Накопительные водонагреватели - что внутри?

Просмотров: 2484

Устройство электрического накопительного водонагревателя

БАК
Баки водонагревателей производятся из нескольких материалов:
  • медь;
  • сталь;
  • нержавеющая сталь;
  • пластик.
 
Стальной бак
Внутренняя поверхность баков, изготовленных из стали, нуждается в защите, в противном случае она подвергнется усиленной коррозии. Для защиты баков используется эмалировка .
ЭМАЛЬ - это керамический материал на основе соединений кремния, который равномерно наносят на внутреннюю поверхность бака (толщина несколько сот микрон). Затем бак нагревают до температуры 880°C, при этом эмалевое покрытие расплавляется и спекается с материалом бака .
 
Медный бак
Баки из меди обладают высокой коррозионной стойкостью: внутренняя поверхность бака при взаимодействии с растворенным в горячей воде кислородом покрывается защитной окисной пленкой. При появлении сквозных отверстий бак может быть отремонтирован на месте обычным инструментом.
 
Бак из нержавеющей стали
Известно, что нержавеющая сталь имеет очень высокую стойкость к воздействию коррозии и нагрева. Таким образом, благодаря высокому качеству компонентов, используемых при производстве нержавеющей стали (железо, хром, никель), баки, изготовленные из нее, особенно стойки к воздействию коррозии даже при высоких температурах. Поэтому баки из нержавеющей стали не нуждаются в защите посредством магниевого анода.
Что касается баков из обычной стали, то они нуждаются в диэлектрической изоляции между входной и выходной трубками и баком, чтобы избежать электрохимического взаимодействия между разными металлами.
 
Пластиковые баки
Пластиковые баки для водонагревателей разработаны, чтобы решить проблему коррозии; их емкость составляет от 5 до 30 литров, максимальная температура - 70°C , а рабочее давление ниже, чем у металлических баков. Эти баки изготавливаются без внешнего корпуса или с таким же, как и металлические. Водонагреватели с пластиковыми баками имеют те же параметры электропитания и такие же нагревательные элементы, как и другие модели водонагревателей .
 
Бак состоит из:
  • двух тарельчатых крышек;
  • цилиндрической части (для водонагревателей большой емкости);
  • двух трубок.
Одна из крышек имеет отверстие для фланца, на котором расположены нагревательный элемент и термостат.
Две трубки вставлены в муфты, которые приварены к нижней крышке и служат для подачи холодной и слива горячей воды.

Где:
(1) Верхняя крышка
(2) Трубка выхода горячей воды. Возможно применение различных муфт. Горячая вода всегда забирается из верхней части бака .
(3) Нижняя крышка
(4) Фланец крепления нагревательного элемента
(5) Трубка подачи холодной воды
(6) Входной рассекатель струи. Защищает верхний нагретый слой воды от резкого смешивания с поступающей холодной водой .
(7) Цилиндрическая часть
 
КОРПУС
Это внешний элемент водонагревателя, определяющий его внешний вид. Для моделей до 30 литров включительно корпус сделан, как правило, из пластика, а для моделей от 50 литров и выше корпус сделан из листовой стали, покрытой снаружи эмалевой краской. Повреждения корпуса, как то вмятины стального корпуса или трещины пластика, не оказывают никакого влияния на потребительские свойства водонагревателя, так как корпус не является несущей конструкцией.
 
ИЗОЛЯЦИЯ
Пространство между баком и корпусом сильно влияет на тепловые потери водонагревателя. Оно заполняется стекловатой или под давлением полиуретановой пеной.
 
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (ТЭН)
Погружной нагревательный элемент
Это тонкостенная трубка из нержавеющей стали или меди с проводом из высокоомного материала и порошком окиси магния, в качестве электроизоляционного материала, внутри. Он монтируется на одном фланце вместе с гильзой термостата и, с магниевым анодом (там, где магниевый анод имеется).
Погружные нагревательные элементы защищены от контакта с водой. Их рабочая температура составляет около 300 - 400°C.
Погружные нагревательные элементы имеют разные форму, мощность и длину. Электрическое подключение может быть осуществлено к одной или трем фазам.
Главные преимущества это  хорошее сочетание цена/качество и высокая эффективность.

Примеры погружных нагревательных элементов:

Где:

(1) Анод
(2) Гильза термостата
(3) Нагревательный элемент
(a) Нагревательный элемент для вертикальных моделей
(b) Нагревательный элемент для горизонтальных моделей.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Керамический (стеатитовый) или сухой нагревательный элемент
Он состоит из тугоплавких керамических трубочек, внутри которых помещен нагреваемый провод . Керамические нагревательные элементы бывают различной формы, мощности и длины. Они могут подключаться к одной или трем фазам.
Монтируется в стальном эмалированном корпусе, который защищает от контакта с водой, на фланце которого находятся также гильза термостата и анод.
Главные преимущества:
Для замены нагревательного элемента нет необходимости сливать воду из водонагревателя.
Высокая стойкость к коррозии (эмалированный корпус) и к образованию накипи, т.к. из-за большой площади теплообмена поверхность корпуса нагревателя имеет низкую температуру.
 
Примеры керамических нагревательных элементов:
Где:
(1) Гильза термостата
(2) Эмалированный корпус
(3) Керамический нагревательный элемент
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ИЗОЛИРУЮЩИЕ ПРОКЛАДКИ
Изолирующая прокладка выполняет роль электрического изолятора и гидравлического уплотнения между баком и фланцем, на котором расположен нагревательный элемент . Прокладка должна заменяться на новую после любого снятия фланца.
 
ТЕРМОСТАТ
Термостат контролирует температуру воды внутри бака водонагревателя .
Он выполняет две функции: управление температурой в нормальном режиме работы (вручную устанавливается пользователем) и термобезопасность.
Если контроль температуры осуществляется неправильно, то температура в водонагревателе может сильно возрасти и привести к образованию пара!
Чтобы избежать этого, независимое устройство безопасности отключит напряжение питания. Перезапуск осуществляется вручную. Перед ручным перезапуском и повторным включением необходимо выяснить причину срабатывания устройства безопасности.
Ниже описаны два типа используемых термостатов.
Стержневой термостат
Принцип работы основан на разных коэффициентах теплового расширения разных материалов (биметалл). Тип используемого термостата зависит от различных параметров, таких, например, как емкость бака и мощность нагревательного элемента.
Где:
(1) Тепловое расширение
(2) Регулировочный термостат (первая ступень безопасности)
(3) Бак
(4) Тепловое расширение
(5) Сигнальная лампочка
(6) Нагревательный элемент
(7) Термостат перегрева (третья ступень безопасности)
(8) Горячая вода
 
 
 
 
Капиллярный термостат
Принцип работы термостатов этого типа - пневматический. Колба термостата заполнена газом, давление в ней меняется от температуры.
Изменения давления по капилляру через пневмореле передаются к электрическим контактам.
 
 
 
 
(1) колба
(2) капилляр
(3) пневмореле
(4) электрические контакты
 
 
 
 
 
 
Электронный термостат
В основном, в водонагреватели устанавливают два электронных термостата (термостат безопасности и регулировочный термостат). В более сложные и дорогие модели устанавливается три электронных термостата. При этом контролируется нагревательный элемент.
В некоторых случаях датчик температуры устанавливают для последующего отображения значения измеряемой температуры на электронном дисплее или для использования в электронных схемах управления.
Датчик температуры NTC имеет зависимость электрического сопротивления от температуры, при понижении температуры сопротивление датчика возрастает и наоборот. Для упрощения крепления датчики размещены на одном основании и защищены общим корпусом.
 
АНОД
Коррозия - это обычный химический процесс, происходящий между металлическими частями водонагревателя (бак, трубки, нагревательный элемент) и окружающей их водой.
Этот процесс разрушает бак, уменьшает механическую прочность элементов водонагревателя и выводит из строя нагревательный элемент.
Причины, вызывающие коррозию:
  • растворенный в воде кислород ( обычно около 5 мг/л при высокой температуре и около 12 мг /л при низкой температуре);
  • соли, придающие воде агрессивные свойства.
Для предотвращения коррозии бака используют магниевые или титановые аноды .
 
Коррозия проходит в три этапа:
  • растворенный в воде кислород контактирует с внутренней поверхностью бака;
  • железо бака имеет тенденцию к взаимодействию с кислородом (атом теряет два электрона, превращаясь в ион Fe ++);
  • ионы железа, вступая во взаимодействие с кислородом, покидают поверхность бака, образуя при этом оксиды (FeO); таким образом, начинается коррозия бака, которая приводит к сквозным дырам. 
Магниевый анод
Он препятствует коррозии стального бака и является дополнительным средством защиты к эмали или оцинковке + VIDRON.
Это называется катодной защитой. Срок службы анода зависит от качества, количества и температуры приготавливаемой воды. Анод необходимо проверять и заменять по мере его износа.
Процесс коррозии идет с той же интенсивностью, но в первую очередь разрушается магниевый анод , а не стенки бака.
И железо, и магний имеют тенденцию к взаимодействию с водой, но магний более активен, чем железо. Его атомы легче становятся ионами, и это является решением проблемы предотвращения коррозии бака. Атомы магния покидают анод, образуя оксид, в то время, как атомы железа остаются нетронутыми, и бак не подвергается воздействию коррозии.
 
Активный анод
Создается разность потенциалов между баком и титановым электродом. Этим гарантируется оптимальная защита бака от коррозии. Для обеспечения нормальной работы системы защиты необходимо постоянное ее подключение к электрической сети даже в случае отключения от электрической сети самого водонагревателя. Если система защиты отключается более, чем на два часа, то во избежание уменьшения срока службы бака водонагревателя, необходимо перед этим слить воду из бака.
 
ПОДСОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОДНИК
Взаимодействие двух различных веществ (материалов) - меди и стали - является опасным из-за возникновения процесса электролиза.
Гальваническая коррозия приобретает важное значение при большой разности потенциалов между двумя металлами, как например, пара железо/медь .
Чтобы предотвратить увеличение коррозии в водонагревателях, следует избегать прямого контакта этих двух металлов. Для этой цели используются подсоединительные диэлектрические переходники, которые изготавливаются из армированного стекловолокна).
 
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН
Наличие обратного клапана предотвращает слив воды из водонагревателя при отсутствии воды в системе холодного водоснабжения.
Сброс избыточного давления. Срабатывает и стравливает воду через предохранительное выпускное отверстие при достижении давления 8бар на входе или на выходе предохранительного клапана. Появление водяных капель на предохранительном клапане во время нагрева воды является естественным процессом. Поэтому предохранительное выпускное отверстие рекомендуется подсоединять гибким шлангом к системе слива.
Предохранительный клапан может быть снабжен ручкой для слива воды из водонагревателя. Во избежание засорения предохранительный клапан, снабженный ручкой для слива, должен хотя бы один раз в месяц промываться. Для этого надо поднять ручку несколько раз .
Минимальное прямое давление открытия клапана 0,2бар, что соответствует 2м водяного столба.
 
 

Товар по хорошей цене:

Ariston ABS BLU R 100V
Цена: 8 310 р
Ballu BWH/S 50 Smart
Цена: 10 120 р
Deluxe 5W50V2
Цена: 7 700 р
Stiebel Eltron PSH 150 Trend
Цена: 29 100 р
Другие статьи
Какой водонагреватель выбрать? Проточный или накопительный?
Водонагреватели существуют двух типов, и отличаются друг от друга по способу нагрева воды: проточный и накопительный, а так же по стоимости, которая зависит от некоторых технических показателей.
читать далее...

Интернет-магазин бытовой техники в Красноярске «Лаукар». Предлагает купить качественный товар таких известных брендов, как: Panasonic, Sony, Philips, Samsung, LG, JVC, Bosch, Siemens, Hansa, Ariston, AEG, Electrolux, Sharp, Toshiba, Gorenje, Beko, Daewoo, Indesit, Zanussi, Ericsson, BBK, Ardo, Whirlpool, Polaris, Vestel, Moulinex, Лысьва, Delonghi, Braun, Mystery, Kenwood, Canon, Nikon, Garmin и масса других брендов. Наш магазин предлагает Вам купить качественную недорогую технику, а выбор где купить товар всегда остается за Вами. Желаем Вам удачных покупок!

При использовании материалов с сайта, гиперссылка на Интернет-магазин бытовой техники «Лаукар» обязательна.