Внутреннее устройство проточного водонагревателя

Для быстрого нагрева воды в современных условиях существуют несколько типов нагревательных приборов:

проточные приборы;
агрегаты накопительного типа прямого нагрева (баки);
бойлер.

Схема устройства напорного водонагревателя.

По применяемому виду топлива они бывают разных видов: газовые и электрические. В первую очередь нужно рассмотреть устройство самого распространенного вида приборов такого типа – проточного водонагревателя. Все они имеют современный дизайн, датчики безопасности и т. д.

Начать следует с так называемых газовых колонок.

Основные элементы такого нагревателя следующие:

теплообменник;
нагревательный элемент;
электронная схема с датчиками температуры;

Принцип работы газового нагревателя

Вода попадает в прибор через вентиль и течет по медному теплообменнику, нагреваемому газом. Тепло передается жидкости, и она через второй вентиль попадает на кран потребителя. Фактически такая колонка – это разновидность отопительного котла, не имеющего циркуляционного насоса, и для защиты от твердых механических частиц из водопроводной сети в его теплообменнике установлены фильтры.

Ввиду отсутствия (из-за упрощения схемы) в газовой колонке очистительных элементов на нее надо подавать уже отфильтрованную воду.

Схема проточных водонагревателей.

Общая схема устройства проточного водонагревателя (так называемой колонки) приведена ниже. На нем цифрами обозначены такие элементы газового водонагревателя:

Задняя панель.
Колпак тяги (дефлектор).
Медный теплообменник.
Газовая горелка.
Электроды для зажигания.
Вентиль подачи газа.
Кран для холодной воды.
Электронная схема.
Батарейки.
Устройство контроля отвода дымовых газов.
Отверстие для болта крепления кожуха.

Таковы отдельные части газового поточного водонагревателя:

горелка – открытая камера сгорания, в которую воздух из помещения попадает через отверстия в корпусе, поэтому для безопасности людей в квартире должна быть обеспечена хорошая вентиляция. Из горелки газы выбрасываются в атмосферу через дымоход, который должен систематически прочищаться от нагара;
теплообменники в таких водонагревателях выполняются из металла – чугуна, стали или меди. Первые редко используются в настенных аппаратах из-за большого веса. Самые дешевые теплообменники делают из стальных трубок, но их основной недостаток – малый срок службы (несколько лет) при интенсивном употреблении горелки;

Схема подключения нагревателей.

Медные теплообменники имеют довольно большой срок службы и коэффициент теплопередачи. Но и у них есть недостаток – медь не выдерживает перегрева и это приводит к распайке сварных швов и прогару корпуса аппарата. Для устранения опасности в водонагревателе устанавливают датчики температуры и давления жидкости, которые при самой малой возможности перегрева отключают горелку.

регулятор мощности имеет два режима: ручной и автоматический. В первом случае горелка настраивается так, чтобы на выходе водонагревателя вода имела какую-нибудь определенную температуру. Но при изменении напора входящей в прибор жидкости сохранить выбранное значение нагрева не удастся. Придется вновь настраивать режим открытием и закрыванием кранов, что приводит к охлаждению нагретой воды;

Устройство накопительного водонагревателя.

При автоматическом регулировании применяют модуляционную горелку. Это обеспечивает ступенчатую или плавную регулировку мощности. Водонагреватель сам следит за температурой и расходом воды на выходе, и это дает возможность получать нужный тепловой режим независимо от напора жидкости.

газовый редуктор дает возможность стабилизации давления газа и устраняет опасность отключения горелки;
многие современные водонагреватели могут работать при малом напоре воды. Для этого существует режим «минимальный поток», который не дает горелке отключиться при уменьшении давления в сети водопровода;
датчики безопасности, применяемые в газовых водонагревателях, бывают следующих типов:

Горения (термопара) – служит для отключения газа при нестабильности пламени.
Перегрева – отключает прибор при резком повышении температуры теплообменника.
Потока – выключает колонку при прекращении прохода потока воды через входной вентиль.
Тяги – аппарат отключается при проблемах с работой дымохода.
Сброса – этот клапан служит для слива воды при резком повышении давления и защищает теплообменник от повреждений.

