Elektrisk varmvattenberedare

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 3 januari 2020; kontroller kräver 5 redigeringar .

Elektrisk varmvattenberedare - en elektrisk varmvattenberedare , en anordning för uppvärmning av vatten på grund av energi som tas emot från det elektriska nätverket ( termisk effekt av ström ) för efterföljande användning i tekniska , ekonomiska, sanitära och hygieniska eller hushållsändamål .

I många europeiska länder ersätter individuellt installerade elektriska varmvattenberedare i lägenheter den saknade centraliserade varmvattenförsörjningen . I Ryssland och OSS- länderna används elektriska varmvattenberedare vanligtvis i individuell bostadskonstruktion i avsaknad av centraliserad gasförsörjning , och även som reservkälla för varmvatten under förebyggande avstängningar på sommaren .

Fördelarna med elektriska varmvattenberedare är automatisering av arbetsprocessen, möjlighet till installation i vilken byggnad som helst (endast elektrifiering krävs), explosionssäkerhet, mindre brandrisk jämfört med gas- och fastbränslevattenberedare, ingen fara för gasförgiftning eller förbränning Produkter. Elektriska varmvattenberedare, särskilt flödesvärmare, kräver dock tillräckligt kraftfulla ledningar och el är vanligtvis mycket dyrare än gas eller andra brännbara bränslen.

Enligt enheten är elektriska varmvattenberedare uppdelade i lagring och flöde.

Ackumulativa elektriska varmvattenberedare

Ackumulativ (kapacitiv) varmvattenberedare , eller panna (av engelska boiler ) är en relativt stor behållare med en värmekälla placerad i den eller, mer sällan, under den. Oftast fungerar värmeelementet som en värmekälla .

Vattenvärmetanken skyddas från utsidan av ett lager av värmeisolering och ett skyddande hölje. Standardtjockleken är 50 mm för små behållare (upp till ca 200 l), 100 mm för stora behållare. Värmeisolering är traditionellt gjord av styvt polyuretanskum (hårt) eller skumgummi (mjukt, avtagbart). I vattenvärmare med stora volymer (från 1000 l) levereras värmeisolering vanligtvis separat från tanken, vilket gör att du kan minska produktens dimensioner (för att underlätta dess transport).

Utanför är en kontrollpanel ansluten till värmeelementet, vilket nödvändigtvis inkluderar temperaturkontroll. Detta är vanligtvis en bimetalltermostat . Temperaturinställningsområde på termostat: 30 till 85 °C . Beroende på tillverkare och modell kan det tillåtna intervallet variera.

Elektriska varmvattenberedare av sluten typ (tryck, högtryck)

Sådana vattenvärmare är ständigt anslutna till vattenförsörjningsnätet, den interna tanken är ständigt under sitt tryck.

En panna av sluten typ kan användas i ett centraliserat vattenförsörjningssystem för flera vattenpunkter, medan det är tillåtet att använda både konventionella vattenarmaturer (enstavs- och tvåventilsblandare) och specialblandare för varmvattenberedare av öppen typ.

För att undvika skador på tanken på grund av tryckökningen till följd av vattenexpansion under uppvärmning kan en expansionstank (expansionstank) eller en säkerhetsgrupp bestående av säkerhets-, avlastnings- och backventiler användas tillsammans med pannan, vid behov kompletteras det också tryckreducerare, manometer, termomixer. När trycket stiger över säkerhetsventilens nominella värde öppnas den fjäderbelastade ventilen och överskottsvatten släpps ut i avloppet. En backventil är nödvändig för att förhindra att vatten rinner in i matningsledningen och överhettning av värmeelementet. Säkerhetsgruppen är placerad på tilloppsröret direkt vid inloppet till pannan.

Materialet för tillverkning av en vattenuppvärmningstank kan vara: emaljerat stål ; rostfritt stål ; i sällsynta fall koppar och andra metaller. Förutom emaljering använder ståltankar katodiskt skydd baserat på en offeranod, vanligtvis magnesium eller zink , eller en externt driven anod, för att förhindra korrosion.

Elektriska varmvattenberedare av öppen typ (icke-tryck, lågtryck)

En varmvattenberedare av öppen typ kan endast försörja en avtappningspunkt och endast med hjälp av speciella avtappningsarmaturer (specialblandare). Den grundläggande principen för driften av sådana beslag är att stänga av nätverksvattnet under tryck, inte vid utloppet, utan vid inloppet till pannan. Detta gör att behållaren kan tillverkas av mindre hållbara material, oftast plast. Den speciella kranen fungerar också som en säkerhetsgrupp, som dränerar överflödigt vatten i diskhon när det expanderar under uppvärmningen.

Pannor av öppen typ med en säkerhetsgrupp och en expansionstank kan inte fungera: under konstant kallvattentryck kommer värmetanken att svälla och brista. Dessutom, för sådana varmvattenberedare, sker avstängningen ofta enligt inloppstrycket, och inte utloppet. Således kan en vanlig kran eller kran installerad efter varmvattenberedaren (vilket är strängt förbjudet enligt installationsanvisningen!) - orsaka, om den är stängd, fortsatt drift av varmvattenberedaren utan vattenflöde, vilket kan skapa en farlig situation.

Materialet för tillverkning av en vattenuppvärmningstank kan vara: plast , koppar .

Hur det fungerar

När kranen öppnas kommer vattnet som värms upp i vattenvärmetanken in i vattenförsörjningsnätet och ersätts gradvis i tanken med kallt vatten. När tillförseln av varmt vatten är slut, och redan kallt vatten börjar strömma från kranen, måste du vänta tills pannan värms upp igen. Värme slås på när temperatursensorn registrerar en temperatur i tanken under den inställda temperaturen, oavsett närvaro eller frånvaro av vattenintag.

Begreppet "elektrisk varmvattenberedare utan tryck" betyder inte alls att tanken kan förfyllas och sedan kopplas bort från vattenförsörjningen och förbruka vatten tills tanken är tom. När kranen öppnas kommer detta vatten in i vattenförsörjningsnätet och ersätts gradvis i tanken med kallt vatten.

För att vattenintaget ska kunna ske, och varmt vatten ska rinna från tanken, måste kallt vatten tillföras tanken under tryck. I det här fallet kommer själva tanken att fyllas helt med vatten när som helst. Om det inte finns något tryck vid inloppet kommer vattnet inte fysiskt att kunna gå ut, eftersom varmvattenutloppsröret (9) öppnar vid pannans högsta punkt (trots att på utsidan av värmaren, varmvattenarmatur kan placeras var som helst, även i bottentanken).

Kallt vatten, tvärtom, tillförs underifrån, medan en avdelare (5) är installerad i änden av beslaget, vilket resulterar i att det inkommande vattnet verkar "spridas" längs tankens botten. Värmeelementet är också placerat i botten. Som ett resultat, på grund av naturlig konvektion , ökar temperaturen gradvis längs tankens höjd, och redan uppvärmt vatten blandas inte med kallt vatten.

För fall där det inte finns någon konstant vattentillförsel tillhandahålls speciella varmvattenberedare utan värmeisolering. Ett specialfall av sådana tankar är de så kallade elpannorna.

Beräkningar

Det är möjligt att bestämma vattenuppvärmningstiden i en varmvattenberedare med hjälp av fysiska standardformler för beräkning av effekt som hastigheten för energiförändringen:

$c={\frac {Q}{m\Delta T}}$ , där är vattnets specifika värmekapacitet , är lika med 4183 J kg −1 K −1 ; - mängden värme som tas emot av ämnet under uppvärmning, J; - massa uppvärmt vatten, kg (med god noggrannhet lika med dess volym i liter); - skillnaden mellan den slutliga och initiala temperaturen för ämnet (T 2 - temperaturen på det uppvärmda vattnet, ° CT 1 - det kalla vattnets initiala temperatur, ° C). $c$ $F$ $m$ $\Delta T=T_{2}-T_{1}$
$N={\frac {Q}{\tau }}$ , var är värmeeffekten, W; - det tidsintervall under vilket uppvärmningen sker, sek. $N$ $\tau$
För stora volymer och låg effekt av värmeelementet, såväl som i behållare utan värmeisolering, kan värmeförlustparametern, uttryckt i kWh/dag, vara viktig. Detta värde anges i den tekniska dokumentationen för produkten. Det måste konverteras till SI-enheter, det vill säga W. (multiplicera med 1000/24 = 41,666...) och subtrahera från värmeelementets elektriska effekt: , där är värmeelementets effekt, W; — Värmeförluster för vattenuppvärmningstanken, kWh/dag. Eftersom i hushållsvattenberedare med en kapacitet på upp till 1000 liter överstiger inte värmeförlusterna 1,5 kWh / dag. (62 W), värmeförluster försummas vanligtvis. $N=~N_{full}-~{\frac {1000}{24}}*Q_{c}$ ${\displaystyle N_{full))$ $Q_{c}$

Den slutliga beräkningen ser ut så här:

\tau ={\frac {cm(T_{2}-T_{1})}{N_{full}-{\frac {1000*Q_{c}}{24}}}}

Denna universella formel kan ge svar på vanliga frågor som uppstår vid val och drift av varmvattenberedare, såsom:

Hur lång tid tar det att värma upp vattnet i pannan till en viss temperatur?
Vilken effekt hos värmeelementet kan ge den erforderliga uppvärmningshastigheten?
Vilken volym vattenuppvärmningstank behövs för bekvämt behov?

För att besvara denna fråga, använd uttrycket som härrör från den universella formeln (eftersom inte kokande vatten krävs, utan utspätt vatten): där index 1, 2 och 3 betecknar kallt, uppvärmt i en panna respektive blandat vatten.

{cm}_{2}(~T_{3}-~T_{2})+~{cm}_{1}(~T_{3}-~T_{1})=0

Hushållsberäkningar

Hemma kan du också använda:

härledd från formeln som beskrivs av frasen: 1 kW på 1 timme värmer 860 liter vatten med 1 K ;
med en anpassad empirisk formel, enligt vilken den tid (i timmar) som krävs för fullständig uppvärmning av vattnet i tanken på en ackumulatorvattenberedare bestäms enligt följande: $t$ $t=0.00116{\frac {V(T_{2}-T_{1})}{W))$

var är tankens volym (l); - temperaturen på det uppvärmda vattnet (vanligtvis 60 ° C ); — initial temperatur för kallt vatten. — Elektrisk effekt för värmeelementet (kW). $V$ $T_{2}$ $T_{1}$ $W$

Den erforderliga volymen på varmvattenberedaren (i liter) kan uppskattas ungefär baserat på tabellen nedan:

Plats för ansökan	Antal personer i familjen
Plats för ansökan	ett	2	3	fyra	5
Tvättning	5−10	femton	femton	trettio	trettio
Dusch	trettio	femtio	80	100	120
Tvätta + dusch	femtio	80	100	120	150
Bad	100	150	200	250	300

Fördelar

Nästan obegränsad mängd varmvatten som förbrukas per tidsenhet, det vill säga möjligheten att driva valfritt antal varmvattenuttag från en tank. Antalet vattenpunkter som serveras samtidigt begränsas endast av rörets genomströmning.
Låg strömförbrukning (från 0,5 kW); även om den totala kostnaden för el är något högre än för flöde, eftersom relativt lite ström förbrukas under mycket längre tid och en del av värmen går förlorad vid värmeförlust.
Möjlighet till installation i lägenheter med otillräckligt kraftfulla elektriska ledningar;
Mindre stränga krav på skyddsautomation.
Möjligheten att värma vatten på natten, när förmånstaxor är i kraft, med dess ytterligare förbrukning under dagen. Detta automatiska alternativ, även om det finns i många importerade varmvattenberedare, fungerar dock inte med våra nätverk på grund av en felaktig överensstämmelse i kodsignalen för början av natttariffen; därför, i Ryssland, är uppvärmning till nattpriset möjlig för det mesta endast "i manuellt läge".
Frånvaro av toppbelastningar på elnätet, enhetlig strömförbrukning under lång tid.
Till skillnad från flöde fungerar det även vid lågt tryck i vattenförsörjningen.

Nackdelar

Begränsad tillgång till varmvatten;
Behovet av att placera en skrymmande tank;
Behovet av att ansluta till ett avlopp eller annan källa för vattenutsläpp;
Omöjlighet av omedelbar varmvattenförsörjning;
Förluster av termisk energi under vänteperioden för tankuppvärmning, såväl som efter uppvärmning av vattnet, om dess förbrukning försenas;
Behovet av att regelbundet kontrollera anodens skick och avkalka.

