Тарифы на горячую воду растут с каждым годом, особенно это сказывается на людях, не установивших в своих домах счетчики. Эти домовладельцы лишены всякой возможности экономить воду и тем самым снижать стоимость коммунальных услуг. В то же время во многих населенных пунктах централизованная подача горячей воды давно прекращена. В обоих случаях самое рациональное и популярное решение – электрический бойлер.
Конструкция и принцип действия
Аппарат предназначен для нагрева воды с помощью электроэнергии. Бойлер считается накопительным, поскольку он постоянно поддерживает установленную температуру определенного объема воды. По мере понижения уровня в баке вследствие расхода потребителями в него поступает холодная вода, после чего агрегату требуется некоторый промежуток времени, чтобы снова ее подогреть. Все детали и элементы, из которых состоит электрический бойлер для нагрева воды, можно увидеть на рисунке.
Устройство бойлера
«Сердцем» аппарата является трубчатый электронагреватель (ТЭН), он представляет собой спираль из вольфрама или нихрома, заключенную внутри медной или стальной трубки. Пространство между спиралью и стенкой трубки заполнено изоляционным материалом. Трубка, в свою очередь, крепится к монтажному фланцу круглой формы, с обратной стороны которого выведены клеммы для присоединения проводов электросети. На том же фланце установлен металлический стержень, его верхняя часть покрыта магниевым сплавом. Это сделано с целью защиты материала сосуда от воздействия электрохимической коррозии.
Сосуды электрических водонагревателей изготавливаются из разных видов стали, а она подвержена коррозии при электрическом нагреве жидкости. Не вдаваясь в подробности данного физического явления, можно сказать, что магниевый анод «вызывает на себя» воздействие этого процесса, тем самым сохраняя целостность стального бака.
Важно. Магниевый анод с течением времени разрушается и подлежит периодической замене. Производители рекомендуют ее выполнять не реже 1 раза в 2 года, но при повышенной жесткости воды срок службы элемента значительно сокращается и менять его потребуется чаще.
После включения ТЭН нагревает воду до температуры, максимальное значение которой ограничивается термостатом. При работе на полную нагрузку и термостате, выставленном на максимум, температура достигает 75 ºС. Как правило, большинство производителей рекомендуют пользоваться аппаратом в экономичном режиме, тогда нагрев происходит до температуры 50—55 ºС, а на регуляторе термостата эта позиция для удобства выделена каким-нибудь обозначением. После разогрева до установленной температуры накопительный бойлер автоматически отключается. Включение происходит после остывания среды в сосуде на несколько градусов, что случается по двум причинам:
- Невзирая на утепление из пенополиуретана резервуар медленно остывает с течением времени.
- Если появляется расход в системе ГВС.
Сосуд постоянно находится под давлением, оно равно давлению в централизованном водопроводе. После появления расхода в сети ГВС горячая вода из резервуара уходит на хозяйственные нужды, а на ее место поступает холодная, из водопровода. В результате в емкости происходит смешивание, температура начинает понижаться и термостат немедленно включает ТЭН. Действующая электрическая схема бойлера представлена на рисунке:
1 – двухполюсный термовыключатель с тепловым предохранителем; 2 – электронагреватель (ТЭН); 3 – клеммная коробка для присоединения проводов напряжения и заземления; 4 – контрольная лампа; L – фазный провод; N – нейтраль (нулевой провод).
Представленная схема – наиболее простая и применяется в недорогих моделях электробойлеров. Существуют аппараты, оборудованные программируемыми контроллерами с датчиками расхода, температуры и давления. Как можно понять из схемы, контрольная лампа сигнализирует о том, что агрегат находится в режиме нагрева воды и электрический ТЭН включен. Термовыключатель срабатывает по сигналу встроенного элемента, реагирующего на изменения температуры среды в сосуде. В случае возникновения нештатной ситуации с повышением температуры сверх максимума, накопительный водонагреватель будет отключен тепловым предохранителем, коммутированным с термовыключателем.
Подключение бойлера к коммуникациям
Подобные устройства хороши тем, что их внедрение в инженерные системы дома не представляет особой сложности. Требуется осуществить всего 2 подключения: к электрической и водопроводной сети дома. Схема подключения к напряжению 220 В с двойным автоматическим выключателем представлена ниже.
Подключение бойлера к электрической сети
Некоторые производители поставляют в комплекте со своими изделиями устройства защитного отключения (УЗО). Тогда схема присоединения будет иметь следующий вид:
Схема с автоматическим отключением
К трубопроводам горячего и холодного водоснабжения аппарат лучше присоединять через «американки» с установкой предохранительного клапана и сливного крана. Данная схема подключения электрического бойлера показана здесь:
Подключение к системе водоснабжения
Преимущества и недостатки
Бойлеры с электрическим нагревом неспроста приобрели нынешнюю популярность. Этому есть целый ряд причин:
Надежность в эксплуатации
- Настенное исполнение, благодаря чему возможна установка бойлера в нужном помещении.
- Подключение к водопроводной и электрической сети нельзя назвать сложным, его выполнить под силу любому человеку с головой и руками.
- Возможность экономить электроэнергию, пользуясь нагревателем в индивидуальном режиме.
- Доступная стоимость по сравнению с другими способами обеспечения дома ГВС.
Поскольку существуют специальные электрические бойлеры для отопления дома, то к вышеприведенному списку можно добавить дополнительное достоинство. От обычных нагревателей для ГВС они отличаются конструктивно, ТЭНы здесь играют роль дополнительного источника тепла и работают, в то время как основной теплообменник бездействует. Такие агрегаты называют бойлерами косвенного нагрева, в них вода подогревается от теплоносителя, идущего из котельной установки по теплообменнику в виде змеевика. Котел в силу разных причин может остановиться, и тогда для поддержания температуры среды в работу вступает ТЭН.
Устройство бойлера косвенного нагрева
1 – металлический бак; 2 – корпус; 3 – трубка выхода ГВС; 4 – ТЭН; 5 – подключение к водопроводу; 6 – магниевый анод; 7 – термометр; 8 – датчик; 9 – змеевик теплообменника.
Осуществлять электрическое отопление дома с помощью обычного накопительного водонагревателя, как это пытаются сделать некоторые домовладельцы, нецелесообразно и в конечном счёте обойдется дороже, чем приобретение и монтаж электрокотла.
Недостатков у водонагревателей немного. С первым сталкивались почти все, это недолговечная эксплуатация сосуда. То есть, спустя 4—5 лет после покупки бак начинает протекать. Причина – магниевый анод, о котором упоминалось выше, перестал существовать, его «съела» электрохимическая коррозия. После анода коррозия принялась за металл резервуара, в результате чего и появилась течь. Ремонту ржавый бак не подлежит, поэтому хозяину квартиры приходится приобретать новый аппарат. Такая неприятность происходит из-за неосведомленности людей о необходимости периодической замены магниевого анода.
Другой недостаток связан со временем прогрева всего объема жидкости в баке. Практика показывает, что резервуара вместительностью 50 л достаточно на помывку под душем семьи из 4 человек из расчета 10 минут на каждого члена семьи. Если людей больше или появился дополнительный расход горячей воды на кухне, то придется подождать некоторое время, пока новый объем холодной воды прогреется.
Здесь немаловажную роль играет вопрос, как выбрать электрический бойлер по вместительности. Подобрать оптимальный вариант можно, пользуясь вышеприведенной статистикой, только с учетом всех дополнительных расходов в сети ГВС. Слишком большую емкость приобретать тоже нецелесообразно, так как агрегат будет постоянно затрачивать электроэнергию на поддержание температуры всего объема жидкости.
Соответственно, вырастут счета за электричество. Если все же есть необходимость в большом количестве горячей воды на хозяйственные нужды, то есть смысл поставить напольный электрический бойлер косвенного нагрева большой вместительности (300—500 л). Тогда вода будет нагреваться от котельной установки, а ТЭН станет работать как дополнительный источник тепла.
На прогрев большого объема жидкости надо затратить определенное количество энергии. Этот запас энергии должен быть учтен в мощности котельного оборудования либо электрического водонагревателя.
Заключение
Накопительные водогрейные агрегаты, работающие от электричества, быстро стали самым популярным продуктом на рынке сантехники по понятным причинам. Со временем эта тенденция не меняется, невзирая на появление проточных нагревателей и прочих нагревательных устройств. Описанные бойлеры недороги, надежны и экономичны, что делает их привлекательными в глазах покупателей.
