Проточные электрические водонагреватели.
Схема подключения проточного водонагревателя.
Электрическая схема проточного водонагревателя.
Эксплуатация проточного водонагревателя.
Принцип действия напорных и безнапорных проточных водонагревателей.
Способы управления проточным водонагревателем.
Тип нагревательного элемента проточного водонагревателя.
Материал конструкции колбы проточного водонагревателя.
Регулировка мощности проточного водонагревателя.
Защита от перегрева и давления проточного водонагревателя.
Системы безопасности проточных водонагревателей.
Выбор мощности проточного водонагревателя.
Рекомендуемое сечение кабеля для подключения проточного водонагревателя.
В общем, можно сказать, что водонагреватель — это устройство, которое может пригодиться любому: от горожанина до владельца отдельного комфортабельного дома.
Проточные электрические водонагреватели
Схема подключения проточного водонагревателя.
За что проточный водонагреватель получил свое название? Все очень просто. Дело в том, что они нагревают воду особым способом: нагреваемая вода проходит через теплообменник. Подаваемая из водопровода вода буквально за секунду нагревается до температуры, пригодной для комфортного использования в хозяйственных целях.
Иными словами, в конструкции проточного водонагревателя не предусмотрено наличие накопительного бака. Соответственно, водонагреватель проточного типа компактен, что является несомненным плюсом. Их целесообразно устанавливать на стенах санузлов, душевых и ванных комнат.
По источнику питания проточные водонагреватели бывают электрическими и газовыми. Во втором случае самый яркий пример – так называемая «газовая колонка». Их плюс в финансовой малозатратности, но только если речь идет о газифицированных газифицированных регионах и районах. Кстати, современные газовые водонагреватели проточного типа разработаны с несколькими степенями защиты, поэтому их использование в быту безопасно. А комфорт, конечно, очень высок.
За последние несколько лет заметно активизировался выпуск электрических версий водонагревателей. Их преимущества трудно переоценить, когда речь идет об отсутствии газопровода. К тому же проточный водонагреватель без проблем установить в местах, куда трудно завести газ (в подвалах, на большой высоте и т.д.). еще одним достоинством эксперты отмечают экологичность. Не происходит сжигания газа, значит, окружающий воздух не обедняется кислородом. Ведь в больших городах он и без того довольно загрязнен, горожанам трудно дышать.
Хотя электрический вариант проточного водонагревателя вряд ли подойдет в ситуациях, когда практикуется большой расход теплой воды. Объемы потребляемого для этого электричества могут существенно ударить по семейному бюджету. Поэтому, повторимся, если ваш район газифицирован – лучше остановить свой выбор на газовых водонагревателях.
Принципиально вам нужно знать следующее: проходные (проточные) водонагреватели маломощны. Один прибор эффективен лишь на одной расходной точке – либо умывальная раковина, либо кухонная мойка. Если же в семье есть любители принять ванну, лучше отказаться от проточной версии и рассмотреть накопительную. В проточном водонагревателе нагрев осуществляется только до температуры в районе 60 градусов. Поэтому вряд ли вам удастся обеспечить теплой водой одновременно и ванну, и душ, и мойку, и раковину в санузле.
Решение самое простое; проточные водонагреватели невелики по размерам, стоят недорого, просты в установке и требуют минимального обслуживания.
Проточные водонагреватели обычно закрепляются на стене, имеют пластиковый корпус.
Основной элемент проточных водонагревателей — ТЭН.
Он может или непосредственно соприкасаться с водой или устанавливаться внутри кожуха — нагревательной колбы проточного водонагревателя, омываемой потоком.
Мощность единичного ТЭНа проточного водонагревателя не регулируется.
Многие модели проточных водонагревателей имеют несколько ТЕНoв, которые подключают поочередно или вместе, меняя мощность нагрева.
Температуру в проточных водонагревателях регулируют, изменяя расход воды; чем быстрее она будет проходить, тем, разумеется, меньше нагреется.
Расход в проточных водонагревателях можно менять вручную, с помощью крана, установленного до, после или в корпусе регулятора.
В более дорогих моделях проточных водонагревателей встречаются устройства автоматического поддержания температуры, самостоятельно регулирующие расход воды и подключение ТЭНов.
Они могут быть либо механическими, либо электронными.
Первые применяются в относительно простых моделях проточных водонагревателей, вторые дороже, но позволяют обеспечить больший комфорт.
ТЭНы включаются только при наличии достаточного протока воды в проточном водонагревателе, если расход меньше, нагрев не производится.
Конструкция у таких моделей простая: внутри корпуса расположен блок нагрева (один или несколько ТЭНов в колбе или жаропрочный фторопластовый кожух, внутри которого установлены нагревательные элементы из неизолированной проволоки), устройства управления и безопасности. По особенностям все они делятся на безнапорные и напорные водонагреватели. У первых кран, перекрывающий воду, устанавливается на входе холодной воды. Эти модели применяются, прежде всего, при использовании на одной точке водоразбора. Их мощность сравнительно невелика, многие поставляются совместно с душевой насадкой и/или краном. В бытовых условиях такие модели используют на даче или в моменты планового отключения централизованного горячего водоснабжения. Как вариант, эти водонагреватели годятся для обеспечения горячей водой отдельных помещений (например, умывальников и душевых кабин) на предприятиях, например когда тянуть отдельную трубу ГВС не имеет смысла.
Напорные модели водонагревателей рассчитаны на постоянное подключение в штатную сеть водоснабжения, находящуюся под давлением. Обычно это более мощные водонагреватели, которые способны обеспечить несколько точек водоразбора одновременно или проток, сопоставимый с тем, который имеется в централизованной системе ГВС, например в городе. В принципе напорный водонагреватель можно использовать в безнапорном режиме, а вот наоборот — нельзя: их внутренняя ёмкость на высокое давление не рассчитана.
Электрические водонагреватели делятся на устройства с механическим (гидравлическим) и электронным управлением. Задача системы управления — обеспечить включение и выключение в нужное время. «Механика» включает ТЭНы (обычно все вместе), основываясь на изменении положения мембраны, имеющей механический привод на блок контактов. Более сложные электронные схемы управления включают нагревательные элементы постепенно в зависимости от расхода, температуры и давления воды. Это даёт экономию электроэнергии и воды, а также стабильную температуру воды на выходе. Стоят такие модели существенно дороже. В основном это мощные устройства, рассчитанные на несколько точек водоразбора.
Панель управления водонагревателя тоже может быть механической (имеющей прямой привод на блок управления мощностью или протоком) или электронной (сенсорные кнопки и дисплей). Но и тут всё так же: «механика» дешевле, «электроника» даёт больше возможностей.
В первую очередь к преимуществам проточных водонагревателей следует отнести небольшие габариты и вес, что упрощает монтаж и установку. Они удобны и в тех случаях, когда точки водоразбора используются лишь эпизодически. Энергия тратится только в момент прохождения воды через водонагреватель. Практически всё, что нагрето, сразу и расходуется (объём неизрасходованной жидкости в трубах напорного водонагревателя невелик, тепловые потери у всех видов тоже пренебрежимо малы).
К примеру, чтобы подогреть 100 литров воды на 30 градусов в течение часа, нам понадобится водонагреватель с ТЭНом мощностью чуть более 3,5 кВт (теплопотерями пренебрегаем и к тому же считаем, что напряжение в сети соответствует заявленному). Зависимость практически линейная, «поиграться» можно с любым параметром. Например, в минуту это получается примерно 1,6 литра воды, нагретой с 5 до 35 °С (зимние условия). Прямо скажем, не густо, но если требуется подогрев на 10 градусов (например, с 20 до 30 °С, как бывает достаточно летом) — это уже 5 л/мин. Вполне понятно, что летом душ с помощью такого водонагревателя принять удастся, а зимой — вряд ли, нужно что-то менять, скорее всего, увеличивать мощность. Именно поэтому область применения небольших проточных водонагревателей (до 6—8 кВт) — прежде всего, летнее использование. Модели большей мощности годятся и для круглогодичной работы, и при одновременном включении нескольких водоразборных точек.
Схема подключения проточного водонагревателя.
Запорный вентиль может быть установлен только на входе воды. Категорически запрещается устанавливать любую запорную арматуру на выходе из прибора, т.к. это может вывести прибор из строя. Подсоединяемые к водонагревателю шланги и соединения должны выдерживать рабочее давление и температуру не ниже 65 градусов C.
Электрическая схема проточного водонагревателя.
Эксплуатация проточного водонагревателя.
Непосредственно перед включением заполните водонагреватель, открыв вентиль магистрали холодного водоснабжения – дождитесь, чтобы из душа полилась вода. Осмотрите аппарат и убедитесь, что он не протекает. Включите водонагреватель, нажав кнопку выбора режима нагрева на панели прибора – вода начнет немедленно нагреваться. По окончании эксплуатации – закройте запорный вентиль: подача воды прекратится и нагреватель автоматически отключится от сети. Чтобы вновь включить нагреватель достаточно открыть запорный вентиль и из душа польется горячая вода установленной температуры. Помните, что температура воды также зависит от силы потока воды: чем сильнее поток воды, тем ниже температура и наоборот. Таким образом, при необходимости Вы можете дополнительно регулировать температуру воды с помощью запорного вентиля.
Чтобы обеспечить долгую службу нагревателя, рекомендуется регулярно прочищать фильтр на входе воды и душевую насадку.