Momentan elektriska varmvattenberedare

I momentana varmvattenberedare (i vardagsspråket "blommor") minskas tankens storlek kraftigt, så att värmetanken är ett smalt rör. Detta leder till snabb uppvärmning av vattnet medan det rinner genom värmetanken.

Sådana varmvattenberedare har en märkbart högre effekt, så bara för att ta en dusch behöver du en effekt på minst 6-8 kW, och för en full tillförsel av varmvatten till ett enskilt bostadshus - 15-20 kW. Men högre effekt betyder inte mer elförbrukning, eftersom en sådan varmvattenberedare fungerar under en relativt kort tid, eftersom den inte behöver värma upp hela tanken. Faran för överdriven energiförbrukning uppstår endast om konsumenten behandlar förbrukningen av varmvatten vårdslöst, utan att stänga kranen vid tillfällen då det inte direkt behövs.

Som värmeelement kan ett värmeelement eller en oisolerad batteri användas. Fördelarna med en oisolerad spiral inkluderar först och främst omöjligheten att avsätta hårdhetssalter på den på grund av att den darrar under uppvärmning, vilket förhindrar att skalpartiklar sedimenterar. Den största nackdelen är den höga känsligheten för luftfickor, så det är lämpligt att komplettera spiralmodellerna (i avsaknad av inbyggt) skydd mot torrkörning.

Sorter

Det finns snabbvattenberedare av stängda (tryck) och öppna (icke-tryck) typer. Innebörden av dessa termer är densamma som för kapacitiva modeller. Stängda flödespassager kan försörja flera avtappningspunkter, medan en expansionstank och en säkerhetsgrupp inte krävs. Genomlopp av öppen typ kan tillföra varmvatten till endast en avtappningspunkt med hjälp av en speciell blandare.

Trots det faktum att slutna blommor kan arbeta med konventionella blandare av vilken design som helst, rekommenderas det fortfarande att dra vatten med endast en varmvattenkran i en tvåventilsblandare, eftersom detta för det första hjälper till att spara energi (det finns är inget kallvattentillskott, och därför omotiverad uppvärmning), och för det andra undviker det ett alltför litet flöde genom varmvattenberedaren (hela flödet passerar genom varmvattenberedaren, inte en del av den). När man använder en engreppsblandare finns det alltid något flöde som passerar in i kranpipen genom ett kallt rör, det vill säga förbi flödet.

Modeller av snabbvattenberedare med hydraulisk styrning har vanligtvis flera manuella effektnivåer. Temperaturkontroll vid varje steg i sådana modeller utförs genom att ändra vattenflödet.

Modeller med elektronisk styrning har en termostat som ändrar värmeeffekten beroende på flöde och temperatur på det inkommande vattnet. Om flödet är för stort för att nå den inställda temperaturen, fungerar vissa elektroniska modeller helt enkelt med full kapacitet och rapporterar ibland den faktiska temperaturen. Andra börjar begränsa flödet till ett sådant värde att vattnet fortfarande kan värmas upp till den inställda temperaturen (detta alternativ finns endast i trefasmodeller).

Värmeelementet slås på i ögonblicket för vattentappning baserat på signalerna från flödessensorerna ("vatten rinner genom röret med värmeelementet") och temperatur ("det strömmande vattnet är kallt, temperaturen är under inställd temperatur"). Värmeelementet stängs av omedelbart efter slutet av neddragningen eller vid överhettning.

Elektriska snabbvattenberedare finns i både enfas (220V) och trefas (380V) strömförsörjningsalternativ. En varmvattenberedare för ett enfasnät har en liten effekt, inte högre än 10 kW, på grund av begränsningar av den maximala belastningen i elnätet. Om vattenvärmeinstallationen är utformad för att anslutas till ett trefasnät, kan dess effekt nå 12-30 kW.

Man bör komma ihåg att spänningsstandarderna i Ryssland [1] och OSS-länderna skiljer sig något från europeiska standarder, så den effekt som anges på importerad utrustning bör justeras därefter, först efter det kan du få en uppfattning om enhetens verkliga kraft. Till exempel kommer en värmare med en märkeffekt på 10 kW, designad för en nätspänning på 230 V, vilket är standard i de flesta EU-länder, när den är ansluten till ett ryskt 220 V-nät, att producera en effekt på 10 × (220/230) )²≈9,15 kW, det vill säga med 8,5 % mindre än nominellt.