Электрические бойлеры для нагрева воды: схема подключения и устройство

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 2
При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.

Рис. 3
Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1

Рис. 4
Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц.
Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)

Рис. 5
Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП.
Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере.

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм.
Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие температуры объекта.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Продолжаем знакомиться с трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН). В первой части мы рассмотрели , а в этой части рассмотрим включение нагревателей в трехфазную сеть.

Выбор ТЭНа

Выбирая ТЭН, необходимо уделить внимание некоторым деталям. Только в этом случае можно рассчитывать на удачную покупку, качественный нагрев, продолжительность срока службы и совместимость выбранной модели с баком для нагрева воды , бойлером или батареей отопления

Форма и размер

На выбор покупателей представлены десятки моделей ТЭНов. Они имеют различную форму – прямые, круглые, в виде «восьмерки» или «ушей», двойные, тройные и многие другие. При покупке следует ориентироваться на применение нагревателя. Для встраивания в секции батарей отопления применяются узкие и прямые модели, так как места внутри достаточно мало

При сборке накопительного водонагревателя следует обратить внимание на объем и форму бака, и на основании этого выбирать подходящий ТЭН. В принципе, сюда подойдет практически любая модель. Если нужно заменить ТЭН в уже действующем водонагревателе, необходимо приобрести идентичную модель – только в этом случае можно рассчитывать на то, что она поместится в сам бак

Если нужно заменить ТЭН в уже действующем водонагревателе, необходимо приобрести идентичную модель – только в этом случае можно рассчитывать на то, что она поместится в сам бак.

Мощность

От мощности зависит если не все, то многое. Например, это может быть скорость нагрева. Если вы собираете водонагреватель небольшого объема, то рекомендуемая мощность составит 1,5 кВт. Такой же ТЭН сможет подогреть и несоизмеримо большие объемы, только делать это он будет очень долго – при мощности 2 кВт на нагрев 100-150 литров воды может уйти 3,5 – 4 часа (не до кипения, а в среднем на 40 градусов).

Если оснастить водонагреватель или бак с водой мощным ТЭНом на 5-7 кВт, то вода нагреется очень быстро. Но возникнет другая проблема – не выдержит домовая электрическая сеть. При мощности подключаемого оборудования выше 2 кВт необходимо прокладывать от электрического щита отдельную линию.

Защита от коррозии и накипи

Выбирая ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором, рекомендуем обратить внимание на современные модели, оснащенные защитой от накипи. В последнее время на рынке стали появляться модели с эмалевым покрытием. Именно она и обеспечивает защиту нагревателей от солевых отложений

Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если подобных моделей в магазине не найдется, тогда мы рекомендуем к покупке электронагреватели из нержавеющей стали – они более прочные и надежные

Именно она и обеспечивает защиту нагревателей от солевых отложений. Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если подобных моделей в магазине не найдется, тогда мы рекомендуем к покупке электронагреватели из нержавеющей стали – они более прочные и надежные.

Наличие терморегулятора

Если вы собираете или ремонтируете бойлер или хотите оснастить ТЭНом батарею отопления, выберите модель со встроенным терморегулятором. Он позволит сэкономить на электроэнергии, включаясь только тогда, когда температура воды опустится ниже заданной отметки. Если регулятора не будет, вам придется самостоятельно следить за температурой, включая или отключая нагрев – это неудобно, неэкономично и небезопасно.

Выбор ТЭНа

Форма и размер

Мощность

Защита от коррозии и накипи

Наличие терморегулятора

Как устроен электрический бойлер?

Независимо от того, какой фирмы водонагреватель, все они устроены по общему для них принципу.

В каждом из них присутствуют одни и те же конструктивные элементы, отличающиеся иногда материалом, из которого они изготовлены, формой и, конечно, размерами, определяющими объем емкости.

Итак, электроводонагреватели состоят из:

внешнего металлического корпуса;
внутреннего бака, для изготовления которого производителями используются такие материалы, как нержавеющая сталь, в некоторых моделях с дополнительным титановым слоем или покрытием из эмали, стеклофарфор;
теплоизоляционного слоя, расположенного между двумя емкостями бойлера и обеспечивающего поддержание нагретой воды на определенном температурном уровне. В качестве теплоизолятора в основном используется материал с одним из самых низких коэффициентов теплопроводности – пенополиуретан;
магниевого анода;
предохранительного клапана для бойлера, функции которого сводятся к регулировке давления внутри нагревателя и недопущения произвольных утечек из него;
нагревательного элемента, в роли которого выступает ТЭН, благодаря ему происходит нагрев воды в емкости. В бытовых приборах мощность ТЭНа обычно составляет от 0,5 до 3 кВт, что позволяет не создавать дополнительную нагрузку на сеть;
патрубков для подачи холодной воды в бойлер и отвода горячей в систему водоснабжения;
термостата, регулирующего автоматическую работу аппарата;
термометра;
индикатора, выводящего информацию о температуре воды на специальное табло;
контрольной индикаторной лампочки.

Кроме того, в зависимости от типа и размера бойлера, а также способа его монтажа в комплектацию входят специальные крепежные элементы, не только облегчающие процесс установки, но и гарантирующие его надежность.

Несмотря на то что вес аппарата не столь значителен, вода, постоянно находящаяся в нем, в несколько раз его увеличивает.

Альтернативные решения ГВС через котел

Как мы уже упоминали, вместо электрического бойлера, горячее водоснабжение от газового котла может быть организовано через бойлер косвенного нагрева.

Они бывают различного строения:

со змеевиком-батареей внутри, от которого греется вода;
бак в баке, где внутренний бак от водопровода омывается и согревается водой из отопления;
послойного нагрева, где смешивается холодная, горячая вода и обратка от отопления.

Каждый из этих видов имеет свои особенности, но все они дороже электрических бойлеров и более громоздкие.

Как подключить косвенный бойлер для ГВС к газовому котлу читайте в отдельной статье на нашем сайте.

Кран с автоматическим электронным управлением температуры позволит всегда пользоваться водой желаемой температуры. Термостат самостоятельно отрегулирует подачу воды из трубы горячего и холодного водоснабжения

Кроме того, проблему перепадов температуры можно решить установкой смесителя с термостатом: он будет подавать равномерно подогретую воду за счет смешивания с разным количеством холодной воды. Стоит такой смеситель недёшево, но установить его зачастую проще, чем переоборудовать всю систему отопления и ГВС.

Как установить газовый водонагреватель

Монтаж газовой колонки отличается от установки электрического оборудования большим количеством предъявляемых требования и более сложным процессом подключения. Однако время и усилия компенсируются экономией на оплате топлива – более дешевого, чем электроэнергия, природного газа.

Шаг #1. Согласование и соблюдение норм

Чтобы установить газовую колонку, потребуется подвести к дому газ (в некоторых регионах – наиболее затратная статья расходов), затем составить грамотный инженерный проект и согласовать его в определенных инстанциях. Составлением проекта должна заниматься организация, имеющая лицензию.

Чтобы представить, какие требования предъявляются к установке, можете заглянуть в правоустанавливающие документы:

Общие положения по проектированию и строительству газораспределительных систем из металлических и полиэтиленовых труб (СП 42-101-2003).
Газораспределительные системы (СНиП 42-01-2002).

К основным правилам установки газового оборудования можно отнести объем помещения – не менее 7,5 м³ и высоту потолков – не ниже 2 м. Обязательное условие – хорошо налаженная вентиляция. Минимальный диаметр дымохода – 110 – 130 мм (зависит от требований производителя).

Все желающие установить газовый водонагреватель своими руками должны понимать, что прибор без монтажа представителями лицензированной организации (уполномоченного сервисного центра) полностью снимается с гарантии и бесплатного обслуживания.

Шаг #2. Правила демонтажа старой газовой колонки

Процесс замены газовой колонки происходит быстрее, чем установка нового водонагревателя, так как не требуется оборудование дымохода или подключение к газовой магистрали.

Ход работы следующий:

Закройте кран на подводящей газовой трубе, чтобы перекрыть поступление газа.
Открутите гайку, фиксирующую гибкий шланг, аккуратно снимите его

Если колонка присоединена старым способом подключения через металлическую трубу, придется ее распилить ножовкой по металлу.
Старую соединительную арматуру лучше выбросить, купив современный прочный шланг.
Отключите систему водоснабжения – для надежности лучше перекрыть краны у стояка.
Снимите трубу, отводящую воздух, аккуратно достаньте ее из дымохода.
Осторожно снимите корпус устройства с настенного кронштейна.. В процессе демонтажа старайтесь не повредить подводящие трубы, иначе замена водонагревательного устройства обернется заменой всего прилегающего оборудования

В процессе демонтажа старайтесь не повредить подводящие трубы, иначе замена водонагревательного устройства обернется заменой всего прилегающего оборудования.

Если заметили износ труб, лучше их заменить новыми – скорее всего, за время эксплуатации старого прибора в магазинах появились более надежные модели.

Шаг #3. Инструкция по установке новой газовой модели

Для начала проверьте исправность дымохода. Поверьте герметичность соединений, вертикальное расположение трубы для отвода газов, качество теплоизоляции. Не забудьте, что выходное отверстие должно находиться выше самой высокой точки крыши и быть защищено от осадков козырьком.

Какую вы будете использовать трубу – гибкую или жесткую – значения не имеет, скорее, ее характеристики зависят от условий монтажа. Затем проверьте, исправна ли вентиляция.

Подкорректируйте места крепления для новой модели. Снимите ручку переключателя (регулятора мощности), отвинтите крепеж, удерживающий кожух, и снимите лицевую часть корпуса. С помощью крепежных петель, винтов и дюбелей повесьте колонку на стену. Запомните: корпус должен свободно висеть на стене, а не стоять на патрубках подвода воды или газа.

С помощью гибких шлангов производите подключение прибора к трубе с холодной водой, затем соедините выход с краном горячей воды.

Следующий этап – подключение газа. Гибким шлангом соедините газовый кран с вводом в водонагреватель. Поверку можете произвести традиционным способом, намылив место соединения и открыв подачу газа. Отсутствие пузырей обозначает правильное подсоединение.

В последнюю очередь устанавливают трубу дымохода. Чаще всего это гибкая гофра, подобранная по диаметру выходного отверстия. Один конец гофры зафиксируйте на выходе колонки, второй вставьте в дымоход. Установите на место лицевую панель с переключателями, закрутите крепеж и протестируйте прибор.

Рассмотрим типы водонагревателей

Водонагреватели для квартир и частных домов различают по типу энергоносителя – это электрические и газовые приборы. Электрооборудование может быть накопительного и проточного действия, в то время газовые модели работают только, как проточные устройства. Нагреватели по своей форме бывают вертикальными и горизонтальными, напольными и настенными. Чтобы правильно подключить нагревательное оборудование с баком нужного объёма, рекомендуется воспользоваться нижеследующей таблицей.

Прежде чем остановить свой выбор на той или иной модели водонагревательного оборудования, надо иметь представление, как работают аппараты разного типа.

Аппараты косвенного нагрева

Нагреватели косвенного нагрева работают от теплоносителя из отопительной сети, который проходит через бак по спиральному нагревательному элементу. Он изготавливается в большинстве случаев из меди, имеющей высокую теплопроводность.

Теплоноситель в этот момент имеет максимальную температуру, поскольку в этот контур он попадает непосредственно от котла. Температура воды в таком водонагревателе в большинстве случаев не превышает 80 градусов. Во время интенсивного использования горячей воды она может снижать в момент подкачки для пополнения уровня в бойлере.

Кроме того, в любой отопительной системе, желательна установка резервной тепловой установки на альтернативном виде топлива. Обычно это котел меньшей мощности.

Его и можно переключить на водонагреватель по отдельному контуру. Водопроводная и отопительная система при этом несколько усложняется, но не настолько, чтобы подключение водонагревателя своими руками стало невозможным.

Косвенный нагрев применяется, как резервная система горячего водоснабжения во время отопительного сезона.

Накопительные водонагреватели

Название говорит о том, что бойлер накопительного типа обладает ёмкостью, в которой накапливается определённый объём горячей воды, необходимый для удовлетворения нужд всех проживающих в квартире или доме.

В баке установлен термостат, который управляет ТЭНами, поддерживая постоянную температуру рабочего объёма воды (около 70С.). Например, для семьи из 5 человек достаточно установить накопительный водонагреватель с баком 50 литров. Есть модели объёмом 150 литров.

К плюсам следует отнести то, что накопители обладают большим запасом производительности. Большие баки способны поставлять горячую воду одновременно для умывальников, душевых установок и ванных, также для кухонных моек в течение всего времени подключения.

Единственным недостатком таких агрегатов является то, что после полного расхода рабочего объёма горячей воды приходится ждать полной заправки и нагрева в течение часа – полтора.

Проточные

Приборы снабжены небольшими ёмкостями. ТЭН проточного нагревателя включается в момент открытия крана. Быстрый нагрев происходит за счёт протока жидкости через раскалённую спираль. В отличие от накопительных аппаратов проточные модели из-за краткосрочности воздействия нагревательных элементов не могут нагревать воду до высоких значений температуры.

Клапан на кране регулирует восполнение уровня воды в баке по мере её расхода из централизованного водопровода или резервной ёмкости на приусадебном участке.

Несмотря на это, проточные нагреватели доказывают свою эффективность, как резервные мощности во время сезонных и аварийных отключений горячего водоснабжения. Они пользуются большим спросом у дачников, которые устанавливают их в душевых кабинах.

Газовые

Газовые колонки относятся к водонагревателям проточного действия. Их стали массово устанавливать в СССР в начале 60-хгодов прошлого века, когда в стране началось строительства многоэтажных газифицированных жилых домов. Нагрев в таких приборах осуществляется следующим образом — вода из водопровода поступает в спиральный водовод вокруг медного коробчатого экрана, внутри которого газ сгорает в горелках (колосниках).

В исходном положении газовый фитиль постоянно горит. При повороте крана, поступающая из водопровода вода открывает клапан, и газ начинает поступать в колосники, где загорается от фитиля. У разных моделей температура воды регулируется в ручном или автоматическом режиме. Но у всех при внезапном отключении водоснабжения автомат перекрывает поступление газа.

Электрическая схема водонагревателя типа RZB

Выключатель в данном случае сдвоенный, а внутри него стоят две лампочки для индикации включения.

Как несложно догадаться по этим двум схемам, представленных в данной статье, принципиального отличия между электроводонагревателями различных типов и конструкций нет. В их состав обязательно входит ТЭН (один или несколько), терморегулятор — для регулирования температуры нагрева воды и отключения ТЭНа, термозащита и индикаторная лампочка, показывающая работает водонагреватель или нет.

None В этой статье мы подробно рассмотрим электрическую схему бойлера и как подключить бойлер к электричеству.

Сначала рассмотрим типовую электрическую схему бойлера — электроводонагревателя, из каких основных компонентов она состоит, для чего они необходимы и как взаимодействуют между собой. Затем рассмотрим, как подключить бойлер к электричеству, т.е. к электрической сети.

Необходимые инструменты и материалы

Подключение проточного водонагревателя должно производиться с использованием подходящих инструментов и материалов. Весь процесс делится на три крупных этапа:

подключаемый элемент монтируется на выбранное место на стене жилого помещения;
он подключается к электричеству;
далее подсоединяется к системе холодного водоснабжения.

Схемы проточных водонагревателей разного вида обладают практически одинаковыми параметрами, поэтому для установки любого типа требуются инструменты и материалы:

для монтажа конструкции требуется дрель, оснащенная подходящими сверлами, причем их выбор зависит от того, из какого материала выполнена стена помещения, где планируется выполнять монтажные работы, так как стандартные сверла для бетона не будут подходить для плиточного покрытия;
для крепежа устройства требуются дюбели с саморезами;
для подключения к электричеству требуется медный провод с тремя жилами, оснащенный качественной двойной изоляцией, причем сечение должно быть минимально равно 2,5 кв мм;
молоток, отвертки, газовый ключ, плоскогубцы, рожковый ключ;
для герметизации различных соединений применяется ФУМ лента;
для подключения проточного водонагревателя к системе холодного водоснабжения требуется труба, причем оптимальным выбором считаются металлопластиковые изделия.

Инструменты и материалы

Как прикрепить

Установка водонагревателя должна начинаться со вдумчивого и скрупулезного изучения инструкции. После чего его нужно правильно установить на стену.

Модели водонагревателей различаются количеством анкерных крюков, у тех что емкость поменьше их три, а в мощных – пять.

Устанавливать водонагреватель нужно вертикально и с минимальными перекосами. При монтаже рекомендуется применить строительный уровень. Тяжелые водонагреватели должны крепиться на капитальные стены с полной уверенностью, что они выдержат этот вес. Панельный дом – это хорошо.

Если же дом кирпичный, в таком случае нужно убедиться в надежности кладки и, если есть сомнения, укрепить. Разделать швы, после чего снова промазать раствором. Есть вариант, в котором стены пробиваются насквозь и с другой стороны закрепляются металлическими пластинами.

Если все же имеются некоторые сомнения в надежности несущей стены, то лучше будет предварительно изготовить металлический каркас в виде рамки, и уже к нему приваривать анкерные крюки. Эту конструкцию следует прикрепить к стене, а уже на нее навешивать водонагреватель.

Примите к сведению: монтаж должен делаться с таким расчетом, чтобы был свободный доступ к аварийному выключателю.

В линейке водонагревателей Термекс имеются компактные модели, позволяющие произвести установку в небольшом пространстве, свойственном квартирам старого типа. Есть и такие модели, позволяющие устанавливать агрегат под кухонную мойку. Но все-таки лучше будет, если кухонный смеситель подключен при помощи отдельной трубки.

Разновидности бойлеров

Перед тем как приступить к подключению бойлера в доме или в квартире, необходимо разобраться, какой вид водонагревателя Вам подойдет. Для того, чтобы сделать правильный выбор, необходимо ознакомиться со всеми вариациями:

Накопительный водонагреватель для водопровода, работающий на электричестве. Такой прибор способен нагреть воду до температуры от 55 до 75 градусов автоматически

Важно отметить, что он потребляет совсем мало электроэнергии, потому что процесс нагрева воды проходит постепенно. Накопительные водонагреватели отличаются своей универсальностью

Именно поэтому их можно устанавливать в любом помещении.

Типовой накопительный водонагреватель

Проточный водонагреватель. Работа такого бойлера основывается на том, что нагрев воды происходит непосредственно во время ее движения по крану. Главным достоинством такого прибора является его мобильность. Вторым, не менее важным преимуществом является то, что процесс нагревания воды проходит почти моментально

Важно отметить, что такой водонагреватель может устанавливаться либо в одной водоразборной точке, либо иметь разводку ко всем потребителям воды. Это напрямую зависит от мощности прибора

Бойлер косвенного нагрева. Такой водонагреватель способен обеспечивать бесперебойную подачу горячей воды для всех потребителей одновременно. Такой прибор обладает достаточно низким коэффициентом потери тепла. Конструкция такого прибора не включает в себя теплоисточник. Роль теплоносителя играют внешние источники тепла. В качестве теплоисточников чаще всего используются отопительные котлы.