Принцип работы бойлера, или как устроены бытовые водонагреватели

Нагрузка на электрическую сеть

Отличия между бойлером и водонагревателем включают в себя, среди прочего, значительную разницу в потребляемой мощности.

Проточный нагреватель

Минимальное значение электрической мощности прибора – 3,5 киловатта. Именно такой прибор – Atmor Basic – установлен у мена в ванной мансардного этажа. Потребляемая мощность позволяет подключить его к обычной евророзетке.

Прибор мощностью 3,5 КВт можно подключать к розетке, но с жесткими требованиями к проводке.

Максимальная мощность электрических проточных нагревателей, имеющихся в свободной продаже – 24 КВт. Они подключаются только отдельным кабелем, брошенным от щитка, и только к сетям напряжением 380 вольт.

Газовые приборы по понятным причинам нетребовательны к проводке: необходимая потребляемая мощность обеспечивается горелкой.

Однако и их эксплуатация требует соблюдения определенных мер безопасности:

Установка возможна только в помещении с собственным вентканалом;
Прибору нужен постоянный приток свежего воздуха в комнату, где он установлен.

Бойлер

Типичная мощность электрического бойлера – от 1,3 до 2 КВт.

Мощность моего бойлера – 1,5 киловатта.

Он может подключаться к любой электрической розетке с проводкой сечением от 1,5 мм2. Подключение через удлинитель нежелательно, но при острой необходимости возможно.

На фото – розетка для подключения бойлера.

Монтаж

Топ-7 инфракрасных панелей для отопления: обзор лучших моделей
Перед основным процессом, важно произвести подготовительные работы:

обеспечить в помещении оптимальную температуру и показатель влажности;
использовать дистиллированную воду — лучший вариант теплоносителя;
бесперебойная подача электричества.

После этого выполняется процесс установки бойлера для отопления:

выбор места под накопительную ёмкость, для исключения её контакта с бетонным полом, лучше всего смонтировать небольшую платформу под бак;
проверка установки горизонтальным уровнем, погрешностей быть не может;
подключение к системе отопления: диаметр всех патрубков не должен отличаться;
внешний корпус установки необходимо утеплить, если помещение, выбранное для монтажа бойлера, не отапливается;
подсоединение к ГВС.

Перед запуском системы обязательно требуется проверка всех подключений на герметичность.

Обзор лучших электрических бойлеров для нагрева воды: цены и характеристики

Сколько сохнет холодная сварка

Попав в крупный магазин сантехники, вы увидитесь, насколько широк и разнообразен ассортимент. Какие-то модели уже давно удерживают лидирующие позиции, а какие-то только появляются на рынке. Рассмотрим несколько самых известных на сегодняшний день компаний, которые производят качественные и функциональные бойлеры.

Электрические бойлеры для воды Аристон

Это продукт итальянской компании, которая поставляет на рынок изделия высокого качества и строго следит за соответствием своей продукции требованиям европейских стандартов. Для своих моделей производитель использует стальные эмалированные баки, устойчивые к сильному давлению (до 16 бар).

Даже самые простые дешевые бойлеры этого производителя имеют весь необходимый функционал, чтобы использовать устройство было легко и удобно. А некоторые модели даже оснащены специальной съемной моделью, которая позволяет осуществлять контроль и диагностировать неисправности.

Модель бойлера от компании Аристон ABS VELIS EVO PW представляет собой настенный накопительный электрический водонагреватель, который позволяет экономить электроэнергию за счет двух нагревательных элементов

Отличный пример электрического бойлера для воды Аристон, модель ABSVLSPW 80V. Благодаря наличию сразу двух ТЭНов, она подогревает воду значительно быстрее и даже при большом объеме бака способна всего за несколько минут довести воду до желаемой температуры. При этом цена электрического бойлера для воды этого типа составляет не более 20 тыс. рублей.

