Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Устройство и принцип работы водонагревателя

Накопительный водонагреватель

Устройство накопительного водонагревателя довольно простое. Главным элементом прибора является емкость для воды, изготовленная из нержавеющей стали или алюминия. Если бак изготовлен из простой стали, то его внутренняя поверхность бака покрывается специальными материалами, улучшающими его эксплуатационные характеристики коррозионную стойкость. В накопительном баке устанавливается нагревательный модуль, состоящий из одного или нескольких ТЭНов. ТЭНы могут быть «мокрыми» или «сухими». В первом случае нагревательный элемент контактирует непосредственно с водой, а во втором он помещается в трубку, которая и нагревает воду.

Вся эта конструкция помещается во внешний кожух и изолируется от него специальным термоизоляционным материалом. В баке устанавливается термостат и другие необходимые датчики, подключенные к системе автоматики и информационным модулям. На внешней оболочке прибора монтируется система управления, механическая или электронная. Ниже представлена классическая схема накопительного водонагревателя в разрезе с минимально-необходимым набором элементов.

Как работает накопительный водонагреватель? Все довольно просто! Принцип действия бойлера построен на свойствах воды с разной температурой. Как мы знаем из школьного курса физики теплая жидкость стремится вверх, а холодная вниз. Именно на этом физическом явлении и построена работа всех накопительных водонагревателей. Снизу прибора подается холодная вода и нагревается ТЭНом. Поднимаясь она удаляется из бака через высокий патрубок забора горячей воды. Сам процесс простой, но для надежного функционирования всей системы требуется установка дополнительных элементов и систем как внутри бака, так и на защитном кожухе.

Внутри накопительной емкости устанавливается магниевый анод, который необходим для уменьшения количества свободных ионов в воде. Этот элемент позволяет заметно уменьшить коррозию внутренних частей бойлера. А также в баке устанавливается термостат, позволяющий регулировать температуру воды и отключать ТЭНы при достижении необходимого температурного режима. Весь процесс нагрева и отбора горячей воды в бойлере представлен на следующем рисунке.

В большинстве электрических накопительных водонагревателей устанавливаются датчики температуры, с выводом показаний на электронный дисплей или механический термометр. Подача холодной воды осуществляется через кран с обратным предохранительным клапаном. Управление режимами работы бойлера осуществляется как электронными модулями, так и механическими регуляторами в более простых моделях. К достоинствам накопительных электрических водонагревателей можно отнести возможность нагрева больших масс воды и низкое энергопотребление, а к недостаткам высокую стоимость.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

Насыщенный пар (либо горячая вода с начальной температурой 95°C) под давлением до 0,5 МПа ( 5 кгс/см2) подводиться к верхнему фланцу змеевика и через верхний коллектор по трубам поступает в нижнюю часть коллектора с последующим выходом пара с меньшей температурой через нижний фланец. Поверхность труб змеевика, нагреваясь проходящим насыщенным паром, передает тепло окружающей его воде. Холодная вода поступает через нижний патрубок водоподогревателя, нагревается до температуры +75С с последующем отбором ее через верхний патрубок. Давление воды в водоподогревателе при этом достигает 0,5 МПа ( 5 кгс/см2). Нагрузка предохранительного клапана должна быть рассчитана так, чтобы давление в водоподогревателе не могло повышаться более, чем на 0,02 МПа (0,2 кгс/см2) . В случае повышения давления происходит срабатывание предохранительного клапана и избыточный пар выбрасывается в специальную емкость.

Бак

Еще одной из отличительных особенностей накопительных водонагревателей является бак. Он может быть изготовлен из 3-х основных видов материала:

нержавеющая сталь

металл, покрытый эмалью или стеклоэмалью

пластик

Основное преимущество пластиковых баков – никакого химического взаимодействия с водой. А значит не должно происходить окисления и разъедания стенок.

Главный недостаток – хрупкость. В большинстве случаев такой бойлер не подходит для навешивания на стену. Его лучше устанавливать в какую-либо нишу.

Если бак будет из высококачественной нержавеющей стали, с большим содержанием хрома (более 30%), и при этом толщина стенок будет такой же, как и у бака с эмалью, стоимость его будет запредельной.

К тому же имейте в виду, что у эмали и стали разные характеристики расширения при высоких температурах. Вследствие чего, эмаль может отслаиваться в самых уязвимых местах уже через пару лет эксплуатации.

Некоторые производители используют высокоуглеродную сталь холодной прокатки и покрывают ее эмалью. Холодная прокатка, в отличие от горячей, имеет два больших преимущества:

она позволяет создавать листы металла необходимой толщины с точность до нескольких микрон

такая продукция будет более высокого качества по всем показателям: точность размеров, отделка поверхности, физико-механические свойства

При технологии влажной эмалировки покрывается вся внутренняя поверхность бака. Сырьем для эмали является фритта – молотое стекло с добавлением кварца.

Бак обливается суспензией. Затем высушивается и запекается в печи при температуре 850 градусов. 

Таким образом стекло спекается на поверхности металла, образуя цельный слой, устойчивый к коррозии.

Средняя толщина эмали должна быть не менее 500 микрон.

Вы здесь

Назначение водонагревателей, их классификация

Электротермическое оборудование (ЭТО) — это комплекс технологического оборудования и устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии в тепловую и ее использования в технологических процессах производства и переработки сельскохозяйственной продукции, отопления производственных и жилых помещений, в процессах ремонта и восстановления техники и т.д. Способы электронагрева подразделяют на прямые и косвенные. При прямом электронагреве теплота выделяется в нагрузке, включенной в электрическую цепь, при косвенном — в специальном преобразователе — электрическом нагревателе и передается нагрузке теплообменом. Смешанный электронагрев сочетает два и более вида электронагрева. Основную массу ЭТО составляют установки сопротивления, предназначенные для нагрева воды, воздуха, а также установки инфракрасного нагрева. Элементные непроточные и проточные водонагреватели, оснащенные трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), применяют при невысоких расходах горячей воды. Они имеют небольшую мощность, просты по устройству, достаточно электробезопасны, поэтому могут обслуживаться неквалифицированным персоналом. Непроточные (емкостные, или аккумуляционные) водонагреватели используют в открытых системах водоразбора при неравномерном графике потребления горячей воды. Проточные (быстродействующие) элементные водонагреватели применяют в системах поения животных, приготовления кормов, для обогрева небольших помещений и др. Электродные водонагреватели имеют сравнительно большую мощность и предназначены для работы в замкнутых системах, так как при открытом водоразборе электроды быстро выходят из строя. Электродные водогрейные котлы могут быть низко- и высоковольтными (на 6 и 10 кВ), имеют большую мощность (до 10 МВт) и позволяют получать большое количество горячей воды высоких параметров. Паровые электродные котлы используют для получения пара — более универсального и транспортабельного энергоносителя, обладающего высокой энтальпией. Электродные водонагреватели и котлы представляют более высокую по сравнению с элементными степень электроопасности. Элементные водонагреватели предназначены для нагрева воды в системах локального горячего водоснабжения различных сельскохозяйственных объектов, предприятий бытового и коммунального назначения. Водонагреватели классифицируют: по технологическому назначению — водонагреватели, пароводонагреватели, автопоилки; по характеру работы — аккумуляционные и проточные. Аккумуляционные водонагреватели применяют в системах отопления и подогрева воды в технологических процессах, для удовлетворения санитарных и бытовых нужд. Проточные водонагреватели используют в системах аккумуляции горячей воды в теплоизолированных емкостях, в качестве резервных при недостаточной подаче горячей воды от основных источников, для отопления. Элементные водонагреватели относят к установкам косвенного электронагрева сопротивлением. Электрическая энергия преобразуется в теплоту в нагревательном элементе и от него передается конвекцией и теплопроводностью к воде.

Меню — ДИПЛОМКА

  • Главная страница
  • Карта сайта
  • Чертежи Карты Дипломки
  • Материалы для дипломных
  • Дипломные от пользователей
  • Форум DIPLOMKA.NET
  • Полезные ссылки
  • Объявления — дипломнику
  • Новости сайта
  • Список литературы
  • Фото для дипломных
  • Оставить отзыв
  • Обратная связь

Материалы для дипломных работ

  • Методические указания
  • Введение
  • Техническое описание оборудования связи
  • Монтаж оборудования связи
  • ТО оборудования связи
  • Ремонт оборудования связи
  • Техническое описание электрооборудования
  • Монтаж электрооборудования
  • Эксплуатация электрооборудования
  • Техническое обслуживание
  • Ремонт электрооборудования
  • Техника безопасности

Основные типы водонагревателей

Всего есть три вида бойлеров:

Проточная. Вода начинает нагреваться в момент прохождения через трубку с теплонагревательным элементом. Данный вид нужен случае, когда горячая вода требуется не очень часто и в небольшом объеме. Иначе, он будет потреблять большое количество электричества.

Накопительные. По своему строению, нагреватели чем то напоминают термос. Это значит, что вода остается горячей долгий промежуток времени после ее нагрева. Это говорит о небольшой энергозатратности бойлера.

Комбинированные. Нагревательный элемент данного бойлера работает как в высоких, так и в низких мощностях. За счет того, что аппарат может работать как накопительный, так и проточный, человек может пользоваться горячей водой, даже если аппарат буде пуст. Есть еще одно отличие у данного вида бойлера – большая вместительность – до двухсот литров оды.

Наиболее популярной моделью Бойлера является водонагреватели накопительного типа 80 литров. Они различаются по различным характеристикам:

  • форме,
  • мощности ит.д.

Основная часть аппаратов могут реагировать на понижение температуры воды, и в автоматическом режиме и  включают нагревательный элемент.

Что касается последних, то они дольше могут сохранят воду в горячем состоянии по причине сферической формы. Н они очень громоздкие для наших квартир.

Плоские же нагреватели в данном плане намного выгоднее, поскольку имеют не очень большие габариты и просто устанавливаются в любом  месте дома.

Плоские электронагреватели 80 литров вы можете установить вертикально либо горизонтально. Это будет зависеть от наличия свободного места. В основном, бойлеры устанавливаются вертикальном положении.

Водонагреватель накопительный 80 литров вертикальный плоский: строение

Если вам интересно, что представляет собой накопительный водонагреватель электрический 80 литров плоский, то информацию о нем вы найдете далее.

Любой из водонагревательных аппаратов состоит из металлической емкости, которая устанавливается на стену с помощью специальных крепежей, либо монтируется на пол. Корпус водонагревателя сделан из прочной стали, покрытой эмалью особенного типа. Это необходимо для того, чтобы корпус аппарата мог оставаться всегда холодным . А об его поверхность нельзя было обжечься. Кроме этого, применение стали в качестве основного материла для изготовления корпуса – гарантия долговечности аппарата.

Под корпусом нагревателя располагается теплоизоляция. В основном, в горизонтальном плоском накопительном нагревателе 80л для данных целей применяется пенополиуретан. По его слоями располагается титановый бак. В нем и происходит нагревание воды. В бак вода попадает из главной системы водоснабжения по шлангу, идущему в комплекте с нагревателем.

Нагрев воды в вертикальном либо горизонталям водонагревателе накопительного типа 80литров производится  с помощью нагревательного элемента , имеющего змеевидную форму. В некоторых типах нагревателей имеется не один нагревательный элемент, а сразу два. В основном, данную особенность можно встретить в нагревателях с большим объемом. Около нагревателя располагается магнитный анод, предохраняющий сам нагреватель от различных типов механического повреждения. Кроме этого, он предотвращает появление накипи.

Существует еще один главный элемент у водонагревателя – термостат.  Данный элемент способен регулировать температуру нагрева воды, и не допускает перегрева, может поддерживать заданный режим температуры . также способен выполнять и другие функции, которые связаны с преобразованием холодай воды в горячую.

Принцип работы водонагревателя

Любой горизонтальный или вертикальный водонагревательный приор накопительного типа 80л функционирует следующим образом:

Из системы домашнего водоснабжения по специальной трубе вода поступает в титановый бак.

  1. Система автоматически выключается , начинает подниматься температура змеевика ,после этого начинает нагреваться вода.
  2. После того, как вода достигнет нужной температуры, термостат отключает нагревательный прибор . данная процедура позволяет экономить электричество и избежать перегрева всей системы.
  3. Горячая вода, по специальной выводной трубке поступает в ваше личное распоряжение. Или проще говоря, в душ, кран ,либо отопительную систему.
  4. Разные модели водонагревательных бойлеров могут иметь отличия. такие параметры , как время нагрева воды до наибольших температур, скорость набора воды в бак. Но все же, основной принцип действия остается таким же.

Выбор накопительного водонагревателя. На какие параметры следует обратить внимание?

Мощность. Здесь все просто — чем больше мощность нагревателя, тем он быстрее нагревает воду;

Емкость резервуара. Это самый сложный параметр при выборе, и при том ключевой для таких устройств. Как мы уже говорили выше, подобрать бойлер нужной емкости нужно исходя из среднего потребления воды в вашем доме. А самыми главными потребителями воды являются ванна и душ. Если вы собираетесь купить водонагреватель только для кухни — будет достаточно небольшой емкости (от 5 до 10 литров). Если вы планируете приобрести отдельный водонагреватель для ванной комнаты — его емкость должна быть не менее 100 литров. Выбирая водонагреватель для обогрева воды во всем доме, нужно рассматривать большие модели (емкостью 200-500 и более литров);

Максимальная температура и диапазон регулировки. Как правило водонагреватели нагревают воду максимум до 70-80 °C. Однако для бытовых нужд достаточно температуры 50 °C. Учтите: чем выше температура воды в резервуаре, тем быстрее она теряет тепло, и тем больше расходуется энергии. Поэтому лучше не ставить слишком высокую температуру, либо купить модель с ее автоматической регуляцией и поддержанием;

Размеры и вес. Водонагреватели, как правило — одни из самых габаритных устройств в доме. Но почему они такие большие, если в них помещается столь небольшое количество воды? Все дело в конструкции бака, а точнее большом слое теплоизоляции. Размеры бойлера обычно не имеют значения если вы собираетесь установить его на пол. Однако, выбирая подвесные водонагреватели приходится учитывать их габариты и вес. Учтите, что маленькие бойлеры установить проще, но с точки зрения физики они теряют тепло быстрее крупных моделей. Безусловно, не везде можно повесить нагреватель емкостью на 100 или 200 литров. Плюс придется делать очень прочные крепления, учитывая их тяжелый вес. Поэтому здесь принимать решение только вам;

Качество и производители. Покупка емкостного водонагревателя — долгосрочная инвестиция. Такие устройства могут работать по 10-15 и более лет, если вы приобрели качественное оборудование. Но как определить качество бойлера? В него же не заглянешь внутрь? Лучше не рисковать и купить водонагреватель от известных брендов, специализирующихся на такой технике

Во-первых, в них стоят более качественные ТЭНы, во-вторых лучше материалы резервуара, в-третьих такие нагреватели более тщательно теплоизолированы, что немаловажно, поскольку чем больше тепла уходит из бака, тем больше вы потратите денег на его работу. Вот почему среди такого оборудования большинство домовладельцев предпочитают покупать одни и те же бренды: Valliant, Ariston, Viessmann, Stiebel, Thermex, Timberk, Gorenje, Bosch и Junkers.

Купить накопительный водонагреватель

Установка водоподогревателей емкостных вместимостью

Подогреватель СТД-3068 – кожухотрубчатый теплообменник горизонтального типа, включающий в себя сварной цилиндрический корпус, изготавливаемый из листовой стали, эллиптическое переднее и заднее днища, а также змеевик. Водоподогреватель СТД 3068 также может быть дополнительно снабжен на входе термометром и манометром, предохранительным клапаном, спускным патрубком с запорным вентилем, предназначенным для спуска воды.

Водоподогреватели паровые емкостные горизонтальные типа СТД (ВПЕГ) служат для нагрева воды (насыщенным паром либо горячей водой) от +5С° до +75С° в системах ГВС, с цикличным разбором воды для хозяйственных и технологических целей.

Принцип работы водоподогревателя СТД-3068 заключается в нагреве воды теплоносителем – насыщенным паром (или горячей водой с начальной t = 95°C) который поступает в змеевик, до температуры +75 С. Поверхность труб змеевика, нагревается за счёт проходящего насыщенного пара и передает тепло окружающей его среде. Холодная вода подаётся в нижнюю часть корпуса водоподогревателя через нижний патрубок, нагревается до нужной температуры +75С°с последующим отбором её через верхний патрубок. При этом давление воды в подогревателе СТД-3068 достигает 0,5 МПа ( 5 кгс/см2)

Важно рассчитать нагрузку предохранительного клапана так, чтобы давление в подогревателе не могло повышаться более, чем на 0,02 МПа (0,2 кгс/см2). При несоблюдении данных норм, скапливается излишний пар, вследствие чего срабатывает предохранительный клапан и избыточный пар выбрасывается в предусмотренную ёмкость

Каждый подогреватель СТД-3068 перед его установкой подвергается гидравлическому испытанию. Испытание проходит отдельно как для корпуса так и для змеевика. Перед запуском водоподогревателя СТД кожух предохранительного клапана должен быть опломбирован.

Характеристики

Характеристика Значение
Объём водоподогревателя общий, л 1180
Объём водоподогревателя рабочий, л 1000
Рабочая ёмкость подогревателя, объём воды, находящийся выше змеевика, м 3 1,0
Площадь поверхности нагрева змеевика, м 2 1,3
Объём змеевика, л 12,5
Давление насыщенного пара, МПа, до 0,5
Рабочее давление нагреваемой воды, МПа, до 0,5
Температура воды на входе, С° 5
Температура воды на выходе, С° 75
Температура среды в трубной части (змеевике), С° 159
Время нагрева воды от +5С° до +75С° при давлении пара Р = 0,5 МПа 1 час
Время нагрева воды от +5С° до +75С° при давлении пара Р = 0,2 МПа 1 час 16 мин
Время нагрева воды от +5С° до +75С° при давлении пара Р = 0,07 МПа 1 час 35 мин
Время нагрева воды от +5С° до +75С° при давлении пара Р = 0,02 МПа 1 час 50 мин
Рабочая среда корпуса подогревателя вода
Рабочая среда в трубной части подогревателя насыщенный пар / горячая вода
Длина, мм 2270
Ширина, мм 912
Высота, мм 1300
Масса, кг 401
Число труб в змеевике, шт 3

Документация

Техническое обслуживание водоподогревателей СТД

Общий чертеж на водоподогреватели СТД

Требования к месту установки и правила транспортирования

Эксплуатационные требования водоподогревателей СТД

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

В процессе работы водоподогревателя необходимо:

а) периодически наблюдать по термометру за температурой воды в водоподогревателе; б) следить за наполнением системы водой по показаниям манометра на водоподогревателе. При повышении температуры воды в системе выше допустимой или повышении давления в водоподогревателе выше нормального и несрабатывании предохранительного клапана следует прекратить подачу теплоносителя и выяснить причину; в) проверять действие предохранительного клапана не реже одного раза в неделю. (Для рычажного клапана запрещается заклинивать рычаг клапана, подвешивать добавочный груз и перемещать имеющийся груз по рычагу)

В целях проверки надёжного состояния водоподогревателя и пригодности к дальнейшей эксплуатации необходимо проводить периодические осмотры и гидравлические испытания водоподогревателя.

Результаты осмотров и гидравлических испытаний водоподогревателя с указанием о допустимости дальнейшей эксплуатации и сроки следующих осмотров и испытаний заносятся в паспорт. Туда же заносятся сведения о каждом произведённом ремонте водоподогревателя.

При осмотре и гидравлическом испытании водоподогревателя следует руководствоваться следующим:

а) осмотр с внутренней и внешней сторон водоподогревателя производится после монтажа и перестановки на новое место, после ремонта с применением сварки, замены труб или иных частей, а также для действующего водоподогвателя после каждой чистки и ремонта (но не реже одного раза в год); б) гидравлическое испытание с осмотром каждого водоподогревателя производится пробным давлением после монтажа; после перестановки на новые места и ремонта с применением сварки, замены труб и иных частей и для действующего водоподогревателя через каждый год. При пробном гидравлическом испытании обязательно освобождение поверхности от изоляции; в) при осмотре и гидравлическом испытании действующего водоподогревателя можно не снимать изоляцию или производить это частично, если разборка изоляции не вызывается необходимостью установить состояние поверхности под изоляцией.

Для внутреннего осмотра поверхности и гидравлического испытания водоподогреватель должен быть охлаждён и тщательно очищен от накипи и грязи. Если водоподогреватель соединен с другими работающими водоподогревателями общими трубопроводами, то он должен быть отсоединен от трубопроводов заглушками между фланцами.

При осмотре необходимо выяснить, главным образом, состояние стенок, сварных соединений водоподогревателя как внутри, так и снаружи в местах, доступных осмотру.

Перед гидравлическим испытанием водоподогревателя вся арматура должна быть тщательно очищена от грязи, накипи и посторонних примесей. Краны и клапаны протёрты, предохранительный клапан заклинен.

Пробное гидравлическое испытание водоподогревателя производится отдельно для корпуса и змеевика.

Гидравлическое испытание должно производиться при медленном повышении давления и определяется по выверенному контрольному манометру. Пробное давление держится в течении 10 мин., после чего оно постепенно понижается до величины максимального рабочего давления, которое поддерживается в течении всего времени, необходимого для подробного осмотра. Водоподогреватель испытывается гидравлическим давлением вместе с находящейся на нем арматурой.

Водоподогреватель СТД признается выдерживающим испытание, если:

а) не оказывается признаков разрыва; б) не замечается течи воды, а выход воды из кранов и другой арматуры в виде мелкой пыли или мелких капель, не препятствующих поддерживанию пробного давления во время испытания на надлежащей высоте, течью не считается; в) не замечается видимых деформаций частей водоподогревателя, оставшихся после окончания испытания. При появлении капель или потений в сварных швах водоподогреватель считается не выдерживающим испытание. Если при осмотре и испытании водоподогревателя выясняются недостатки, то после их устранения водоподогреватель должен быть подвергнут осмотру и повторному испытанию.

Если при осмотре и испытании окажется, что водоподогреватель находится в состоянии, угрожающем непосредственной опасностью , то работа его должна быть немедленно прекращена. Об этом делается подробная запись в паспорте водоподогревателя с указанием причины остановки. Если водоподогреватель будет отремонтирован , то до пуска в работу он должен быть вновь осмотрен и подвергнут гидравлическому испытанию пробным давлением.

Цены на поставляемую продукцию смотрите здесь

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации