Индукционный водонагреватель: принцип работы и изготовление прибора

Бытовой комфорт в понимании каждого потребителя благ современной цивилизации — это не только отказ от «удобств во дворе», но и постоянное присутствие горячей воды в водопроводном кране. Отечественные реалии с сезонными проверками-неполадками водопроводной и отопительной систем с отключением подачи горячей воды от двух недель еще недавно принуждали людей греть воду самостоятельно, чтобы помыться.

Принцип работы

Индукционные нагреватели получили популярность на рынке, что объясняется их эффективностью и простотой конструкции. Состоят такие отопители из следующих основных элементов:

  • Генератора.
  • Индуктора.
  • Нагревателя.

Индуктор имеет вид металлической катушки, выполненной из медной проволоки. Основное его назначение — это создание вихревого магнитного поля. Генератор переменного тока необходим для получения из электроэнергии от бытовой сети высокочастотного потока. В качестве нагревательных элементов используется металлический наполнитель, который излучает тепло под воздействием магнитного поля.

Вся работа индукционного нагревателя может полностью контролироваться автоматикой, которая с помощью специальных датчиков анализирует показатели температуры теплоносителя, уменьшая или увеличивая интенсивность нагрева. Используемые блоки управления отвечают за безопасность котла, предупреждая его перегрев и выход из строя силовой части по причине перенапряжения.

Наибольшее распространение получили вихревые нагреватели индукционного типа, которые сочетают простоту конструкции, отличаются топливной экономичностью и универсальностью использования. Последнее позволяет использовать их не только для решения проблем горячего водоснабжения, но и для нагрева теплоносителя при отоплении частного дома.

Виды водонагревателей

Оборудование для нагрева воды подразделяется на несколько типов. В зависимости от источника энергии различают газовые и электрические приборы. Кроме того, существует классификация по способу нагрева. Здесь следует выделить проточные и накопительные водонагреватели. Рассмотрим каждый вид подробно.

Накопительные

Наиболее популярными на рынке являются накопительные водонагреватели. Это обусловлено простотой использования, высокой мощностью прибора, широким выбором объёма резервуара, разнообразием размеров. Монтаж такого бойлера можно провести самостоятельно либо обратившись за помощью к специалистам. Различают горизонтальную и вертикальную установку. Резервуары объёмом более 100 литров рекомендуется установить на пол.

Все накопительные модели оснащены термостатом, который помогает поддерживать необходимую температуру воды, выставленную потребителем. Скорость нагрева зависит от объёма бака. Так, в водонагревателе на 150 литров для прогрева воды понадобится 4,5-5 часов. Однако некоторые модели предусматривают ускоренный тип прогрева, помогающий сократить время до 3,5 часов. Но, в этом случае увеличивается расход электроэнергии, поэтому пользоваться ускоренной функцией целесообразно лишь в исключительных случаях. Так как накопительные водонагреватели работают бесшумно, их можно оставить включёнными на весь период опрессовки. Вы даже не заметите, что прибор работает, а горячая вода будет идти из крана без перебоев.

При покупке резервуара данного типа следует обратить внимание на антикоррозийную обработку внутреннего бака. Специальные средства, нанесённые на стенки, помогут продлить срок его службы на несколько лет.

Существенным недостатком накопительных водонагревателей являются большие габариты. Например, 30-литровая модель достигает 50–55 см в высоту и 36–40 см в ширину, резервуар на 100 литров достигает в высоту 100-110 см. Такие размеры не позволяют поместить прибор в малогабаритных кухнях и санузлах.

 ВАЖНО! Если в системе водоснабжения давление воды составляет более 6 атмосфер, к накопительному электрическому прибору необходима дополнительная установка редуктора.

Проточные

Свою популярность модели проточного типа завоевали благодаря быстрому прогреву воды. В отличие от накопительного прибора проточный резервуар осуществляет обогрев сразу в момент поступления воды, что помогает экономить время. Показатели мощности варьируются от 3 до 27 кВт. Для помещений в многоквартирном доме оптимальной является мощность не более 12 кВт, в противном случае потребуется электроснабжение, предусматривающее три фазы, что влечёт за собой замену проводки в квартире.

Преимуществом модели является лёгкий вес и компактность. Например, 30-литровый агрегат имеет высоту всего 35-40 см, а в ширину не превышает 30 см. Такие габариты позволяют установить водонагреватель не только в санузле, но и на кухне, непосредственно над мойкой.

Существенный недостаток – необходимое напряжение 380В, а стандартное напряжение в многоквартирных домах составляет лишь 220В. Поэтому проточные электрические водонагреватели целесообразно устанавливать в частном доме. Для этого достаточно получить разрешение на подключение необходимого напряжения.

 ВАЖНО! Подключение прибора проточного типа к электросети с напряжением 220 В приведёт к замыканию системы и его поломке.

Электрические

И проточные и накопительные водонагреватели, работающие от электричества – самый частный выбор потребителей. Также различают наливные электрические приборы, которые часто используются на дачах и приточно-накопительные, в которых вода может подаваться из накопительного бака либо при помощи греющего элемента (ТЭНа). К минусам электрических бойлеров можно отнести:

  • доступную стоимость;
  • простоту установки и использования прибора;
  • лаконичный дизайн;
  • компактные габариты.

Среди недостатков потребители отмечают потребление прибором большой мощности, отсутствие в недорогих моделях защиты от коррозии, длительное ожидание нагрева воды в накопительных приборах.

Читайте также:  Водяное отопление: особенности, преимущества, недостатки

ВАЖНО! Специалисты рекомендуют установить для водонагревателя отдельный автомат, это позволит избежать перебоев с электроэнергией.

Газовые

Газовые нагреватели воды, ровно как и электрические, разделены на два типа:

  • проточные;
  • накопительные.

В квартирах или частных домах с центральной системой отопления (ЦСО) установка газового проточного прибора – оптимальное решение проблемы горячей воды. Для бесперебойной работы бойлера требуется энергия, выделяемая при сжигании газа от газовой горелки. Мощность газового прибора варьируется от 20 до 30 кВт, что является преимуществом. Кроме того, стоимость газа в российских городах ниже стоимости электроэнергии, поэтому при частом отключении горячей воды газовые модели помогут сэкономить средства.

Менее популярны на рынке газовые накопительные приборе прогрева воды. Это обусловлено тем, что такие модели имеют впечатляющие габариты и спрятать их посторонних глаз сложно.

ВАЖНО! Установку газового водонагревателя накопительного или проточного типа необходимо доверить профессионалам.

Устройство накопительного водонагревателя электрического

Типичная конструкция водонагревателя накопительного типа представлено на изображении ниже.

Устройство накопительного водонагревателя электрического

Устройство накопительного водонагревателя:

  1. Корпус водонагревателя. Он закрывает все внутренности нагревателя и может быть выполнен из различных материалов: пластик, металл, нержавеющая сталь или, алюминий (в дорогих моделях). Корпус может быть дополнительно декорирован любым образом.
  2. Теплоизоляция водонагревателя. Используется для того, чтобы исключить потери тепла. Чем лучше теплоизоляционный слой – тем более эффективно работает водонагреватель и тем экономнее обходится его эксплуатация. Таким образом, получается термос, который сохраняет теплую воду длительное время.
  3. Внутренний бак водонагревателя.
  4. Труба для подачи горячей воды потребителю. Как известно из курса физики, горячая вода всегда будет находится выше холодной. По этой причине забор происходит в верхней точке нагревателя.
  5. Трубка подачи холодной воды.
  6. Анод для сбора накипи. Изготовлен из материала, содержащего большое количество магния. Предназначен для защиты тэна. Накипь, которая будет оседать на тэне, собирается анодом, а ТЭН (Тепло-электро-нагреватель) сохраняется чистым.
  7. Нагревательный элемент. Составлен из ТЭНа и термостата. ТЭН, как ясно из названия, нагревает воду, а термостат контролирует температуру нагрева воды и включает или отключает ТЭН.
  8. Термостат. Предназначение описано в 7-м пункте.
  9. Указатель нагрева воды. Бывает стрелочным или цифровым. По показаниям стрелочного указателя можно лишь примерно ориентировать о температуре воды в баке. Цифровой указатель – атрибут более дорогих нагревателей и позволяет точно узнать значение температуры воды.
  10. Защитная крышка.

Внимание! Для подключения водонагревателя требуется напряжение 220 В, поэтому обязательно нужна защита, предотвращающая поражение человека электрическим током.

Плюсы и минусы проточных водонагревателей для душа на дачу

Главное достоинство проточного водонагревателя для душа – скорость подачи горячей воды. Накопительный аппарат даже 10 л воды греет около 25 минут, а 100 л – 5 часов. Проточная модель обеспечивает мгновенный нагрев любого объема жидкости.

Однако только этим все преимущества водонагревателя на дачу не исчерпываются:

  • нагреть можно любой объем воды в любой момент – главное, чтобы было электричество;
  • аппарат очень компактен, в отличие от накопительной модели нет нужды обеспечивать большой корпус надежной теплоизоляцией, соответственно, разместить и закрепить прибор можно даже в самом тесном душе;
  • отсутствие теплоизоляции снижает стоимость аппарата, накопительная модель для дачи стоит больше;
  • также отсутствие теплоизоляции снижает в некоторой степени и расход электричества, поскольку тепло не уходит на нагрев теплоизолирующего слоя и поддержку температуры в нагретой жидкости;
  • монтаж проточного изделия в душе занимает минимум времени, поскольку подключить его очень легко из-за небольших размеров и веса;
  • не требует обслуживания специалистов, для его установки не нужно разрешение;
  • вода благодаря быстрому нагреву, охлаждению и использованию жидкость не теряет своих качеств, если подается чистая вода, то после нагрева в проточном водонагревателе на даче ее даже можно пить.

Проточный водонагреватель для душа обладает и некоторыми недостатками:

  1. Быстрый нагрев воды требует высокой мощности. Минимальная величина составляет 3,5 кВт, наиболее оптимальная – 5–7 кВт. Это составляет немалую нагрузку на электропроводку. Далеко не на всех дачных участках возможно подключить такие мощные устройства.
  2. Существует риск поражения током, как всегда при сочетании электрического тока высокой мощности и контакта с водой. Аппараты оснащены дополнительными системами безопасности.
  3. Проточный водонагреватель на даче обеспечивает нагрев воды до +40 –+60 градусов, не выше. Как правило, этого достаточно, но бывают и исключения.
  4. Аппарат расходует много электричества. Для душа вариант оказывается довольно экономным. Но если таким образом наполняют ванную и не один раз, стоимость нагрева воды оказывается слишком высокой.

Важно! Индивидуальный безнапорный водонагреватель – вариант более экономичный. Для душа на даче с небольшим количеством пользователей такая модель является оптимальной.

2Выбираем проточный водонагреватель

Несмотря на то, что на первый взгляд может показаться, что сделать выбор в этой сфере не просто, это не так, потому как на практике все достаточно просто, потому как такой бак отличается:

  • практичностью – вожжа горячая есть всегда
  • безопасностью – в эксплуатации он совершенно безопасный, так что, потребителю беспокоиться не о чем
  • простотой монтажа – справится с этой задачей под силу даже новичку в этом деле
Читайте также:  Устройство и принцип работы газовых котлов

yandex_partner_id = 150743;
yandex_site_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1.0;
yandex_direct_type = ‘vertical’;
yandex_direct_border_type = ‘ad’;
yandex_direct_limit = 1;
yandex_direct_title_font_size = 2;
yandex_direct_links_underline = true;
yandex_direct_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_border_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_title_color = ‘0C77EC’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘000000’;
yandex_direct_hover_color = ‘CC0000’;
yandex_direct_favicon = true;
yandex_no_sitelinks = true;
(»);

На сегодняшний день существует несколько вдов рассматриваемых баков, и чтобы выбрать какой-то конкретно, необходимо разобраться во всех подробнее:

  • Напорные. Такие баки должны быть установлены в стояке. Включение таких баков осуществляет автоматически в момент поворота крана в положение «открыто».
  • Безнапорные баки. Мощность таких баков не очень большая. Специалисты говорят о том, что использовать их лучше в теплое время года.  В комплекте с таким водонагревателем идет и душевая насадка, потому как такие баки используются в случае регулярного приема душа.

Перед тем, как выбирать проточный водонагреватель необходимо обратить внимание на следующие параметры:

  • Уровень расхода воды (его максимальный показатель) в течение минимального времени
  • Тип водопровода (индивидуальная система или центральный водовод)
  • Уровень мощности электроэнергии

Нужно понимать, что мощность рассматриваемого устройства зависит непосредственно от производительности нагревателя. Потребитель самостоятельно должен определиться с тем, нагреватель какой мощности ему выбирать. Все будет зависеть от того, для каких потребностей его приобретают, и какой вид электрической системы установлен в доме или квартире (чтобы мощность бака не превышала возможностей установленной проводки).

Если вы устанавливаете бак для рукомойника, то устройство с мощностью 1.8 литров в минуту будет достаточно. Если же вы решили установить такой бак в душевой кабинке, тогда лучше выбрать устройство мощностью в 3.6 литров за минуту.

Если вы не можете самостоятельно определиться с выбором этого устройства, тогда лучше обратиться за консультацией к специалисту, который есть в каждом специализированном магазине.

Главные критерии, которые стоит учитывать при выборе рассматриваемого устройства:

  • мощность водонагревателя
  • ценовая политика (данный критерий учитывать стоит в любом случае)

В любом случае не делайте поспешные решения, подумайте и только после этого сделайте конкретный выбор. Не устанавливайте слишком мощные водонагреватели на старую проводку, потому как это чревато серьезными негативными последствиями, попросту можно остаться без электричества, причем, надолго.

Плюсы и минусы проточного водонагревателя

Плюсы Минусы
Проточный водонагреватель не тратит электроэнергию на поддержание постоянной температуры в накопителе. Платить придётся только за тот объём электричества, который был реально нужен. Проточному нагревателю нужна большая выделенная мощность. При мощности прибора больше 7000 Вт ему потребуется подключение к трёхфазной электрической сети и качественный медный провод достаточного сечения.
«Проточники» лёгкие и не занимают много места (если речь идёт о приборах безнапорного типа). Прибору нужна ежегодная диагностика нагревательного элемента. Со временем на нём появляется накипь, и ТЭН может перегреться и сгореть.
Прибор стоит дешевле бойлера. При использовании проточного водонагревателя возрастают затраты на электричество. Например, человек расходует в день 90 литров воды (на душ, мытьё рук и посуды). Проточный водонагреватель потребляемой мощностью 3,5 кВт производит около 2 литров горячей воды в минуту. Получается, на нагрев нужного количества потребуется 45 минут, или 0,75 часа. При мощности 3,5 кВт суточные затраты электроэнергии составят 2,625 кВт⋅ч. В Москве стоимость 1 кВт электричества в домах без газоснабжения составляет 4,87 рублей. Итого, в месяц счёт за электроэнергию увеличится на 380 рублей. Чем больше семья, тем больше затраты.
Количество горячей воды не ограничено.

Чем электрический проточный водонагреватель лучше газовой колонки

Главным преимуществом электрических нагревательных систем, независимо от типа и мощности, является то, что для установки таких приборов не требуется таких дополнительных коммуникаций, как дымоходы и вентиляционная система. Кроме того, установить газовую колонку в многоквартирном доме практически невозможно.

Еще одним аспектом, заслуживающим внимания, является то, что при монтаже проточных водонагревателей не придется вступать в контакт представителями газовой службы и пожарной инспекции, что положительно сказывается на нервной системе и семейном бюджете.

Подключение и запуск электронагревателей могут быть выполнены самостоятельно, а вот монтаж газовой колонки, даже при наличии необходимых знаний и инструментов, без привлечения специалистов газовой службы противоречит действующему законодательству.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

  • газовые колонки;
  • проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Гидравлический монтаж и подключение водонагревателя

Работы по установке устройства нагрева воды проточного типа всегда начинают с гидравлического монтажа, так как перед подключением к электрической сети его нужно заполнить водой и прогнать воздушные пробки.

Схема монтажа безнапорного проточного водонагревателя отличается от схемы установки напорного устройства своей простотой и легкостью исполнения, поскольку прибор предназначен для работы только одной точки водопровода и к нему не подводят горячую воду, а только холодную. Такие работы доступны даже неспециалисту, выполнить их можно собственноручно.

Схема обвязки бытовых водонагревателей.

Располагают устройство непосредственно возле душа или крана, где будут пользоваться нагретой водой, крепко закрепляя его на стене. При его подключении к металлической трубе холодной воды нужно использовать только диэлектрическую пластиковую втулку, входящую в комплект устройства, для соблюдения безопасности.

Схема правильного гидромонтажа проточного водонагревателя предполагает на входе холодной воды смеситель или запорный кран, соединенный с корпусом прибора коротким спиральным шлангом, а на выходе из корпуса уже подогретой воды — только длинный спиральный шланг, прикрепленный к ручке душа. Установка запорных кранов на отрезке проточник-душевая лейка — схема неправильная и недопустимая.

При монтаже нельзя заменять комплектующие материалы — душевую насадку или специальный смеситель — на какие-либо другие, так как они специально разработаны для нормирования расхода воды и ее нужного разогрева. По окончанию гидравлического монтажа через водонагреватель прогоняют воду, избавляясь от шариков воздуха, и приступают к его подключению к сети.

Схемы разводки водопровода для подключения водонагревателя.

Схема электроподключения включает прокладку отдельного кабеля от электрощитка. На этой линии в щитке устанавливают электроавтомат, соответствующий энергопотреблению нагревательного прибора и УЗО на силу тока 30 мА. Для маломощного водонагревателя, который будет подключаться однофазно к сети 220 В, подойдет трехжильный кабель (фаза, ноль, заземление). Если же устройство нуждается в трехфазной сети напряжения 380 В, электрический кабель должен быть 4- или 5-жильным в зависимости от модели нагревателя и наличия либо отсутствия нулевой клеммы (пять проводов — это 3 провода фаз, заземление, ноль).

Площадь сечения медной жилы, требуемая для максимальной мощности конкретного прибора, рассчитывается исходя из того, что 1 кВт обеспечивается сечением в 0,7-1 мм² каждой жилы. Перед подключением для обеспечения надежности контакта провода желательно еще и облудить при помощи паяльника.

По окончанию всех работ, убедившись, что из водонагревателя изгнаны воздушные пробки, включают на щитке электроавтомат и пользуются постоянно присутствующей в доме горячей водой.

Советы по выбору электрических водонагревателей

Используя в своем жилище проточный водонагреватель, необходимо осторожно обращаться с этим оборудованием. Все дело в том, что при работе эти установки быстро осуществляют нагрев воды. Если случайно прикоснуться к прибору, то можно получить ожог. Однако заметим, что недостатки присущи каждому прибору. Если они для вас кажутся несущественными, то можете смело приобретать это оборудование и использовать его в своем доме.

Правила выбора

Советы по выбору электрических водонагревателей

Если вы твердо решили для себя приобрести в квартиру электрический проточный нагреватель, то необходимо перед походом в магазин узнать об основных рекомендациях специалистов.

  • Первая рекомендация, которую они дают, заключается в том, чтобы не пытаться экономить и приобретать бюджетные модели компании из Поднебесной. Электронные блоки, которыми оснащается такое оборудование, редко служат более года. Если эта часть бойлера выйдет из строя, то владелец оборудования столкнется с массой неприятностей. Поэтому во избежание этого следует отказаться от приобретения китайских моделей.
  • Комбинированные решения. Если приобретается электрический нагреватель, то в этом случае необходимо покупать его сразу в комплекте с аккумуляторным баком, предназначенным для воды. Иногда может случиться ситуация, когда посреди водных процедур вода в централизованной системе закончится. В этом случае, используя воду из бака, вы сможете завершить свои водные процедуры.
  • Проточный водонагреватель может использоваться не только в квартире, но и на даче. Однако, чтобы иметь возможность для его установки в своем загородном жилище, необходимо выполнить работу по устройству отдельного отвода от счетчика. Кроме этого, лучше всего заменить проводку медной. Это сделать нужно, особенно если она не менялась продолжительное время. Многие дачники отзываются о таких бытовых установках исключительно положительно. Среди главных плюсов этих установок ими называются небольшие затраты на электроэнергию при работе, что делает проточные бойлеры незаменимыми помощниками для производства горячей воды в некоторых ситуациях.
  • В конструкции таких устройств присутствует ТЭН, за счет которого производится нагрев воды. При использовании проточных моделей накипь на них просто не успевает откладываться, поэтому необходимость постоянного обслуживания таких установок отсутствует.