Характеристики и цена бойлера для нагрева воды StiebelEltron

StiebelEltron — немецкий производитель, который впервые появился еще в 1924 году, и до сих пор считается одним из лучших. В этих бойлерах сочетается все лучшее: высокое качество используемых материалов, удобство использования, а также высокая скорость подогрева воды.

Для использования в доме или в квартире компания предлагает своим пользователям несколько десятков моделей, от самых простых, до бойлеров премиум-класса. Одна из самых продвинутых моделей SHZ 50LCD имеет даже встроенную панель, которая позволяет программировать режимы наперед и способна подстраивать работу устройства по льготному тарифу в ночное время

Но еще одно, чрезвычайно важное преимущество этой модели – подключить ее можно, к любой сети (двухфазной и трехфазной)

Модель бойлера от компании StiebelEltron SHZ 50LCD позволяет регулировать количество и температуру воды с помощью настройки разных режимов нагрева

Активный титановый анод, который предусмотрен для этой модели, не нужно заменять на протяжении всего эксплуатационного срока бойлера. Так что единственный недостаток такого решения – это высокая стоимость, которая превышает 100 тыс. рублей.

Почему стоит купить бойлер Атлантик

Устройство бойлера для нагрева воды от французской компании Атлантик – лучшее доказательство того, что современные технологии в сфере водонагревательных приборов шагнули в последние годы очень далеко. Вся продукция соответствует европейским требованиям и при этом предлагается покупателям по вполне доступной стоимости.

В качестве основы для своих электрических бойлеров производитель использует стальной бак с эмалированным покрытием. Магниевый анод эффективно защищает поверхность внутренних стенок от коррозии, а керамический ТЭН надежно защищен от накипи эмалированной колбой.

Отличным примером может стать модель Atlantic OPROP 100, объемом 100 л, которого будет вполне достаточно для целой семьи. Весит такой бак всего 22 кг и предназначен для вертикальной установки. В остальном он довольно обычный и характеризуется разве что мощностью 1,5 кВт. Главное преимущества этого устройства – при полном соответствии самым высоким стандартам качества, цена бойлера для нагрева 100 литров воды составляет всего 9300 рублей.

Некоторые модели от компании Атлантик могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально

Как сэкономить электроэнергию

Обзор основных методов обезжелезивания воды

Можно немного сэкономить электроэнергию, которую потребляет бойлер в процессе работы. Для этого рекомендуется выставлять температуру нагрева не на максимум (75-85 градусов), а на 55-60. Когда в бак поступает холодная вода и соединяется с той жидкостью, которая там уже находится, понадобится меньше энергии, чтобы разогреть смешанную массу. К тому же температурный режим 55-60 градусов поможет существенно уменьшить процесс образования накипи на нагревателе.

Накипь на нагревателе

Надо выбрать правильное местоположение бойлера, чтобы трубопровод от него до мойки или душа не был слишком длинным. За счет этого тепло от горячей воды будет рассеиваться меньше.

Периодически необходимо производить профилактическую чистку нагревательного элемента от накипи. За счет этой процедуры эффективность его работы повышается – затраты электроэнергии на выработку тепла будут меньше.

Точность регулировки

По этому параметру отличие бойлера от водонагревателя – в том, что он позволяет с максимальной точностью задать целевую температуру на выходе. Шкала терморегулятора, как правило, лишена градуировки, но метод проб и ошибок позволяет быстро подобрать комфортную температуру.

Проточный нагреватель, увы, не умеет задавать постоянную температуру на выходе вообще – просто вследствие того факта, что, подведя постоянную мощность, можно нагреть поток на определенное количество градусов. Вслед за температурой на входе изменится температура на выходе.

Нет, регулировать ее все-таки можно.

Для этого служат:

Ступенчатая регулировка мощности нагревателя. В частности, Atmor Basic позволяет использовать мощность в 1,5, 2 и 3,5 КВт;

Ступенчатый регулятор мощности.

