Jak funguje průtokový elektrický ohřívač vody?

Má dlouhou tradici – ohřívat vodu. To musí být provedeno bez ohledu na to, kde žijete – v bytě nebo soukromém domě. K tomuto účelu slouží zásobníkové a průtokové ohřívače, které pracují z různých zdrojů energie. V tomto článku si podrobně řekneme o průtokových elektrických ohřívačích vody (dále jen PEVN).

Pokud stručně popíšeme princip fungování PEVN, dostaneme následující:

Studená voda vstupuje do zařízení přímo z hlavní sítě;

Voda nepřetržitě prochází topným okruhem zařízení;

Na výstupu z přístroje dostaneme horkou vodu.

Nyní se podíváme blíže na to, jak to funguje.

zařízení PEVN

PEVN lze konstrukčně rozdělit na dva typy: univerzální a „okamžitý topný kohout“. Ohřívače vody prvního typu jsou vyrobeny ve formě uzavřeného pouzdra se dvěma odbočkami pro přívod a odvod vody. Takové PEVN se montují v blízkosti místa odběru, například nad dřezem. Některé přístroje podporují vícebodový provoz. Jako příklad uveďme vnitřní strukturu jedné z podobných PEVN firem Thermex.

Video ukazuje analýzu stejného ohřívače vody:

Bezpečnostní mechanismy PEVN

Bezprostředně po vstupu studené vody jsou v zařízení umístěny čidla průtoku a teploty. První měří tlak vody a při dosažení předem stanovené úrovně generuje signál na svých kontaktech. Právě tento signál slouží jako výchozí bod pro zbytek okruhu. Pokud tlak klesne pod prahovou hodnotu, okruh se otevře. Takto funguje ochrana proti chodu nasucho.

Dalším povinným prvkem je tepelný spínač. Možností implementace je několik. U nejjednodušších modelů je tepelný spínač připojen k topnému okruhu a při spuštění jej otevře. U některých modelů je instalována přídavná mechanicky aktivovaná pojistka. Chcete-li jej vrátit do původního stavu, budete muset otevřít pouzdro a stisknout tlačítko. Níže je schematický diagram takového PEVN.

U zařízení s elektronickým ovládáním je teplota řízena údaji výstupního teplotního čidla. Řídicí deska monitoruje včasné vypnutí napájení topného okruhu. Podle tohoto principu je realizována ochrana proti přehřátí.

Třetí komponentou, která chrání zařízení před selháním, je pojistný ventil. Pracuje s vodním rázem nebo zvýšeným tlakem vody. Po uvolnění tlaku může z pojistného ventilu prosakovat voda. Při použití pojistného ventilu je třeba dbát na vypuštění systému.

READ
Jak upravit krimpovací kleště?

Topná tělesa PEVN

Podívejme se podrobněji na proces ohřevu vody. Ve většině zařízení se obvod skládá z uzavřené baňky a topných prvků umístěných uvnitř – trubicové (TEN) nebo spirálové. Jsou připojeny přes ovládací relé k napájecímu obvodu a přeměňují elektrickou energii na tepelnou energii. Koncovky jsou mimo baňku, jejich kontakt s vodou je vyloučen. Baňka se obvykle používá z mědi, existují možnosti z tepelně odolného plastu a nerezové oceli.

Topná tělesa jsou měď nebo ocel, přičemž kovy jsou legované a je na nich nanesena ochranná vrstva, aby lépe odolávala tvorbě vodního kamene. Právě vodní kámen je největším nepřítelem kovových prvků, což nevyhnutelně vede k jejich opotřebení.

Známá jsou také “suchá” topná tělesa. Jedná se o pokročilou verzi, která eliminuje kontakt ohřívačů s vodou. Místo toho jsou topná tělesa umístěna v ochranné kovové baňce, která se již podílí na přenosu tepla. Pro suchá topná tělesa je upgrade – keramická výplň. Slouží jako akumulátor tepla, protože se plynule zahřívá a ochlazuje, má zvětšenou pracovní plochu.

Spirálové prvky jsou vyrobeny ze speciálních slitin. Když voda teče, spirála vibruje a odhazuje vápenné usazeniny. Obecně je spirálový prvek odolnější vůči tvrdé vodě.

