом внутри или снаружи. Кроме нагревателя, в состав аппарата входят датчики и термостаты для управления режимом работы.

Основные виды

Классификация основных устройств выглядит так:

  1. Газовые. Их выбирают в основном владельцы коттеджей и квартир, оборудованных АГВ. Такие нагреватели стоят недорого, обслуживание у них простое, хотя для этого требуется обученный специалист, а цены на энергоноситель низкие. Однако они требуют монтажа эффективной вентиляции, взрывоопасны при технических неисправностях и требовательны к давлению воды — не менее 1,5 л/мин.
  2. Электрические. Самые популярные у покупателей. Их выбирают за простоту установки и эксплуатации, наличие нескольких режимов настройки.
  3. Дизельные, дровяные и угольные. Такие приборы не пользуются спросом по причине неудобства в работе.

Проточный водонагреватель электрическийПроточный водонагреватель – электрическая модель.

Из чего состоит проточный нагреватель

В первую очередь стоит выделить наличие в водонагревателях нагревательного элемента (спираль или ТЭН), регулятора мощности, регулятора температуры и датчиков, предохраняющие систему от её запуска в отсутствие воды.

Разновидности водонагревателей

Чтобы получить возможность постоянно пользоваться горячей водой, можно использовать различную технику, ее нагревающую. Причем сделать это, как правило, совсем не сложно. Все приборы классифицируются на ряд категорий в зависимости от двух факторов.

Основная классификация водонагревателейОсновная классификация водонагревателей

Описание оборудования

Прибор питается от электричества. Поэтому относится к электрическому типу водонагревателя. Принцип работы проточного электрического водонагревателя – это нагрев жидкости во время ее движения. Устройство компактное. Нагрев происходит мгновенно, без накопления ее в резервуаре. Часто монтируется на дачах, в местах, где использование жидкости происходит не часто.

Устройство проточного водонагревателя

Конструкционно проточная модель состоит из малообъемной колбы. Внутри ее находится ТЭН. Имеются два патрубка с резьбовыми соединениями: на вход холодной воды и на выход горячей. Когда включается в сеть устройство, реле давления срабатывает. Устройство проточного водонагревателя позволяет жидкости, поступая в колбу нагреваться там до определенной температуры и двигаться дальше к точкам потребления. Время нагрева жидкости в пределах 1 минуты.

Чрезмерный нагрев, процесс включения и выключения прибора регулируется при помощи реле и датчиков.

Для соблюдения правил безопасности, перед тем как начнет работать проточный электрический водонагреватель, соединяется конструкция с контактами-земля проводки.

Количество точек потребления зависит от мощности модели. Он устанавливается как для одного потребителя, так и разбрасывается разводка к нескольким потребителям горячей воды.

Конструкция и особенности

Устройство проточного водонагревателя не отличается особой сложностью. Здесь применяется единая схема для всех моделей: холодная вода проходит через корпус изделия, где нагревательный элемент отдает ей свое тепло. Пользователь только открыл кран — внутри устройства мгновенно срабатывает реле, отвечающее за давление, в течение нескольких секунд вода нагревается до нужной температуры (зависит от мощности ТЭН), которая устанавливается вручную.

Внутри проточный водонагреватель оборудован специальным прерывателем, который сразу отключает питание, если температура воды резко возрастает и становится гораздо выше критического уровня. От возможных перепадов давления внутри водопровода, что может произойти в любую минуту, изделие надежно защищено встроенным стабилизатором.

Водонагреватели этого вида имеют отличия по типу нагревателя и системе управления.

Типы нагревателей

Как главная составляющая конструкции всех электроприборов, нагреватель обычно выпускается в виде спирали или ТЭН. В изделиях с неизолированной спиралью ее помещают в специальный блок из пластиковых трубок, находящийся внутри корпуса из весьма прочного пластика. При подключении такого устройства к сети происходит нагрев спиралей, а проходящий поток воды отбирает это тепло. Из-за малого объема воды в емкости и небольшой массы всего устройства остаточного тепловыделения после отключения не происходит, поэтому накипь не образуется. Такие изделия применяют для подогревания воды в бассейнах, в быту их следует использовать в регионах с очень жесткой водой.

Открытый ТЭН

Закрытые ТЭН работают по такому же принципу, нагревая поток проходящей через них воды, но у них спираль заключена в корпус из меди или латуни, поэтому в противопожарном смысле они намного надежнее, чем первый вариант.

Закрытый ТЭН

Система управления

Водонагреватели проточного типа можно разделить по типу управления ними.

  1. Гидравлическое — этот вид менее точен, у него имеется 6 ступеней мощности, переключение производится вручную при помощи переключателя.
  2. Электронного типа — терморегулятор контролирует нагрев самостоятельно, пользователи только устанавливают приемлемую для них температуру. Такой вид управления считается весьма удобным.

При использовании механического варианта управления внутри изделия располагается гидравлический блок с мембраной, которая осуществляет включение или выключение прибора в зависимости от давления воды.

Недостатком такого управления является тот факт, что при небольшом давлении в водопроводе нагревательный элемент не включится.

Электроника управляет всем процессом с помощью микропроцессора, а специальные датчики помогают ей обеспечить любую температуру, независимо от напора, она же задает оптимальную мощность, существенно сокращая расход электрической энергии.

Водонагреватель устройство

Механизмы безопасности ПЭВН

Сразу после впуска холодной воды в приборе располагаются датчики протока и температуры. Первый измеряет давление воды и при достижении заданного уровня генерирует сигнал на своих контактах. Именно этот сигнал служит отправной точкой для работы остальной схемы. Если давление падает ниже порогового значения, цепь размыкается. Так работает защита от «сухого хода».

Следующий обязательный элемент — термовыключатель. Существует несколько вариантов исполнения. В самых простых моделях термовыключатель подключен к нагревательному контуру и размыкает его при срабатывании. В некоторых моделях устанавливается дополнительный предохранитель с механическим включением. Для возврата его в исходное состояние придется открыть корпус и нажать кнопку. Ниже приведена принципиальная схема такого ПЭВН. 

В приборах с электронным управлением температура контролируется по показаниям выходного термодатчика. Плата управления следит, чтобы своевременно отключить питание нагревательного контура. По такому принципу реализована защита от перегрева.

Третий компонент, защищающий прибор от выхода из строя — предохранительный клапан. Он срабатывает при гидроударе или повышенном давлении воды. При стравливании давлении из предохранительного клапана может просачиваться вода. При использовании предохранительного клапана необходимо позаботиться о дренажной системе. 

Нагревательные элементы ПЭВН

Остановимся подробнее на процессе нагрева воды. В большинстве приборов контур состоит из закрытой колбы и находящихся внутри нагревательных элементов — трубчатых (ТЭН) или спиральных. Они подключаются через управляющее реле к цепи питания и преобразуют электрическую энергию в тепловую. Клеммы находятся снаружи колбы, их контакт с водой исключен. Колба обычно используется медная, есть варианты из термостойкого пластика и нержавеющей стали.

ТЭНы бывают медными или стальными, при этом металлы легируют и наносят защитный слой, чтобы лучше противостоять образованию накипи. Именно накипь — злейший враг металлических элементов, неизбежно приводящий к их износу.

Известны также и «сухие» ТЭНы. Это продвинутая версия, в которой исключается контакт нагревателей с водой. Вместо этого ТЭНы помещаются в защитную металлическую колбу, которая уже участвует в теплообмене. Для сухих ТЭНов есть апгрейд — керамический наполнитель. Он служит накопителем тепла, поскольку плавно нагревается и остывает, имеет увеличенную рабочую площадь. 

Спиральные элементы изготавливают из специальных сплавов. При протоке воды спираль вибрирует и сбрасывает с себя известковые отложения. В целом спиральный элемент более устойчив к работе в жесткой воде.

Критерии выбора проточного водонагревателя

Главным параметром любого водонагревателя является его мощность. Чтобы определить необходимую минимальную мощность проточника, нужно исходить из потребностей – какое количество воды и какой температуры будет необходимо.