Включение и выключение колонки можно осуществить вручную или в автоматическом режиме. Первое осуществляется с помощью кнопки, которая включает пьезоэлемент, высекающий искру и зажигающий запальник. Входной вентиль должен быть открыт, когда вода проходит через теплообменник. Тогда зажигается горелка. При выключении запальник продолжает гореть и выключить его можно, только нажав на кнопку. Автоматическое включение происходит при открытии крана – включается подача газа и его зажигание. Такой режим работает при наличии батареек или от сети.

Электрический бытовой проточный водонагреватель

Подключение водонагревателя через тройник.

Большинство таких аппаратов делится на два типа:

отморы – имеют простейшее устройство и не содержат элементов регулировки;
проточные водонагреватели с системами безопасности.

Первый тип аппаратов – это пластмассовый цилиндр с входным и выходным отверстиями. Внутри него проходит металлическая трубка, на которой установлена деревянная катушка с нихромовой спиралью. Вода, пройдя через входное отверстие, доходит до уровня торца трубки и уже нагретая стекает по ней в выходное отверстие. Такая система проста, но при нарушении заземления может ударить током потребителя. Еще один ее недостаток – нагреватель может обеспечить горячей водой только один смеситель. Температура нагрева потока жидкости нестабильна.

Более надежен и удобен в использовании водонагреватель второго типа, который работает как в безнапорном режиме, так и при мощном потоке жидкости, обеспечивая горячей водой нескольких потребителей.

Схема бойлера.

Работу и устройство одного из таких аппаратов следует рассмотреть подробнее. Напором воды включается реле давления и приводит в действие находящиеся в медной колбе нагреватели. Прогрев жидкости происходит за несколько секунд и стабилизируется на уровне, заданном терморегулятором потока. При перегреве происходит автоматическое отключение питания термическим прерывателем. Стабилизатор давления обеспечивает бесперебойную работу нагревателя при непостоянстве потока воды. Такой прибор состоит из следующих частей:

Входной патрубок для воды – он может регулироваться для случаев различного подвода жидкости к нагревателю из водопровода.
Клапан электромагнитного типа – с его помощью включение и выключение системы производится простым нажатием кнопки (ручки переключателя) на лицевой стороне водонагревателя.
Регулятор потока служит для плавного управления уровнем потока и его температуры.
Световые индикаторы режима работы.
Кнопка включения (выключения).
Датчик давления – при прекращении подачи воды или слабом давлении автоматически выключает нагреватели.
Термоциклический прерыватель – при превышении порога температуры в 60-70°С производит выключение тэнов до тех пор, пока не будет установлен безопасный порог нагрева.
Медная колба – в ней расположены нагреватели и производится непосредственный нагрев воды.
Выходной патрубок.
Мембрана защищает аппарат от избыточного давления в системе подвода воды. При его значительном повышении мембрана прорывается и жидкость сбрасывается через дренажный шланг, защищая нагреватель от повреждения.
Регулятор мощности.
Тэны.
Стабилизатор температуры защищает от скачков температуры, вызванных перепадами давления в системе.

Таблица расчета накопительного водонагревателя.

В других подобных моделях приборов применяют для управления ручные пульты и микропроцессоры.

Замена старого проточного водонагревателя на новый прибор

Этот процесс начинают со снятия вышедшего из строя аппарата. Если новый прибор имеет отверстия для крепления, совпадающие с уже имеющимися на стене, его просто укрепляют на место старого нагревателя. Если нет, придется сверлить новые отверстия. Затем к входному патрубку присоединяют металлический шланг, идущий от системы водоснабжения. К выходу нагревателя таким же образом присоединяют «горячий» кран смесителя. Кабель электропроводки отводят подальше от воды и соединяют через автомат с сетью. Затем производят проверку работы водонагревателя.