Регулярно проверяйте состояние соединительных шлангов, проводов и розеток.
Принцип действия напорных и безнапорных проточных водонагревателей.
Закрытый (напорный) водонагреватель всегда находиться под давлением водопроводной сети. Независимо, нагревает он воду в данный момент или нет, прибор может эксплуатироваться на несколько точек водоснабжения.
Когда горячая вода есть — краны 3 и 4 закрыты, а краны 1 и 2 открыты.
Когда горячей воды нет — краны 3 и 4 открыты, а кран 2 закрыт.
Открытый (безнапорный) водонагреватель не может находиться под давлением водопроводной сети. Эксплуатируется прибор только на одну точку водоснабжения и только со специальной водоразборной арматурой.
Для включения прибора, необходимо открыть вентиль и отрегулировать поток воды. Однако для включения прибора требуется проток порядка 1,5 л/ мин. А чтобы создать такой проток требуется минимальное давление воды 0,5 атмосфер.
Внимание: открытые водонагреватели требуют наличие минимального давления в водопроводе.
Внимание! Не следует путать открытый водонагреватель и наливной кипятильник, где вода заливается сверху и под собственной тяжестью выливается из прибора по мере необходимости.
Накопительный открытый (безнапорный) водонагреватель может эксплуатироваться только со специальными смесителями, так как внутренняя колба таких приборов выполнена из полипропилена и не выдерживает даже минимального давления водопроводной системы. Принцип действия такой же, как и у напорных агрегатов, только роль группы безопасности исполняет специальный смеситель, который в закрытом состоянии перекрывает воду на входе в водонагреватель, а при нагреве сбрасывает излишек воды. Выход горячей воды в смесителях для данного типа приборов постоянно открыт.
Способы управления проточным водонагревателем.
Гидравлическое управление.
Как показано на рисунке, холодная вода, проходя в прибор, когда пользователь открывает кран, надавливает на мембрану из специального износостойкого материала. Та в свою очередь, имея жесткое соединение с блоком контактов, замыкает электрическую цепь, в результате чего происходит нагрев.
В водонагревателях с плавной регулировкой мощности реле включения выполнено в виде магнитного поплавка, который при протекании воды замыкает контакт и включает нагрев.
Электронное управление.
При протекании воды через прибор, сигнал от датчика протока поступает на электронный блок управления. Тот в свою очередь даёт команду на включение нагревательного элемента. И чем больше проток, тем больше нагревательных элементов включается, что и позволяет значительно сэкономить электроэнергию.
Микропроцессорное управление.
В линии подвода холодной воды имеется ограничительный вентиль расхода с электронным управлением. Если при полностью открытом кране установленная температура не достигается, происходит автоматическое ограничение расхода, в результате чего всегда обеспечивается желаемая температура горячей воды с точностью до 0,5 ºС. За счет этой микропроцессорной системы регулировки обеспечивается автоматическое согласование электрической мощности в соответствии с желаемой температурой воды и расходом, что позволяет экономить электроэнергию и исключить колебания температуры
Тип нагревательного элемента проточного водонагревателя.
ТЭН.
Трубчатый электрический нагреватель состоит из медной или стальной трубки, в которую концентрично запрессована нагревательная спираль. В качестве теплового проводника и, одновременно, диэлектриком между спиралью и стенкой трубки, служит специальный наполнитель на основе оксида магния (магнезий). ТЭНы мало чувствительны к воздушным пробкам, обладают высоким КПД и продолжительным сроком эксплуатации.
Спиральный нагревательный элемент.
Специальная спираль, выполненная из неизолированной электродной проволоки, обладает небольшой температурной инертностью и обеспечивает мгновенный нагрев воды, за счет высокой теплоотдачи. Такая система существенно компактнее и дешевле ТЭНа аналогичной мощности. Главным преимуществом такой системы является возможность эксплуатации приборов с «жесткой водой» и более точное регулирование и отслеживание температуры нагрева.
Материал конструкции колбы проточного водонагревателя.
Одним из самых нагруженных элементов в проточном водонагревателе является колба, в которой происходит нагрев воды. Традиционно применяются проверенные временем колбы, выполненные из меди, которые не боятся коррозии, устойчивы к высокому давлению (максимальное давление 10 бар), и сохраняют полную герметичность в процессе всего срока службы.
В некоторых приборах нагревательные элементы уложены в специальные каналы, выполненные из пластика, чтобы в процессе эксплуатации они не касались медного корпуса колбы. Это обеспечивает 100% защиту от поражения электротоком в случае обрыва спирали.
Регулировка мощности проточного водонагревателя.
Ступенчатый регулятор мощности.
Ручной переключатель позволяет выбрать нужную мощность и тем самым значительно сократить расход электроэнергии. Если в данный момент времени нет необходимости эксплуатировать прибор на полной мощности или она ограничена, например, при одновременном включении других инженерных систем здания (кондиционирование, электрическое отопление), то пользователь может переключиться на более низкую ступень.