Что такое накопительный бойлер

Накопительный бойлер представляет собой водонагреватель, подающий воду в горячем виде благодаря нагреву. Накопительные бойлеры устанавливаются в квартирах, частных домах и на других объектах. Конструкция бойлера состоит из бака и нагревательного элемента, обеспечивающего функционирование конструкции. Объем бака существенно отличается у разных производителей и на разные потребности. Минимальный распространенный размер бака составляет 3 л, средний — 100 л. Для потребностей семьи из 4 человек объем в 100-120 л считается достаточным для комфортного использования. Для семьи из 2 человек оптимальным вариантом является бак в 50 л. При выборе учитывается и бытовой расход воды. В размерах значительно больше проточного водонагревателя.

Работа конструкции предельно простая: пользователь подключает ее к источнику питания, включает устройство, выбирает температурный режим. Остается подождать подачи горячей воды. Постоянное использование бака в одном режиме обеспечивает отсутствие необходимости любого регулирования в процессе использования. Устройство работает круглосуточно. Ему не требуется выключение. Это исключительно желание пользователя.

Обзор лучших электрических бойлеров для нагрева воды: цены и характеристики

Электрические бойлеры для воды Аристон

Характеристики и цена бойлера для нагрева воды StiebelEltron

Но еще одно, чрезвычайно важное преимущество этой модели – подключить ее можно, к любой сети (двухфазной и трехфазной)

Почему стоит купить бойлер Атлантик

Некоторые модели от компании Атлантик могут быть установлены как горизонтально, так и вертикально

4 Система включения и выключения нагревательного устройства

Установив бойлер в помещении, важно правильно включить его первый раз. Для этого последовательно нужно совершить такие действия:

Провести проверку всех систем водонагревателя, осмотрев их.
Закрыть кран горячей воды, который расположен на стояке. Делается это для того, чтобы теплая вода не вытекла из аппарата в стояк.
Необходимо будет включить смеситель, в который поступает горячая вода, и слить горячую воду, при этом проверив, не поступают ли новые порции теплой воды.
Открыть оба крана, а сам бойлер включить в розетку. После этого подобрать нужную программу работы устройства и запустить ее.
После запуска бойлера в работу в обязательном порядке необходимо проверить трубу горячей воды на течь. Связано это с тем, что давление воды в проточном водонагревателе может быть существенно выше, чем давление в стояке, в результате чего во время работы бойлера прокладки, используемые в системе, могут его не выдержать.

Литраж, объем и форма

Прежде всего запомните, что бойлер можно вешать только на несущую стену, чтобы иметь возможность его надежно закрепить.

Даже пустые, небольшие по объему модели весят 15-20кг. А если заполненная кипятком емкость сорвется с креплений, последствия будут печальными.

Как же правильно подобрать литраж и какого объема покупать бойлер, в зависимости от количества проживающих в доме членов семьи? Вот главные рекомендации:

от 30 до 50 литров для одного человека

от 50 до 80 литров для двоих

до 100-120 литров для троих с ребенком

Вообще при наличии маленьких детей в семье, оптимальный объем это не менее 100 литров. Никогда не берите меньше.

При этом, крайне желательно для очистки воды перед бойлером установить фильтр.

Рассчитаны они обычно на очистку 15000 литров воды.

То есть, если объем бойлера 80-100 литров, то сменный картридж нужно будет менять 2 раза в год.

100-200 литров для семьи из четырех и более человек

Многие не догадываются, но форма бака также сильно влияет на условия работы бойлера. С одной стороны плоские, так называемые Slim модели, занимают меньше места и имеют больше вариантов дизайна.

Однако у них большие теплопотери, чем у цилиндрических баков. К тому же, нагреваются они медленнее.

Поэтому если для вас форма не так важна, лучше выбирайте цилиндрический. Правда при этом не забывайте, что он будет выпирать на 40-50 см от стены.

Теплоаккумулятор для котлов отопления: особенности устройства и подключения

Цель использования данного агрегата – сбор и хранение нагретого до определённой температуры теплоносителя для дальнейшей его передачи в систему, когда в этом возникнет необходимость. Будучи связанным с водяным контуром помещения, аккумулятор подобного типа обеспечивает поддержку температурного режима, даже если источник тепла будет отключен.

Теплоаккумулятор используется для поддержания нагретой до определённой температуры воды

Это устройство выполняет и другие функции. К основным из них можно отнести:

почти на треть снижает расход топлива. При этом КПД топливной установки повышается;
предохраняет от перегрева приборы отопления, собирая излишки тепла;
нагревает воду для системы ГВС. То есть, по сути, это одна из разновидностей бойлера косвенного нагрева. Цена данного агрегата колеблется в очень широких пределах: от 13 до более 300 тысяч рублей;
бак теплоаккумулятора может связывать несколько источников тепла, работающих на различных видах энергии или топлива;
конструктивное исполнение устройства позволяет осуществлять отбор теплоносителя разной температуры.

Устройство теплоаккумулятора и рациональное подключение внешних приборов

В качестве главной детали данного агрегата выступает цилиндрической формы нержавеющий бак, наполненный жидкостью, характеризующейся высоким коэффициентом теплоотдачи. Его обвязка осуществляется теплоизолирующим материалом. В сочетании с установкой верхней рубашки, такое конструктивное решение увеличивает время остывания теплоаккумулятора. Внутри цилиндрической ёмкости размещаются от 1 до 3 теплообменников. Количество змеевиков определяется возможностями и потребностями хозяев жилья.

Разогретая вода от твёрдотопливных или газовых котлов поступает в полость бака аккумулятора сверху, а охладившаяся жидкость оседает ближе ко дну и для разогрева вновь перекачивается в котёл.

Схема устройства теплоаккумулятора с возможностью подключения к альтернативным источникам энергии

Нижний отсек обычно имеет температуру порядка 35-40°С. Поэтому подсоединять его целесообразно к системе тёплого пола. Температура средней части составляет 60-65°С. Поэтому подключать к ней следует отопительные приборы. К горячему водоснабжению подключается верхняя часть бака. Температура воды там достигает 80-85°С.

Основные характеристики

Основными техническими характеристиками бойлера являются:

Материал изготовления корпуса (эмаль, нержавеющая сталь, пластик).
Тип размещения (настенный, напольный, вертикальный, горизонтальный).
Номинальное напряжение электрической сети (220 или 380 В).
Давление воды (особенно актуально для проточных водонагревателей). При небольшом напоре в водопроводе может испортиться нагревательный элемент
Объем бака.
Вес.
Габаритные размеры (глубина, ширина, высота).
Максимальная мощность.
Наличие регулятора температуры воды, магниевого анода.
Толщина и материал слоя теплоизоляции (самый высокоэффективный – пенополиуретан).
Тепловые потери (напрямую зависят от слоя теплоизоляции, чем он толще, тем меньше потери и экономичнее водонагреватель).
Тип управления (гидравлическое, электронное, наличие ЖК-дисплея).

Экономичность

Электрические бойлеры – водонагреватели куда менее экономичны, чем проточные.

Причины тому две.

Из-за ограниченной мощности проточных нагревателей их создателям приходится ограничивать поток воды через прибор. Это, в частности, достигается использованием специальных душевых леек и гусаков с небольшим просветом. Меньше расход воды – меньше расход электроэнергии;

Штатная лейка с заниженным размером сопел.

Что еще более существенно, бойлер периодически включает нагрев для компенсации потерь тепла через теплоизоляцию. Слой пенополиуретана толщиной около 5 см защищает бак от охлаждения достаточно надежно; однако от 1 до 3 КВт*ч в день все равно тратится только на подогрев атмосферы вокруг бойлера.

Принцип работы накопительного бойлера

Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:

Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.

При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.

Принцип действия накопительного бойлера. Источник фото: remontik.org

По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.

Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

Несколько особняком стоят бойлеры косвенного нагрева. Они передают тепло от магистральной системы теплоснабжения либо от автономной отопительной системы на воду, используемую в бытовых целях через теплообменный пункт. Дело в том, что воду из систем водоснабжения и теплоснабжения смешивать нельзя. Вода в батареях имеет специальный химический состав и оснащается присадками, которые делают ее непригодной не только для питья, но и для мытья тела или посуды.

Простота использования

Любой из водонагревателей, отличающихся по принципам вполне доступен для самостоятельного монтажа. После установки они, как правило не требуют постоянного технического обслуживания, за исключением регламентных работ и проверки безопасности.

При установке водонагревателей сначала проверьте рабочее давление в вашей системе водоснабжения и соотнесите его с паспортными данными водонагревателя. При несовпадении этих показателей вам, возможно придется устанавливать редуктор давления.

Специалисты считают, что в среднесрочной перспективе принципиальных изменений на рынке водонагревателей ждать не придется. Основные направления инженерной мысли будут стремиться к повышению энергоэффективности таких устройств. Которые получат более качественную теплоизоляцию баков и возможность аккумуляции тепло дольшей продолжительностью.

Какой водонагреватель лучше?

При выборе стоит ориентироваться на ряд параметров. Среди них выделяются следующие:

Время нагрева воды. Накопительные бойлеры затрачивают на процесс нагрева холодной воды минимум 40 минут (без учета функции поддержки температурного режима и постоянного включения устройства). Проточные водонагреватели выдают горячую воду моментально и в любое время суток.
Количество источников, подключаемых к устройству. В бойлере оно начинается от 2 и снабжается вся система подачи воды, где есть необходимость устройства горячего водоснабжения. Проточные аппараты монтируются на то место, которое будет использовано для подачи воды. Они могут быть рассчитаны на одну точку, или же снабжать водой все помещения. От количества точек зависит мощность и расход энергоносителя.
Энергопотребление. Оно напрямую зависит от мощности устройства и при интенсивной эксплуатации аппаратуры разница не является слишком существенной. Проточные водонагреватели потребляют больше электроэнергии на нужды быстрого прогрева воды. Время использования устройства — короткий цикл. Бойлер расходует меньше энергии. Время использования умещается в долгий цикл. В результате конструкция потребляет меньше электричества, но при долгом нагреве и необходимости поддерживать температуру расход будет существенным. По экономичности стационарный бойлер выигрывает у конкурентов, расходующих больше энергоресурсов на быстрый прогрев воды.
Максимальная температура нагрева. Самую большую температуру выдает стандартный накопительный водонагреватель. Она доходит до 75 градусов. Маломощный проточный водонагреватель греет воду до 40 градусов. Мощный проточный нагреватель на несколько точек подключения нагревает воду до 60 градусов.
Вопрос цены. Накопительные стационарные бойлеры стоят в пределах от 7 500 рублей до 16 000 рублей. Проточные мобильные нагревают воду до 40 градусов и стоят от 2 000 рублей до 5 000 рублей. Проточные стационарные стоят от 6 500 рублей до 16 000 рублей.

При выборе между проточным водонагревателем и накопительным бойлером стоит ориентироваться на потребности и бюджет. При наличии небольшого количества места и многих пользователей требуется обеспечить высокую производительность и небольшую емкость бака. Тогда оптимальным решением станет проточный стационарный аппарат. Он сможет обеспечить высокую скорость подачи воды на любое количество пользователей.

При необходимости установить водонагреватель в помещении с большим количеством места и малым количеством пользователей присутствует возможность установить стационарный аппарат с емкостью бака до 100 литров.

Современные бойлеры комплектуются современными системами управления. Ими можно управлять через мобильное приложение, одновременно контролируя расход воды. Есть возможность выставлять нагрев в то время, когда действуют ночные льготные тарифы на электричество. Это возможность существенно сэкономить на энергоносителях.

Наличие регулировки в диапазоне до 80 градусов и с точностью до 1 градуса. В отдельных моделях присутствует функция антизамерзания. Она не дает замерзнуть воде внутри конструкции и автоматически поддерживает температуру не менее 5 градусов.

Присутствует функция обеззараживания. Она требуется для обеспечения высокого качества подаваемой воды и очищения ее от микроорганизмов. Термическая обработка и специальная поверхность обеспечивают использование уже обеззараженной воды.

Современные бойлеры имеют функционал для поддержания температуры в режиме оптимального энергопотребления. Такая функция применяется при отсутствии активного использования устройства. Присутствуют и другие функции, позволяющие сделать управление более комфортным и качественным, в том числе и дистанционно.

Поверхность накопительных бойлеров и тэны оснащаются специальным покрытием, препятствующим образованию накипи. Наличие покрытия актуально для мест, в которых подается вода невысокого качества.

Проточные нагреватели активно применяются для обеспечения качественной подачи воды в помещения. Их можно спрятать от посторонних глаз, а накопительные не поддаются такой визуальной корректировке. Проточные могут использоваться долгие годы без необходимости замены и специального обслуживания.

Конструктивное устройство бойлера

Если говорить простым языком, то бойлер можно сравнить с огромным термосом, вода в котором нагревается и долгое время остается горячей. Он состоит из следующих основных элементов:

внутренний бак овальной или круглой формы;
декоративный корпус из пластика, нержавеющей или покрытой эмалью стали (им внутренняя конструкция бойлера прикрыта сверху);
защитная прослойка из теплоизоляционного материала (находится между внутренним баком и внешним корпусом, чаще всего выполнена из плотного полиуретана);
крепежные элементы, при помощи которых бойлер будет монтироваться на полу или стене (расположены на внешнем корпусе);
трубчатый электрический нагреватель (ТЭН), с помощью которого происходит нагрев воды до нужной температуры (находится в нижней части бака);
термостат, ограничивающий температуру до максимального значения 75 градусов (располагается внизу возле нагревательного элемента);
трубки для подвода холодной и отвода горячей воды (смонтированы во внутреннем баке);
защитный магниевый анод;
предохранительный клапан;
схема управления.

Устройство электрического накопительного бойлера

Внешний корпус может иметь разную форму: прямоугольную, овальную или цилиндрическую. Выпускают модели различных расцветок и дизайнерского оформления. На корпусе, кроме крепежа, располагаются еще элементы управления, регуляторы и термометр, с помощью которых можно контролировать работу бойлера.

Особенное внимание надо заострить на нагревательном элементе. ТЭНы используют разной мощности (эта величина определяет и мощность бойлера)

По принципу нагрева они бывают:

Мокрого типа. Такой ТЭН непосредственно контактирует с водой, в результате чего на нем образуется накипь, которую необходимо удалять.
Сухого типа. Этот ТЭН гораздо преимущественнее, так как конструктивно расположен в металлической трубке, через которую и осуществляется контакт с водой. Таким образом, ТЭН сухого типа защищен от накипи, как и сама трубка, покрытая стеклофарфоровым слоем.

Бойлер с сухим нагревателем

Еще один конструктивный элемент – предохранительный клапан. Зачем он нужен? Когда водонагреватель работает в нормальном режиме, клапан никакой роли не играет. Но в аварийной ситуации, если, к примеру, поломался термостат, вода в бойлере нагреется до закипания, что приведет к повышению давления до недопустимых значений и возможному разрыву внутреннего бака. В этом случае срабатывает предохранительный клапан, который расположен на трубке подачи холодной воды. При достижении предельных величин давления он открывается и происходит сброс воды.

Важным элементом в устройстве водонагревателя является магниевый стержень. Предназначение этого электрода (анода) – уменьшение ионного обмена между металлическими составляющими внутри бойлера. Взамен он отдает свои частицы, в результате чего эффект вымывания электронов из конструктивных элементов водонагревателя сводится к минимуму, и они в меньшей мере подвергаются коррозии. Сам анод достаточно быстро разрушается и его периодически нужно менять (если его длина уменьшится до 200 мм, а толщина до 10 мм).

Замена отработанного магниевого стержня (анода)