Электроводонагреватель — электрический водонагреватель, устройство для нагрева воды за счёт энергии, получаемой из электросети, (тепловое действие тока) с целью последующего использования в технологических, хозяйственных, санитарно-гигиенических или бытовых целях.
Во многих странах Европы устанавливаемые индивидуально в квартирах электроводонагреватели заменяют собой отсутствующее централизованное горячее водоснабжение.
По устройству электроводонагреватели делятся на накопительные и проточные.
Накопительные электроводонагреватели
Схема накопительного электроводонагревателя высокого давления
1 — внешний кожух
2 — теплоизоляция
3 — водонагревательная емкость
4 — вход холодной воды
5 — рассекатель
6 — магниевый анод
7 — нагревательный элемент
8 — погружная трубка термодатчика
9 — выход горячей воды
Накопительный (емкостной) водонагреватель, или бойлер (от англ. boiler) представляет собой сравнительно большую емкость с размещенным в ней или, реже, под ней, источником тепла. Чаще всего в роли источника тепла выступает ТЭН.
Водонагревательная емкость снаружи защищена слоем теплоизоляции и защитным кожухом. Стандартная толщина — 50 мм для небольших емкостей (до примерно 200 л), 100 мм — для больших емкостей. Теплоизоляцию традиционно изготавливают из жесткого вспененного полиуретана (жесткая) или поролона (мягкая, съемная). В водонагревателях больших объемов (от 1000 л) теплоизоляция обычно поставляется отдельно от бака, это позволяет уменьшить габариты изделия (для облегчения его транспортировки).
Снаружи к нагревательному элементу подсоединяется пульт управления, обязательно включающий управление температурой. Обычно это биметаллический термостат. Диапазон установки температуры на термостате: от 30 до 85°C. В зависимости от производителя и модели допустимый диапазон может меняться.
Электроводонагреватели закрытого типа (напорные, высокого давления)
Такие водонагреватели постоянно подключены к водопроводной сети, внутренняя емкость постоянно находится под её давлением.
Бойлер закрытого типа можно использовать в системе централизованного водоснабжения нескольких водоразборных точек, при этом допускается использование как обычной водоразборной арматуры (однорычажных и двухвентильных смесителей), так и спецсмесителей для водонагревателей открытого типа.
Для того, чтобы избежать повреждения емкости из-за повышения давления, возникающего в результате расширения воды при нагреве, вместе с бойлером может применяться бак-экспанзомат (расширительный бак) или группа безопасности, состоящая из предохранительного, сбросного и обратного клапанов, при необходимости также дополняется редуктором давления, манометром, термосмесителем. При повышении давления выше номинального значения предохранительного клапана открывается пружинная задвижка, и лишняя вода стравливается в канализацию. Обратный клапан необходим для исключения слива воды в подающую магистраль и перегрева тэна. Группа безопасности размещается на подающем патрубке непосредственно на входе в бойлер.
Материалом для изготовления водонагревательной емкости могут служить: сталь, покрытая эмалью; нержавеющая сталь; в редких случаях медь и другие металлы. В стальных баках для предотвращения коррозии применяется, помимо эмалирования, катодная защита на основании жертвенного анода, как правило, из магния или цинка, или анода с внешним питанием.
Электроводонагреватели открытого типа (безнапорные, низкого давления)
Водонагреватель открытого типа может снабжать только одну водоразборную точку и только посредством специальной водоразборной арматуры (спецсмеситель). Основным принципом действия такой арматуры является перекрывание сетевой воды, находящейся под давлением, не на выходе, а на входе в бойлер. Это позволяет изготавливать емкость из менее прочных материалов, чаще всего пластмассы. Спецсмеситель также выполняет роль группы безопасности, стравливая в раковину избыточную воду при расширении во время нагрева.
Бойлеры открытого типа с группой безопасности и расширительным баком работать не могут: под постоянным подпором холодной воды нагревательная емкость вздуется и лопнет.
Материалом для изготовления водонагревательной емкости могут служить: пластмасса, медь.
Принцип действия
При открытии крана нагретая в водонагревательной емкости вода поступает в водоразборную сеть, постепенно замещаясь в баке холодной водой. Когда запас горячей воды исчерпывается, и из крана начинает идти уже прохладная вода, нужно подождать, пока бойлер вновь прогреется. Нагрев включается, когда термодатчик регистрирует в баке температуру ниже установленной, независимо от наличия или отсутствия водоразбора.
Понятие «безнапорный электроводонагреватель» вовсе не означает, что емкость можно предварительно заполнить, а затем отключить от источника водоснабжения и расходовать воду до тех пор, пока бак не опустошится. При открытии крана, эта вода поступает в водоразборную сеть, постепенно замещаясь в баке холодной водой.
Для того, чтобы водоразбор состоялся, и горячая вода полилась из бака, холодная вода должна подаваться в емкость под давлением. При этом сам бак будет полностью заполнен водой в любой момент времени. Если напор на входе отсутствует, вода физически не сможет выйти наружу, так как трубка для выхода горячей воды открывается в самой верхней точке бойлера (несмотря на то, что с внешней стороны водонагревателя штуцер горячей воды может находиться где угодно, даже в днище бака).
Холодная вода, напротив, подается снизу, при этом на конце штуцера установлен рассекатель, в результате чего поступающая вода как бы «стелется» по дну емкости. Нагревательный элемент также расположен внизу. В результате за счет естественной конвекции осуществляется постепенное увеличение температуры по высоте емкости, и уже нагретая вода не смешивается с холодной.
Для случаев, когда постоянная подача воды отсутствует, предусмотрены особые водонагреватели без теплоизоляции. Частным случаем таких баков являются так называемые электрокипятильники.