Примерный расход воды:

Назначение Желаемая температура воды Расход воды, л/мин
Мытье рук 35 2–4
Мытье посуды 50–55 3–5
Душ 40–45 4–8

Расчет потребной мощности можно провести по формуле:

W = 0,07 x V x (T1 – T0),

Где W – мощность в кВт; V – потребный расход воды; T1 – выходная температура воды; T0 — температура воды на входе.

Например, если рассчитать мощность для комфортного принятия душа при входной температуре воды в 10°С (зимой бывает и меньше) и желаемого потока в 4 л/мин, по формуле получится мощность 10 кВт.

Если предполагается одновременное поступление воды в несколько мест, то для напорных нагревателей мощности, требуемые для каждой точки, складываются. Безнапорные модели обслуживают только одну точку, и расчет ведется отдельно для каждой.

Определив потребную мощность, можно обратить внимание на другие параметры – тип электросети, наличие защитных устройств, удобство управления. Особое внимание нужно уделить параметрам электроснабжения подобранных вариантов – подходят они под имеющуюся проводку или придется вести для водогрея отдельную линию.

Достоинства и недостатки

Сегодня многие пользователи, опробовав накопительные водонагреватели, склоняются к приобретению проточного варианта — это намного экономит площадь помещения, так как они все довольно компактного размера, и сокращает время нагревания во много раз.

Например, чтобы согреть около 10 литров воды накопительный вариант затратит до 25 минут, а если 100 и более, то ждать вам придется не менее 5 часов. Проточный выдает горячую воду моментально, как только вы включаете кран и в таком объеме, который вам требуется.

Приведем преимущества по пунктам.

  1. Простая эксплуатация — включил, умылся или помыл посуду и выключил.
  2. Обеспечивают неограниченным объемом горячей воды на любые нужды — на ожидание нагрева уйдет не более 2 минут.
  3. Не требуется периодического обслуживания специалистами.
  4. Компактный размер, позволяющий установку изделия даже под раковиной в ванной комнате, чтобы не нарушать установившийся интерьер.
  5. Когда большой объем горячей воды не требуется, такие устройства становятся достаточно экономичными (по сравнению с накопительным вариантом).
  6. Их изначальная цена ниже, чем у накопительных водонагревателей.
  7. Вода при нагреве не теряет качеств, потому что расходуется сразу. Возможность размножения вредоносных бактерий отсутствует — при желании ее даже можно пить.

Проточный нагреватель

Минусы:

  • такого вида изделия нагревают воду не выше 400C;
  • при большой мощности изделия расход электроэнергии увеличивается;
  • когда требуется большое количество воды, то устройство работает продолжительное время и электросчетчик накрутит приличный расход;
  • такого вида изделия предъявляют особые требования к домашней электрической сети — напряжение всегда должно быть величиной постоянной;
  • проточные водонагреватели обеспечивают только одну точку водозабора.

Можно приобрести проточный водонагреватель для обеспечения нескольких точек, но стоимость его будет намного дороже.

Вывод из всего простой: водонагреватели вышеописанного типа удобны для семьи из двух человек, когда потребность в горячей воде минимальная, в другом случае лучше всего поставить бойлер накопительного типа с большим объемом, удовлетворяющим все хозяйственные нужды.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Собственно, почему нагрев называется косвенным? В бойлере вода нагревается не непосредственно от нагревательного элемента, а через промежуточный теплоноситель – антифриз или ту же воду. То есть от системы отопления или отопительного котла она идет через змеевик (теплоноситель) и нагревает воду непосредственно в самом бойлере.

Устройство бойлера содержит в себе все те же компоненты, что и обычные водонагреватели:

  1. Индикатор температурыустройство бойлера
  2. Трубчатый теплообменник
  3. Гильза термоэлемента
  4. Сухой керамический термоэлемент
  5. Рабочий термостат с наружным блоком управления; предохранительный термостат
  6. Крышка электроподсоединения
  7. Труба подачи холодной воды
  8. Гильза рабочего и предохранительного термостата
  9. Труба подачи теплой воды
  10. Магниевый анод
  11. Стальной эмалированный резервуар
  12. Полиуретановая изоляция 42 мм без фреона
  13. Кожух водонагревателя
  14. Циркуляция — только в нагревателях с теплообменником 1 м2
  15. Второй выход для горячей воды.