Správní rada

Za bezpečnost zařízení a jeho správnou funkci odpovídá řídicí deska. Připomeňme si dva povinné ochranné mechanismy diskutované výše: ochrana proti provozu bez vody a ochrana proti přehřátí. Další důležitou funkcí je regulace teploty. U levných modelů s mechanickým ovládáním to může být jednoduché zapínání a vypínání topných těles nebo úprava jejich výkonu. U dražších PEVN s elektronickým ovládáním lze nastavit teplotu. Poté se v zařízení objeví regulátor, který zpracuje zpětnou vazbu o teplotě a tlaku vody a řídí topný výkon. Tyto modely jsou vybaveny displejem a několika dotykovými tlačítky pro inteligentní ovládání.

Napájecí obvod

Poslední částí, kterou je třeba zvážit, je napájecí obvod. PEVN je výkonný spotřebič vyžadující zvláštní pozornost na kabeláž a připojení. Proto má zařízení velkou svorkovnici. Není to náhodné – vodiče musí mít vhodný průřez. Minimální hodnoty jsou uvedeny v dokumentaci přístroje.

Napájecí obvod zahrnuje svorky ohřívače a řídicí desku, ze které je napájen zbytek elektroniky zařízení. PEVN, určené pro více odběrných míst, mají kapacitu několik desítek kilowattů a jsou napájeny třífázovou sítí. Pro ochranu před úrazem elektrickým proudem jsou napájecí kabely přístroje vybaveny proudovým chráničem.

READ
Jak se jmenují domy, které se staví rychle?

Vodovodní baterie s okamžitým ohřevem

Samostatnou niku zabírají tzv. “kohoutky s okamžitým ohřevem”. Jedná se o PEVN, vyrobené ve formě mixéru. Zařízení takového PEVN je mírně odlišné. Zde je topné těleso umístěno buď na základně mixéru ve vodorovné poloze, nebo uvnitř výtoku ve svislé poloze.

Toto zařízení provádí hydraulické ovládání. Tlak a teplota jsou nepřímo úměrné a jsou regulovány rukojetí mixéru. Zde není prakticky žádná elektronika, ale musí být vyžadovány všechny uvažované ochranné mechanismy. Některé modely mají displej, který zobrazuje teplotu naměřenou teplotním čidlem.

Elektrický průtokový ohřívač vody je užitečným domácím spotřebičem. Princip jeho fungování je jednoduchý, ale zahrnuje spotřebu velkého množství elektrické energie. Myslete na to při výběru ohřívače a jeho připojení k elektrické síti.

Konstrukce a princip činnosti zásobníkového ohřívače vody

Zásobníkový ohřívač vody na rozdíl od průtokového ohřívače neustále obsahuje daný objem vody, který se ohřívá a udržuje v určitých teplotních mezích. Z čeho se kotel skládá a jak zajišťuje stálou dodávku teplé vody, si vysvětlíme v tomto článku.

Výstavba

Zásobníkové ohřívače vody se dělí podle způsobu předávání tepelné energie kapalině na přímo nebo nepřímotopné modely.

Podle druhu používaných energetických zdrojů se rozlišují elektrická a plynová zařízení.

Nejběžnější v každodenním životě jsou přímotopné elektrické kotle. Proto na jeho příkladu zvážíme konstrukční vlastnosti zařízení:

zásobníkový ohřívač vody

Vnější plášť – zabraňuje zničení tepelné izolace a dodatečně chrání kotel před mechanickými vlivy zvenčí.

Tepelná izolace – zpomaluje přirozené ochlazování vody v nádrži v důsledku výměny tepla s okolím.

Vnitřní nádrž je nádoba naplněná vodou.

Přívodní potrubí studené vody – místo přívodu kapaliny z centrálního nebo místního systému do kotle.

Vzorkovací potrubí teplé vody je jednotka pro připojení ohřáté kapaliny k vodovodním bateriím a kohoutkům v domácnosti.

Topné těleso je u elektrických modelů představováno topným tělesem.

Hořčíková anoda – plní ochranné funkce hlavních prvků před destruktivními účinky elektrochemických procesů.

Termostat – zaznamenává a reguluje teplotu kapaliny.

Řídicí a alarmová jednotka – umožňuje regulovat topnou hodnotu, sledovat aktuální procesy a nastavovat provozní režimy.

Katalog zásobníkových ohřívačů vody zahrnuje modely různých cenových kategorií. To je způsobeno rozdíly v komponentech a jejich vlastnostech.

READ
Jak skrýt potrubí mezi vanou a stěnou?

Корпус

Kromě ochrany tepelné izolace plní dekorativní funkci a kopíruje tvar vnitřní nádrže ohřívače vody. Může být vyroben z kovových nebo polymerních materiálů. Konstrukčně se vyrábějí ploché, válcové, obdélníkové (hranolové), úzké.

V závislosti na způsobu upevnění na stěnu existují vertikální a horizontální modely. První možnost je více žádaná kvůli vysoké energetické účinnosti a rychlému ohřevu. Druhý typ je relevantní v místnostech s nízkými stropy nebo v místech, kde není možné umístit standardní zásobníkový ohřívač vody. Existují také univerzální modely, které lze umístit jak horizontálně, tak vertikálně.

Tepelná izolace

Vyrábí se s vrstvou polyuretanové pěny nebo pěnové pryže, která vyplňuje prostor mezi tělem a nádrží. Látka se vyznačuje velkým množstvím vzduchových inkluzí.

Čím větší je tepelně izolační vrstva, tím déle probíhá přenos tepelné energie z chladiva do okolí. Za dostatečnou tloušťku se považuje tepelná izolace 3 cm a více. Ohřátá voda si po dlouhou dobu zachovává stanovené tepelné parametry a snižuje tak nutnost opětovného zapínání topného tělesa.

Navrženo pro plnění zahřátou kapalinou, proto musí zajistit správnou pevnost a těsnost. Nádrž, která nevydrží tlak vody, může popraskat a předčasně selhat.

Základem nádrže je svařovaná ocelová konstrukce, která je zevnitř potažena antikorozní směsí:

  • Smalt.
  • Skleněná keramika.
  • Polymer-kompozitní materiály.
  • Měď.

V závislosti na modelu zásobníkového ohřívače vody se objem nádrže pohybuje od 10 do 200 litrů. Rozměry se volí podle počtu osob využívajících teplou vodu a odběrných míst vody.

Počet lidí, kteří spotřebovávají teplou vodu

Počet lidí, kteří jeden po druhém spotřebovávají teplou vodu

Počet míst odběru vody v domě

Minimální objem kotle, l

Normální objem kotle, l

Někteří výrobci vyrábějí nádrž zcela z nerezové oceli. Takové nádrže jsou chráněny před korozí a jsou odolné vůči agresivním látkám až do poškození ochranné vrstvy.

Potrubí studené a teplé vody

Voda ze systému je přiváděna speciálním potrubím vedoucím do spodní části nádrže. Trubka studené vody je navíc omezena přepážkou – bariérou, která zabraňuje smíchání ohřáté a studené kapaliny.

Odběrová trubka horké vody je vedena do horní části nádrže, kde se hromadí nejteplejší vrstva.

Pokud odšroubujete výstupní hadici připojeného zásobníkového ohřívače, kapalina nevytéká. Z vrchní vrstvy se vylije maximálně 0,3–0,5 litru a vše pod hladinou zůstane v nádrži.

Stejná situace nastane, pokud odšroubujete pouze přívodní hadici studené vody. Ucpaný výstup zabrání nahrazení vody vzduchem a pohyb kapaliny bude slabý nebo vůbec nezačne. Další překážkou pro vypouštění vody z nádrže je zpětný ventil.

READ
Jak správně zalévat muškáty peroxidem vodíku?

Topná tělesa se skládají z vlákna v keramické nebo křemenné výplni a elektrických vodičů. Ohmický odpor vlákna určuje výkon ohřívače. Některé typy kotlů mohou být vybaveny několika topnými tělesy pro zvýšení produktivity a úspory energie. Strukturálně jsou všechna elektrická topná tělesa rozdělena na mokré a suché.

Mokré se ponoří přímo do ohřáté vody. Jsou levnější, ale pokud se porouchá izolace mezi závitem a trubkou, veškerá voda se rozproudí. Každý, kdo používá vodu, může dostat elektrický šok.

Suchá topná tělesa jsou kryta steatitovým nebo keramickým pláštěm, uvnitř kterého je topné těleso oddělené od dielektrické baňky vzduchovou mezerou. U dražších modelů je mezera vyplněna olejem, který má vyšší tepelnou vodivost a větší energetickou účinnost.

Prezentováno ve formě hořčíkové trubice ve středu nádrže ohřívače vody. Je to aktivnější prvek než měď pokrývající topné těleso. Proto se na hořčíkové anodě vysráží oxid křemičitý, čímž se prodlouží životnost topného tělesa.

V zásobníkových ohřívačích vody s mokrým topným tělesem a nerezovou nádrží se účastní elektrolytického procesu. Železo a měď jsou galvanický pár a v přítomnosti slabého vodného elektrolytu vstupují do elektrochemické reakce. Hořčík z anody dostane ránu a zničí se, přičemž zachová hlavní prvky kotle.

Termostat

Měří aktuální teplotu vody. V případě zahřátí na nastavenou mez, např. 75°C, vypne napájecí obvod. Zásobníkové ohřívače vody mohou používat mechanické nebo elektronické termostaty.

termostat zásobníkového ohřívače vody

Mechanicky řídí teplotu díky bimetalové desce, která se teplem deformuje a pohybuje kontakty. Elektronické modely jsou vybaveny termistorem, který mění svůj ohmický odpor úměrně stupni zahřátí.

Řídící jednotka

Představuje tlačítkový nebo dotykový modul ve spodní části zásobníkového ohřívače vody. Teploměr může být proveden s číselníkem nebo na elektronickém displeji. Umožňuje nastavit maximální teplotu ohřevu a přepínat provozní režimy.

Moderní modely mohou obsahovat dálkové ovládání přes mobilní aplikaci. Některé jsou vybaveny hodinovým programováním na den nebo týden.

Princip

Kotel nainstalovaný a správně připojený k vodovodnímu systému funguje podle následujícího principu:

  • Horká voda se otevírá a kapalina je nasávána z horních vrstev nádrže.

schéma přívodu a odběru vody ze zásobníkového ohřívače vody

Tlak v nádobě klesá, dokud není tlak z potrubí studené vody nižší.

READ
Jak odstranit zápach moči z koberce?

Otevře se zpětný ventil, který zabrání návratu vody ze zásobníkového ohřívače zpět do systému a zajistí přívod nové části kapaliny z potrubí.

Přepážka instalovaná nad přívodní trubkou studené vody zabraňuje smíchání s již ohřátou kapalinou. Studený proud vyplní spodní objem a udržuje horní vrstvu teplou.

Po dostatečném naplnění studenou vodou se ponorné teplotní čidlo ochladí a sepne kontakty silového okruhu topného tělesa.

Topné těleso umístěné ve spodní části zásobníku ohřívá studenou vodu. V důsledku konvekce stoupá teplá kapalina a vytváří prostor pro proudění chladu.

Po naplnění nádrže se tlak vody obnoví a zpětný ventil se uzavře.

Voda se bude postupně ohřívat na nastavenou teplotu. Po dosažení této značky vydá termostat signál k vypnutí ohřívače.

princip činnosti zásobníkového ohřívače vody

Zásobníkový ohřívač vody zůstane v tomto stavu, dokud nebude znovu použita horká voda nebo dokud se kapalina v nádrži přirozeně neochladí. Díky tepelné izolaci kotle trvá přirozené chlazení několik hodin.

Shrnutí

Zásobníkový ohřívač vody se skvěle hodí jak do bytů, tak do soukromých domů a chat. Správně zvolený model dokáže zajistit teplou vodu celé rodině po mnoho let.

Slabým místem každého kotle je topné těleso, které trpí usazováním vodního kamene. Tvrdá voda může zničit topná tělesa během několika let. Proto se doporučuje, aby všechny zásobníkové ohřívače vody procházely pravidelnou údržbou výměnou hořčíkové anody.