Що важливо знати про бойлери: те, що для багатьох було таємницею

Вступ

Бойлер – це не просто накопичувальний резервуар для нагрівання води. Він є результатом віків розвитку та інновацій. В основі роботи бойлера лежать принципи, закладені ще давньогрецьким інженером Героном Олександрії. Сучасні бойлери, що використовуються в побуті та промисловості, відрізняються своєю функціональністю та ефективністю.

Види бойлерів та їх робота

Бойлери поділяються на дві основні категорії: проточні та накопичувальні. У проточних бойлерах вода нагрівається безпосередньо під час проходження через пристрій, що забезпечує негайний доступ до гарячої води. Накопичувальні бойлери, як випливає з назви, накопичують і підтримують нагріту воду в резервуарі для подальшого використання.

• Проточні бойлери ідеально підходять для місць, де потрібний постійний доступ до гарячої води. Вони ефективні, але потребують значної потужності для миттєвого нагрівання води.
• Накопичувальні бойлери забезпечують більший обсяг гарячої води, яка доступна відразу. Вони вимагають часу нагріву води, але дозволяють використовувати її протягом тривалого часу без додаткового нагріву.

Ключові функції бойлера:

1. Швидке та якісне нагрівання води: Завдяки сучасним технологіям, бойлери здатні швидко нагрівати воду до потрібної температури.
2. Контроль температури: Сучасні бойлери мають термостати для точного контролю температури води.
3. Опалення приміщень: Бойлери непрямого нагріву та комбіновані моделі можуть використовувати тепло із системи опалення та нагрівати воду за допомогою внутрішнього теплообмінника (змійовика).
4. Економічність: Сучасні бойлери розроблені так, щоб мінімізувати втрати тепла та знизити витрати на енергію.
5. Рівномірне нагрівання води: Технології нагрівання забезпечують рівномірний розподіл тепла по всьому об'єму води.
6. Мінімізація тепловтрат: Спеціальна ізоляція та конструкція бойлерів спрямовані на скорочення втрат тепла.
7. Нагрів великих обсягів води: Накопичувальні бойлери здатні нагрівати і зберігати великий обсяг води, що ідеально для великих домогосподарств або підприємств.

Конструкція та робота бойлера

Бойлер - це складний пристрій, який виконує важливу функцію у побуті та промисловості. Його конструкція та принцип роботи однакові для всіх типів та різновидів, але відрізняються дизайном, розмірами та формою, що визначає їх застосування.
Бойлер є ємністю з термоізоляцією і трубчастим електричним нагрівачем (ТЕНом). Вода в баку нагрівається до заданої температури та використовується за призначенням. Вбудований термостат коригує та підтримує потрібний рівень температури, максимальна межа якої коливається від +60 до +80°C.

Багато моделей бойлерів працюють під тиском. Це означає, що вода подається і витікає з крана під тим самим тиском. У разі відключення холодної води доступ до гарячої води стає неможливим через постійний тиск у системі, що збільшується при нагріванні.

Ключові компоненти бойлера:

1. Бак: Основа накопичувального пристрою, зазвичай, виготовляється зі сталі з емалевим або склокерамічним покриттям для захисту від корозії. Місткість баків варіюється від 10 до 1000 літрів.
2. ТЕН: Елемент, що призначений для нагрівання води. Буває відкритий ("мокрий") або закритий ("сухий"). У газових бойлерах аналогічну функцію виконує пальник.
3. Терморегулятор: Пристрій для підтримки заданої температури буває механічним або електронним. Часто має систему захисного відключення за відсутності рідини в баку.
4. Термометр: Необхідний для контролю температури води також буває механічним або електронним.
5. Панель керування: Пристрій для встановлення необхідної температури може бути прихованим або відкритим.

Додаткові елементи безпеки:

• Захисний анод (магнієвий стрижень): призначений для зниження іонного обміну між металевими компонентами всередині бойлера. Анод поступово руйнується при контакті з водою та потребує періодичної заміни.
• Клапан безпеки: Запобігає неконтрольованому виходу гарячої води в систему холодного водопостачання та захищає від перегорання ТЕНу.

Нагрівальні елементи

Нагрівальні елементи - ключові компоненти бойлерів, що поділяються на два типи: мокрі та сухі. Відмінність полягає у контакті з водою.
Мокрий ТЕН працює за принципом трубок у чайниках. Вони порожнисті, всередині знаходиться спіраль, що нагрівається. Порожнеча заповнена речовиною з високою теплопровідністю, зазвичай це пісок чи оксид магнію.

Сухі ТЕни мають керамічну оболонку. Вони більш безпечні та надійні, оскільки:

1. Запобігають утворенню накипу
2. Виключають ризик короткого замикання
3. Усувають небезпеку випадкового розливу рідини

Сухі ТЕНи відрізняються тривалим терміном служби. Вони також відрізняються способом кріплення: фланцевим та гайковим. Для виробництва нагрівальних елементів найчастіше використовуються мідь чи сталь.

Пристрої захисного відключення (ПЗВ) у бойлерах

Пристрій захисного відключення (ПЗВ) у бойлерах відіграє критично важливу роль у забезпеченні безпеки. ПЗВ порівнює індукційні струми, що проходять проводами, і є елементом електричного захисту. При найменшому відхиленні параметрів мережі ПЗВ миттєво спрацьовує, відключаючи живлення у конкретній зоні. Це знижує ризик травм та пошкодження бойлера.
Критерії вибору ПЗВ

При виборі ПЗВ необхідно враховувати кілька параметрів:

1. Потужність нагрівального елемента бойлера
2. Силу струму електромережі
3. Відстань від бойлера до водопостачання

ПЗВ безпосередньо захищає користувача від ураження електричним струмом.

Редуктори тиску для бойлерів

Редуктор тиску для бойлера – це пристрій, що підключається до водопроводу, який знижує тиск води до рівня, заданого користувачами. Це особливо важливо, враховуючи норми БНіП щодо тиску в розширювальних баках бойлерів.
Для холодної води допустимі значення тиску 4,5-6,8 бар, з можливими стрибками до 12 бар. Більшість накопичувальних бойлерів стандартний тиск становить 6 бар. Підвищений тиск може призвести до зношування та поломки трубопроводу, запірної арматури, змішувачів та самих нагрівачів.

Функції редуктора тиску:

1. Захист елементів мережі від зношування
2. Запобігання відмови у гарантійному ремонті через підвищений тиск
3. Збільшення терміну служби обладнання та системи

Для бойлерів, встановлених у квартирах старого житлового фонду, де тиск рідко перевищує 4 бар, редуктор може бути необов'язковим. Однак у багатоквартирних будинках, особливо на нижніх поверхах, наявність редуктора тиску є необхідністю для запобігання пошкодженням та збільшення довговічності системи.

Детальні принципи роботи накопичувальних та проточних бойлерів

• Накопичувальні бойлери працюють на принципі поділу шарів води за температурою. Верхній шар води, що нагрівається, піднімається вгору і надходить у систему через трубку відведення гарячої води. Нагрівальний елемент, розташований в нижній частині бойлера, нагріває холодну воду, що надходить. Ця конструкція запобігає змішуванню шарів та забезпечує ефективне нагрівання.

Термостат контролює температуру води у бойлері. Нагрівання здійснюється за допомогою одного або кількох ТЕНів. Коли досягається задана температура, ланцюг термостата розмикається підтримуючи температуру за рахунок теплоізоляції. Це дозволяє мінімізувати споживання енергії.
Час, необхідний для нагрівання води в бойлері, залежить від його об'єму, потужності та заданої температури. Наприклад, для нагрівання води до 85°C може знадобитися близько 2 годин. Важливо врахувати, що підтримання температури води нижче 60°C може призвести до розмноження бактерій.

• Проточні бойлери нагрівають воду безпосередньо під час її проходження через пристрій. Це забезпечує безперервну подачу гарячої води. Однак при високій витраті води температура на виході може знижуватися, тому важливо правильно підібрати потужність бойлера.

Під час нагрівання у проточних бойлерах утворюються бульбашки пари, внаслідок чого повітря накопичується над рівнем води. Це може призвести до того, що при відкритті крана спочатку вийде повітря, а потім вода. У системах з низьким тиском у холодному трубопроводі це не призводить до виштовхування води з бойлера.
Розуміння принципу роботи як накопичувальних, так і проточних бойлерів допомагає у виборі відповідного пристрою та забезпечення його ефективної експлуатації. Важливо враховувати обсяг, потужність та особливості конструкції при виборі бойлера для дому чи комерційного використання.

Вибір економічного бойлера

При виборі бойлера важливо враховувати його економічну ефективність. Більш раціональним варіантом вважаються пристрої з капілярним або електронним термостатом. Такі водонагрівачі споживають лише 1-2.5 кВт електроенергії.

При виборі бойлера слід враховувати:

• Розмір пристрою
• Кількість споживаної води щодня
• Призначення нагрівача
• Бюджет

Для економії енергії важливо правильно розрахувати обсяг споживаної води та вибрати відповідний бойлер. Автоматичні пристрої в бойлерах відключають та включають нагрівання у встановлених межах, що забезпечує економію. Установка бойлера якомога ближче до точки споживання (крану з гарячою водою) також сприяє економії, зменшуючи втрати тепла в трубах.
Для сім'ї з 2-х осіб достатньо бойлера на 50 літрів у режимі прийому душу. Налаштування регулятора на верхню межу 70°C і нижню 50°C дозволяє бойлеру вмикатися кожні кілька годин на 10-15 хвилин. Таким чином, споживання енергії становить 1-2 кВт за 24 години, або 40-60 кВт на місяць.

Увімкнення та вимкнення бойлера

Бойлери обладнані термостатами та автоматично відключаються при відключенні електромережі. Періодичне вимкнення бойлера може призвести до збільшення споживання електроенергії, оскільки для повторного нагрівання води потрібно більше ресурсів. Постійно увімкнений бойлер підтримує температуру, працюючи за принципом термоса.

Бойлер працює за циклічною схемою: коли температура води досягає заданого значення, пристрій вимикається. Після закінчення часу температура води падає, і бойлер знову вмикається.

Висновок - вимикати бойлер рекомендується лише за тривалої відсутності будинку. Постійне відключення від мережі може зменшити термін служби пристрою. Безперервна робота бойлера забезпечує його довговічність та економічність. Правильний вибір та налаштування бойлера допомагають суттєво заощадити на споживанні енергії.