Регулятор мощности бесступенчатый.
Ручной регулятор мощности, в совокупности с запорно-регулирующей арматурой, позволяет легко настроить желаемую температуру воды. Прибор потребляет ровно столько электроэнергии, сколько необходимо для нагрева, и благодаря этому позволяет экономить электроэнергию.
Автоматический регулятор мощности.
Такой регулятор обеспечивает наибольшую комфортность в управлении и эксплуатации прибором, так как мощность автоматически подстраивается под заданные параметры. Пользователю необходимо только задать нужную температуру.
Защита от перегрева и давления проточного водонагревателя.
Защита от перегрева.
Для защиты пользователя от ожога и перегрева водонагревателя, применяются устройства, позволяющие отключить нагрев воды в случае возникновения критической ситуации. Так в некоторых водонагревателях применяют двойную защиту. Регулятор ограничитель, расположенный сверху колбы, при превышении температуры нагрева воды более чем на 65 ºС отключает один нагревательный элемент, при этом горит предупреждающая лампочка на передней крышке прибора, а когда температура нормализуется, включает его снова. Ограничитель температуры, расположенный сбоку колбы, полностью отключает нагрев при достижении температуры 100ºС. После устранения причины перегрева, необходимо нажать кнопку на ограничителе и прибор снова готов к работе.
Защита от давления.
В системе холодного водоснабжения возможны резкие падения давления. Низкое давление может привести к замедлению протока воды через прибор и резкому поднятию температуры, далее, при срабатывании температурного ограничителя, прибор выключается. Но какой бы ни был качественный водонагреватель, многократное закипание воды на пользу ему не идет. Для этого разработан специальный клапан, который при падении давления отключает электропитание, не дожидаясь перегрева воды.
В случае возникновения недопустимо высокого давления, предохранительный ограничитель полностью отключает прибор от электропитания.
При эксплуатации проточного водонагревателя, наибольший дискомфорт может причинить колебание температуры воды, вызванное изменением объема водоразбора, изменением давления или температуры воды в подающем водопроводе.
Некоторые проточные водонагреватели с электронным управлением способны компенсировать эти колебания температуры, автоматически изменяя мощность прибора. Однако они ограничены максимальной мощностью прибора и, при потреблении воды больше, чем может нагреть прибор, температура воды будет падать.
Выравнивающий вентиль.
Механический выравнивающий вентиль обеспечивает частичную компенсацию колебания давления воды, возникающую при изменении водоразбора, вследствие чего достигается стабильная температура.
В некоторых приборах установлен вентиль с сервоприводом, который уменьшает проток воды через прибор для сохранения заданной температуры. Теперь температура горячей воды не зависит от изменений температуры или давления воды в подающем водопроводе.
В системах водоснабжения с нестабильным давлением возможно образование воздушных пробок, при попадании которых в приборы со спиральными нагревательными элементами воз- можно повреждение нагревательного элемента и выход прибора из строя. Для защиты от этого многие приборы оснащены электронным устройством распознавания воздушных пробок.
Системы безопасности проточных водонагревателей.
Все проточные водонагреватели абсолютно безопасны в эксплуатации при соблюдении элементарных правил установки и эксплуатации.
Встроенное устройство защитного отключения (УЗО) дополнительно защищает пользователя от поражения электротоком. Высокая скорость срабатывания УЗО даже при малых токах утечки — основное отличие от обычных устройств безопасности (автоматического выключателя).
Встроенная в прибор система подавления электромагнитных помех позволяет избежать «наводок» на эксплуатируемые одновременно с водонагревателем радио и телеаппаратуру, что избавляет пользователя от помех на экране телевизора и посторонних звуках в радиоэфире.
Выбор мощности проточного водонагревателя.
Широкий модельный ряд проточных водонагревателей позволяет подобрать прибор под практически любые требования пользователя.
Главным критерием при выборе водонагревателя является его производительность (литры в минуту). Для пользования душем-лейкой, производительность должна составлять не менее четырех литров в минуту. А для пользования рукомойником не менее полутора литров в минуту.
Формула расчета производительности:
На производительность прибора влияет:
» температура воды на входе в прибор, которая составляет примерно 10 - 15 ºС в летнее время и 6 ºС в зимнее.
» напряжение в электросети (при низком напряжении прибор работает с неполной мощностью и его производительность падает).
» требуемая температура на выходе из крана (для принятия комфортного душа требуемая температура составляет 38 ºС).
Мощность нагревателя, необходимая для удовлетворения потребности в горячей воде, остается единственным критерием, который остается определить пользователю.
Рекомендуемое сечение кабеля для подключения проточного водонагревателя.