Специфичным будет только: змеевик (трубчатый теплообменник)

Это греющий элемент в стальном патроне, через который проходит вода или антифриз. Он подключается к системе или котлу отопления через отдельный контур с насосом.

Время нагрева воды напрямую зависит от мощности и площади поверхности змеевика.

Он может быть «двойным», такой теплообменник имеет меньшую высоту свивания и обеспечивает более мощный и концентрированный нагрев. А так же возможен «змеевик в змеевике», который находится глубоко в бойлере для равномерного и плодотворного нагрева воды. Покрыт он специальной эмалью, соответствующей всем гигиеническим нормам.

Диффузор

На входе холодной воды он разделяет ее с горячей, чтобы не снижать температуру. К тому же он регулирует направление потока.

Циркуляционный насос

Обеспечивает необходимый проток через змеевик и поддерживает заданный уровень температуры воды.

Бак бойлера может быть объемом как 60 так и 200 литров, настенного или напольного типа. Диапазон мощности может варьироваться от 10 до 45 кВт.

Автор: www.vseinstrumenti.ru

Цепь питания

Заключительная часть, которую рассмотрим — цепь питания. ПЭВН — это мощный потребитель, требующий особого внимания к проводке и соединениям. Поэтому в приборе находится крупная клеммная колодка. Это не случайно — провода должны быть подходящего сечения. Минимальные значения указываются в документации на прибор. 

В цепь питания входят клеммы нагревателей и плата управления, от которой запитывается вся остальная электроника прибора. ПЭВН, рассчитанные на несколько точек потребления, обладают мощностью в несколько десятков киловатт и питаются от трехфазной сети. Для защиты от поражения током кабели питания прибора снабжаются УЗО.

Нюансы эксплуатации

Несмотря на простоту устройства и легкость в обслуживании, агрегаты для проточного нагрева воды требуют выполнения нескольких правил:

  1. Устанавливать оборудование рекомендуется как можно ближе к месту раздачи жидкости. Это позволит избежать потерь во время транспортировки по трубам.
  2. Установить защитные фильтры от жесткости, которые уменьшат образование накипи.
  3. Не монтировать аппарат в неотапливаемом помещении, т.к. вода, оставшаяся внутри корпуса, замерзнет и разорвет его изнутри.
  4. При подсоединении к металлическим трубам нужно использовать диэлектрическую втулку. Так удастся избежать пробоя на заземленную конструкцию при коротком замыкании ТЭНа.
  5. Водонагреватель, размещенный в ванной комнате, должен иметь надежную защиту от брызг.
  6. Запуск оборудования на магистрали с пониженным давлением осуществляется при установке терморегулятора в среднее положение.
  7. Отключать неработающий прибор от сети.
  8. Не менять комплектующие, предусмотренные производителем, на другие. Это связано с тем, что датчики и микропроцессор настроены на рассчитанные нормативы, а их изменение приведет к некорректной регулировке.

Автоматические модели запоминают последние данные. Поэтому перед повторным включением нужно проверить установленный режим.

Проточный водонагреватель автоматическийАвтоматические модели проточных водонагревателей оснащены функцией запоминания последних данных.

Где купить

Максимально быстро приобрести оборудование для нагрева воды можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Краны мгновенного нагрева

Отдельную нишу занимают так называемые «краны мгновенного нагрева». Это ПЭВН, выполненные в виде смесителя. Устройство таких ПЭВН немного отличается. Здесь ТЭН находится либо в основании смесителя в горизонтальном положении, либо внутри излива в вертикальном.

В таком приборе реализовано гидравлическое управление. Напор и температура находятся в обратной зависимости и регулируются ручкой смесителя. Электроники здесь практически нет, но все рассмотренные защитные механизмы быть обязаны. На некоторых моделях есть дисплей, на который выводится температура, измеряемая термодатчиком.

Проточный электрический водонагреватель — полезный в быту прибор. Принцип его работы прост, но подразумевает потребление большого количества электроэнергии. Помните об этом при выборе нагревателя и подключения его к электросети.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки