Как функционират електрическите и газови нагреватели?

Бойлер - устройство, предназначено за затопляне на водата, осигуряващо къща или апартамент с гореща вода (не за пиене). Дизайн на водния нагревател е диаграма на кохерентно действащи части и устройства.

Трябва да се помни, че водата в резервоара се загрява за 2-4 часа.

Идеята за това как работи бойлерът ще помогне за правилното му инсталиране, безопасното му използване, разбиране на признаците за спешно състояние или необходимостта от превантивен преглед.

Физически закони в работата на бойлерите

Принципът на бойлера се основава на физическите закони.

1. Законът за промяна на свойствата на водата с промяна в температурата - горещата вода има по-ниска плътност и следователно е по-лека от студената, така че нагревателните елементи затоплят водата отдолу и тя се придвижва нагоре.
2. Законът за конвекция (пренос на топлина) - преносът на топлина се извършва от горещ нагревателен елемент до студена вода около него.
3. Законът за повишаване на температурата в резултат на електрическо съпротивление. Електрическата верига на отоплителните елементи осигурява образуването на топлина, дължащо се на електрическото съпротивление на материала, което се получава в нагревателя, когато преминава през него електрически ток.
4. Законът за запълване на вакуума - когато горещата вода изтича от резервоара, тя се зарежда едновременно със студена вода от свързаното водоснабдяване. Без навлизането на студена вода топлата вода няма да изтече.
5. Законът за електрохимичната активност на металите - преди всичко металът, чиято електрохимична активност е по-голяма, влиза в химическата реакция. Магнезиевият анод е по-активен елемент от веригата, отколкото стоманен резервоар или меден нагревателен елемент. Благодарение на този факт, резервоарът е защитен от корозия и нагревателя от мащаба.

Работа на електрически бойлер

Устройството за електрически бойлер.

Нека разгледаме подробно как студената вода, влизаща в резервоара на котела, става гореща при изхода от него. Входящата тръба за студена вода запълва резервоара до върха (напълно). Капацитетът на бойлера е направен от здрава стомана, вътрешната метална повърхност вътре е покрита със защитен слой за предотвратяване на корозионни повреди. Магнезиев анод е инсталиран, което отвлича вниманието от корозия поради факта, че той е по-активен химически елемент в сравнение с желязото на резервоара или медта на нагревателя. Магнезият първо влиза в окислителната реакция, в крайна сметка се срива и трябва да бъде сменен.

Вътре в котела термодвойката измерва температурата на входящата вода и дава сигнал за включване на отоплението. Ако бойлерът е електрически, тогава токът се подава към отоплителния елемент, при преминаване през нагревателя се нагрява и започва да излъчва топлина.

Как действа отоплителното устройство?

Диаграма на структурата на бойлера за съхранение.

Преди няколко десетилетия котлите бяха популярни - устройства за нагряване на вода в чаша. Този възвратен клапан е TEN (тръбен електрически нагревател), съдържащ жица и външна тръба.

Вътрешната кухина на съвременните нагреватели може да бъде пълна с пълнител - вещество, което не води електрически ток, но предава топлината добре. Като такъв пълнител най-често се използва компресиран магнезиев оксид.

Принципът на електрическото отопление се основава на нагряването на материала от електрическия ток. Вътре в ТЕМ има спирална жица. Телният материал трябва да има голямо съпротивление, след което, когато преминава през електрическия ток, той ще се загрее и ще излъчва топлина в околното пространство. Тази топлина загрява метална тръба с тънки стени (изработена от стомана), която е тялото. Работната температура на тялото на нагревателния елемент може да достигне 450 ° C (понякога по-висока).

Когато стоманеният корпус е в пряк контакт с вода ("мокър" или "потопен" нагревателен елемент), топлината от повърхността на тръбата се прехвърля във водата в резервоара за отопление. Когато тялото на нагревателния елемент е защитено от корозия ("сух" нагревателен елемент), топлината преминава през втората защитна повърхност, изработена от керамика, от която се пренася във вода и повишава температурата.

Отоплителна вода в резервоара за съхранение

Схемата на системата за съхранение на бойлера.

Така че бойлерът работи, водата се загрява за 2-4 часа. Колкото по-голям е обемът на резервоара, толкова по-дълго водата ще се нагрява. Ако температурната стойност е по-висока от зададената температура на термостата (обикновено 85 ° C), електрическият нагревател спира да се захранва с електрически ток и отоплението спира.

В резервоара може да се съхранява нагрята вода, докато стане необходимо да се използва. За да се намалят загубите на топлина, външната повърхност на резервоара на резервоара е затворена с топлоизолатор - полиуретанова пяна, която спира загубите на топлина. Отвън резервоарът и изолационният капак са покрити с декоративно покритие от винил (пластмаса). По този начин охлаждането на водата в резервоара е забележимо спряно. Когато системата се охлади при 3 ° C, нагревателният елемент автоматично се включва и водата се нагрява отново до зададената граница. Така че може да продължи цял ден, докато вечерта собствениците ще включат топлата вода и ще започнат да използват топлата вода.

Максималната температура на водата в резервоара може да бъде регулирана. Ако се желае, може да се намали до 40 ° С или да се повиши до 95 ° С. Необходимо е да се знае, че постоянната работа на резервоара в режим от 40-50 ° C води до възпроизводството на бактериите във вътрешната му кухина и до появата на неприятна миризма във водата. Това намаляване на горната температура се препоръчва само за кратко време. Друга възможност е да загрявате резервоара до 80-85 ° C веднъж седмично при постоянна топлина на работа до 50 ° C, за да унищожите гниещите организми.

Как функционира безопасността на бойлера за съхранение?

Система за безопасност на бойлера за съхранение.

Нагревателят за съхранение на вода може да затопли водата почти до точката на кипене. Обемът на инсталирания резервоар трябва да осигури ежедневните нужди на семейството в гореща вода. От недостатъците на структурата за съхранение най-важното е необходимостта от наблюдение на налягането в резервоара със специални устройства. Те предпазват вътрешното пространство на резервоара от прегряване и свръхналягане. Такива устройства включват предпазен клапан, възвратен клапан и термично реле.

Системата за безопасност на котела работи както следва. Термостатът изключва работата на отоплителните елементи, когато температурата надвиши зададената температура. В случай на евентуално счупване на термостата има аварийно прегряване на водата в котела, затоплянето му до точката на кипене увеличава налягането в резервоара. Ако по-нататъшното увеличаване на налягането се развие неконтролируемо, стената на резервоара ще се разруши от претоварване. Това се случва бустер експлозия. За да се предотврати експлозия, е инсталиран предпазен клапан. Ако налягането надвишава 7 атмосфери, аварийният вентил автоматично се отваря и избелва излишната вода, като същевременно намалява налягането и премахва възможността от авария.

Възвратният клапан е предназначен да предотврати изтичането на нагрята вода от резервоара в тръба за студена вода в случай на отсъствие на студена вода. Той прехвърля вода в резервоара и не я връща назад. Има обаче и пружина в кръга на вентила. В случай на аварийно прегряване и увеличаване на налягането до 4 атмосфери, отварящият се клапан отваря и преминава гореща вода обратно към аварийния вентил. След това предпазният клапан влиза в действие, за да осигури безопасност.

Работещ електрически бойлер

Работа с електрически нагревател за топла вода.

Потопяемият бойлер има определени характеристики на работа. То осигурява незабавно топла вода, без междинното време, необходимо за загряване на натрупания обем вода. Основният принцип на нейното действие е конвекцията (прехвърлянето) на топлина от нагревателя към нагрятата течност. Тук водата навлиза в тялото на нагревателя през входящата тръба, отворена от командата на превключвателя за налягане. Вътре в корпуса водата протича между спиралите на нагревателния елемент, където получава желаната температура.

Стойността на температурата на отопление се определя от температурния контролер. Нагревателната намотка е затворена в камера, чието пространство се контролира от термичен предпазител. Работата на предпазителя се състои в спиране на подаването на ток към нагревателния елемент, когато температурната стойност е надвишила стойността, зададена на регулатора. Също така в дизайна има и земен терминал, предназначен да осигурява електрическа безопасност за потребителите.

Принципът на газовия нагревател

Схема на свързване на газовия нагревател.

Газовият бойлер (колона) работи на принципа на нагревател на потока. Тоест, то се загрява без предварително натрупване, почти веднага след включването му дава гореща вода. Източникът на топлина в газовите нагреватели е газ, чието изгаряне генерира топлинна енергия, изразходвано за нагряване на водата. Други процеси са подобни на електрическите поточни бойлери, в които се използва схема на поток.

Водата тече, отоплява се и тече гореща вода. В същото време в остарели модели на газови колонки, водният поток се включва, след това се отваря газов клапан и газовият поток се запалва от мач или пиезоелектричен елемент. Когато студената вода се изключи, газовият поток продължава да гори в горелката и трябва също да се изключи, в противен случай може да възникне прегряване и разрушаване (експлозия) на колоната. Модерните модели говорители са по-удобни за използване. Достатъчно е просто да включите водния поток (изключете крана) и автоматично да включите газовия поток и да задействате пиезоелектричния елемент и да го запалите. Когато вентилът е затворен, газовият поток се затваря автоматично. Експлозивността на този дизайн е много по-малка.

По-подробна схема на газовата колона ще изглежда така. Водата влиза в газовия бойлер, вентилът за подаване на газ се задейства и топлоносителят влиза в пилотската горелка. Основната горелка, която загрява топлообменника, започва от пилотската горелка. Водата се загрява, като преминава през извитите тръби на топлообменника в колоната. Автоматизацията на процеса се осигурява от електронна схема за включване и изключване на отоплението.

Газовият бойлер в действие е много по-евтин от електрически.

Диаграма на устройството за нагревател на газ

Фигура 1. Схема на устройството на газов бойлер.

Схемата на устройството на газовия нагревател е показана на фиг. 1. Тук:

1. Водата се подава през вход 1.
2. Газовото захранване е през вход 2.
3. В запалвача (5) пламъкът загрява биметалната плоча (6).
4. Биметалната плоча се пресова от листове от 2 различни метала с различно температурно разширение. Ето защо, когато се нагрява от едната страна се разширява по-малко и по този начин завои и отваря клапан за газ.
5. Газовият вентил (16) доставя охлаждащата течност до крана на главната горелка.
6. Основната горелка (13 - горелка и 17 - горелка петел).
7. Устройството на крана има части от вода (3) и газ (4). Той автоматично следи включването и изключването на захранването с газ, в зависимост от това дали кранът, който отваря водата, е отворен.
8. Близо до блока кран е мембрана (19), което се отваря клапанът само в диференциалното налягане над и под всяка друга (такива условия са оформени с отворен изтичане кран гореща вода).
9. Мембраната е свързана към крана чрез предпазния клапан (14) и пружината (15).

Други подробности за дизайна на нагревателя на газовия поток:

• нагревателна камера (7);
• бобина, в която нагрятата вода напредва (8);
• нагревател или топлообменник, в който крайната топлообмена между загрятата повърхност и тръба за вода (9);
• прекъсвач на тягата, блокиращ въздушния достъп до изпускателния отвор (10);
• отражател на връщащата сила (11);
• външен корпус (12);
• изходящата тръба с гореща вода (18).

Работата на електрически бойлери осигурява необходимостта от топла вода за битови нужди до почти половината от населението на света. Особено важно е използването им в негазирани зони. Изборът на конструктивен склад или нагревател за вграждане в помещенията се определя от изискванията към устройството: необходимата скорост на нагряване на водата, консумацията на енергия и необходимия обем на домакинството. Газовите бойлери не са по-малко популярни, когато газът се доставя за битови нужди. От газови проекти, най-популярни са поточните уреди за отопление.