Sähköinen vedenlämmitin

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3.1.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 5 muokkausta .

Sähköinen vedenlämmitin - sähköinen vedenlämmitin , laite veden lämmittämiseen sähköverkosta saadun energian ( virran lämpövaikutus ) avulla myöhempää käyttöä varten teknisissä , taloudellisissa, saniteetti- ja hygieniatarkoituksiin tai kotitalouksiin .

Monissa Euroopan maissa asuntojen yksilöllisesti asennettavat sähkölämmittimet korvaavat puuttuvan keskitetyn käyttöveden . Venäjällä ja IVY - maissa sähkökäyttöisiä vedenlämmittimiä käytetään yleensä yksittäisten asuntorakentamisen yhteydessä keskitetyn kaasuntoimituksen puuttuessa ja myös varalämmittimenä kesän ennaltaehkäisevien seisokkien aikana .

Sähkölämmittimien etuja ovat työprosessin automatisointi, asennusmahdollisuus mihin tahansa rakennukseen (vaatii vain sähköistyksen), räjähdysturvallisuus, pienempi palovaara verrattuna kaasu- ja kiinteän polttoaineen vedenlämmittimiin, ei kaasumyrkytys- tai palamisvaaraa Tuotteet. Sähkökäyttöiset vedenlämmittimet, erityisesti virtauslämmittimet, vaativat kuitenkin riittävän voimakkaita linjoja, ja sähkö on yleensä paljon kalliimpaa kuin kaasu tai muut palavat polttoaineet.

Laitteen mukaan sähkölämmittimet jaetaan varasto- ja virtauslämmittimiin.

Akkumulatiiviset sähkölämmittimet

Akkumulatiivinen (kapasitiivinen) vedenlämmitin tai boileri ( englanniksi boilerista ) on suhteellisen suuri säiliö, johon on sijoitettu lämmönlähde tai harvemmin sen alle. Useimmiten lämmityselementti toimii lämmönlähteenä .

Vesilämmityssäiliö on suojattu ulkopuolelta lämpöeristekerroksella ja suojakotelolla. Vakiopaksuus on 50 mm pienille konteille (noin 200 l asti), 100 mm suurille konteille. Lämpöeristys on perinteisesti valmistettu jäykästä polyuretaanivaahdosta (kova) tai vaahtokumista (pehmeä, irrotettava). Suurissa tilavuuksissa (alkaen 1000 litraa) lämmöneristys toimitetaan yleensä erillään säiliöstä, mikä mahdollistaa tuotteen mittojen pienentämisen (sen kuljetuksen helpottamiseksi).

Ulkopuolella ohjauspaneeli on kytketty lämmityselementtiin, joka sisältää välttämättä lämpötilan säädön. Tämä on yleensä bimetallitermostaatti . Termostaatin lämpötila-asetusalue: 30 - 85 °C . Valmistajan ja mallin mukaan sallittu alue voi vaihdella.

Suljetut sähkölämmittimet (paine, korkeapaine)

Tällaiset vedenlämmittimet on jatkuvasti kytkettynä vesiverkkoon, sisäinen säiliö on jatkuvasti paineen alla.

Suljettua kattilaa voidaan käyttää keskitetyssä vesihuoltojärjestelmässä useille vesipisteille, kun taas on sallittua käyttää sekä perinteisiä vesiliittimiä (yksivipu- ja kaksiventtiiliset sekoittimet) että erityisiä sekoittimia avoimen tyyppisille vedenlämmittimille.

Säiliön vaurioitumisen välttämiseksi veden paisumisesta lämmityksen aikana johtuvasta paineen noususta, kattilan kanssa voidaan käyttää paisuntasäiliötä (paisuntasäiliö) tai turva-, ylipaine- ja takaiskuventtiileistä koostuvaa turvaryhmää, Tarvittaessa sitä täydennetään myös paineenalennuslaitteella, painemittarilla, lämpösekoittimella. Kun paine nousee yli varoventtiilin nimellisarvon, jousitettu venttiili avautuu ja ylimääräinen vesi johdetaan viemäriin. Takaiskuventtiili tarvitaan estämään veden valuminen syöttölinjaan ja lämmityselementin ylikuumeneminen. Turvaryhmä sijaitsee syöttöputkessa suoraan kattilan tuloaukossa.

Materiaali vesilämmityssäiliön valmistukseen voi olla: emaloitu teräs ; ruostumaton teräs ; harvoissa tapauksissa kupari ja muut metallit. Emaloinnin lisäksi terässäiliöissä käytetään katodista suojausta , joka perustuu uhrautuvaan anodiin, yleensä magnesiumiin tai sinkkiin , tai ulkopuoliseen anodiin korroosion estämiseksi.

Avoin tyyppiset sähkölämmittimet (paineeton, matalapaine)

Avoin vedenlämmitin voi syöttää vain yhden vedenottopisteen ja vain erityisten vedenottoliittimien (erikoissekoittimen) avulla. Tällaisten liitosten toimintaperiaate on sulkea verkkovesi paineen alaisena, ei poistoaukosta, vaan kattilan tuloaukosta. Tämä mahdollistaa säiliön valmistamisen vähemmän kestävistä materiaaleista, useimmiten muovista. Erikoishana toimii myös turvaryhmänä, joka tyhjentää ylimääräisen veden pesualtaaseen, kun se laajenee lämmityksen aikana.

Avoin tyyppiset kattilat, joissa on turvaryhmä ja paisuntasäiliö, eivät voi toimia: jatkuvassa kylmän veden paineessa lämmityssäiliö turpoaa ja räjähtää. Lisäksi tällaisissa vedenlämmittimissä sammutus tapahtuu usein tulopaineen, ei ulostulon, mukaan. Näin ollen tavallinen hana tai hana, joka on asennettu vedenlämmittimen jälkeen (joka on ehdottomasti kielletty asennusohjeissa!) - voi, jos se on suljettu, aiheuttaa vedenlämmittimen jatkuvan toiminnan ilman veden virtausta, mikä voi aiheuttaa vaaratilanteen.

Materiaali vesilämmityssäiliön valmistukseen voi olla: muovia , kuparia .

Kuinka se toimii

Kun hana avataan, vesilämmityssäiliössä lämmitetty vesi tulee vesijohtoverkkoon ja korvataan säiliössä vähitellen kylmällä vedellä. Kun kuuman veden tarjonta on loppunut ja jo viileää vettä alkaa virrata hanasta, sinun on odotettava, kunnes kattila lämpenee uudelleen. Lämmitys kytkeytyy päälle, kun lämpötila-anturi rekisteröi säiliön lämpötilan asetetun lämpötilan alapuolelle riippumatta siitä, onko vettä otettu vai ei.

Käsite "paineeton sähköinen vedenlämmitin" ei tarkoita ollenkaan sitä, että säiliö voidaan esitäyttää ja sitten irrottaa vesisyötöstä ja kuluttaa vettä, kunnes säiliö on tyhjä. Kun hana avataan, tämä vesi tulee vesiverkkoon ja korvataan vähitellen säiliössä kylmällä vedellä.

Jotta vedenotto tapahtuisi ja kuumaa vettä valuisi säiliöstä, säiliöön on syötettävä kylmää vettä paineen alaisena. Tässä tapauksessa itse säiliö täytetään kokonaan vedellä milloin tahansa. Jos tuloaukossa ei ole painetta, vesi ei fyysisesti pääse ulos, koska kuuman veden poistoputki (9) avautuu kattilan korkeimmasta kohdasta (huolimatta siitä, että kiukaan ulkopuolelta kuumavesiliitin voi sijaita missä tahansa, jopa pohjasäiliössä).

Päinvastoin kylmää vettä syötetään alhaalta, kun taas liittimen päähän on asennettu jakaja (5), jonka seurauksena tuleva vesi näyttää "leviävän" säiliön pohjaa pitkin. Lämmityselementti sijaitsee myös pohjassa. Tämän seurauksena lämpötila nousee luonnollisen konvektion ansiosta vähitellen säiliön korkeutta pitkin, eikä jo lämmitetty vesi sekoitu kylmään veteen.

Tapauksissa, joissa ei ole jatkuvaa vedensyöttöä, tarjotaan erityisiä vedenlämmittimiä ilman lämpöeristystä. Tällaisten säiliöiden erikoistapaus ovat niin sanotut sähkökattilat.

Laskelmat

On mahdollista määrittää veden lämmitysaika varaavassa vedenlämmittimessä käyttämällä tavallisia fyysisiä kaavoja tehon laskemiseksi energian muutosnopeudena:

$c={\frac {Q}{m\Delta T}}$ , missä on veden ominaislämpökapasiteetti , on yhtä suuri kuin 4183 J kg −1 K −1 ; - aineen kuumentamisen aikana vastaanottaman lämmön määrä , J; - lämmitetyn veden massa, kg (hyvällä tarkkuudella sama kuin sen tilavuus litroina); - aineen loppu- ja alkulämpötilan ero (T 2 - lämmitetyn veden lämpötila, ° CT 1 - kylmän veden alkulämpötila, ° C). $c$ $K$ $m$ $\Delta T=T_{2}-T_{1}$
$N={\frac {Q}{\tau }}$ , missä on lämmitysteho, W; - aika, jonka aikana lämmitys tapahtuu, sek. $N$ $\tau$
Lämmityselementin suurille määrille ja alhaiselle teholle sekä säiliöissä, joissa ei ole lämpöeristystä, lämpöhäviöparametri, joka ilmaistaan kWh / vrk, voi olla tärkeä. Tämä arvo on ilmoitettu tuotteen teknisissä asiakirjoissa. Se on muutettava SI-yksiköiksi, eli W. (kerrotaan 1000/24 = 41,666…) ja vähennetään lämmityselementin sähkötehosta: , missä on lämmityselementin teho, W; — vesilämmityssäiliön lämpöhäviöt, kWh/vrk. Koska kotitalouksien vedenlämmittimissä, joiden kapasiteetti on enintään 1000 litraa, lämpöhäviöt eivät ylitä 1,5 kWh / vrk. (62 W), lämpöhäviöt jätetään yleensä huomiotta. $N=~N_{full}-~{\frac {1000}{24}}*Q_{c}$ ${\displaystyle N_{full))$ $Q_{c}$

Lopullinen laskelma näyttää tältä:

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

Tämä yleinen kaava voi antaa vastauksia yleisiin kysymyksiin, joita herää valittaessa ja käytettäessä vedenlämmittimiä, kuten:

Kuinka kauan kattilassa olevan veden lämmittäminen tiettyyn lämpötilaan kestää?
Mikä lämmityselementin teho voi tarjota vaaditun lämmitysnopeuden?
Minkä tilavuuden vesilämmityssäiliötä tarvitaan mukavaan tarpeiden täyttämiseen?

Vastataksesi tähän kysymykseen käytä yleiskaavasta johdettua lauseketta (koska ei vaadita kiehuvaa vettä, vaan laimeaa vettä): missä indeksit 1, 2 ja 3 tarkoittavat kylmää, kattilassa lämmitettyä ja sekoitettua vettä.

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

Kotitalouslaskelmat

Kotona voit myös käyttää:

johdettu kaavasta, joka kuvataan lauseella: 1 kW 1 tunnissa lämmittää 860 litraa vettä 1 K:lla ;
mukautetulla empiirisellä kaavalla, jonka mukaan varaavan vedenlämmittimen säiliössä olevan veden täydelliseen lämmittämiseen tarvittava aika (tunteina) määritetään seuraavasti: $t$ $t=0,00116{\frac {V(T_{2}-T_{1})}{W))$

missä on säiliön tilavuus (l); - lämmitetyn veden lämpötila (yleensä 60 °C ); - kylmän veden alkulämpötila; — lämmityselementin sähköteho (kW). $V$ $T_{2}$ $T_{1}$ $W$

Lämminvesivaraajan tarvittava tilavuus (litroina) voidaan arvioida likimääräisesti alla olevan taulukon perusteella:

Hakemuspaikka	Ihmisten lukumäärä perheessä
Hakemuspaikka	yksi	2	3	neljä	5
Pesu	5-10	viisitoista	viisitoista	kolmekymmentä	kolmekymmentä
Suihku	kolmekymmentä	viisikymmentä	80	100	120
Pesu + suihku	viisikymmentä	80	100	120	150
Kylpy	100	150	200	250	300

Edut

Lähes rajoittamaton määrä kuumaa vettä kulutetaan aikayksikköä kohden, toisin sanoen kyky syöttää virtaa mihin tahansa kuuman veden ulostuloon yhdestä säiliöstä. Samanaikaisesti palvelevien vesipisteiden määrää rajoittaa vain putken läpimeno.
Alhainen virrankulutus (0,5 kW alkaen); vaikka sähkön kokonaiskustannukset ovat hieman korkeammat kuin virtauksen, koska sähköä kuluu suhteellisen vähän pidemmän ajan kuluessa ja osa lämmöstä häviää lämpöhäviön aikana.
Mahdollisuus asentaa huoneistoihin, joissa on riittämättömän tehokkaat sähköjohdot;
Vähemmän tiukat vaatimukset suojaautomaatiolle.
Mahdollisuus lämmittää vettä yöllä, kun edulliset tariffit ovat voimassa, sen lisäkulutuksella päivällä. Tämä automaattinen vaihtoehto, vaikka se onkin olemassa monissa maahantuoduissa vedenlämmittimissä, ei kuitenkaan toimi verkkojemme kanssa, koska yötariffin alkamiskoodisignaali ei täsmää; siksi Venäjällä yöhintainen lämmitys on mahdollista suurimmaksi osaksi vain "manuaalisessa tilassa".
Sähköverkon huippukuormituksen puuttuminen, tasainen virrankulutus pitkään.
Toisin kuin virtaus, se toimii jopa alhaisella paineella vesihuollossa.

Haitat

Rajoitettu kuuman veden resurssi;
Tarve sijoittaa iso säiliö;
Tarve liittää viemäriin tai muuhun vedenpoistolähteeseen;
Välittömän kuuman veden toimituksen mahdottomuus;
Lämpöenergian menetykset säiliön lämmityksen odotusaikana sekä veden lämmityksen jälkeen, jos sen kulutus viivästyy;
Tarve tarkistaa säännöllisesti anodin ja kalkinpoiston kunto.

Välittömät sähköiset vedenlämmittimet

Välittömässä vedenlämmittimessä (puhekielessä "kukat") säiliön koko pienenee huomattavasti, joten lämmityssäiliö on kapea putki. Tämä johtaa veden nopeaan lämpenemiseen, kun se virtaa lämmityssäiliön läpi.

Tällaisilla vedenlämmittimillä on huomattavasti suurempi teho, joten vain suihkun ottamiseen tarvitset vähintään 6-8 kW tehon ja täydellisen kuuman veden toimittamiseen yksittäiseen asuinrakennukseen - 15-20 kW. Suurempi teho ei kuitenkaan tarkoita suurempaa sähkönkulutusta, koska tällainen vedenlämmitin toimii suhteellisen lyhyen ajan, koska sen ei tarvitse lämmittää koko säiliötä. Energian liiallisen kulutuksen vaara syntyy vain, jos kuluttaja käsittelee lämpimän veden kulutusta huolimattomasti, sulkematta hanaa silloin, kun sitä ei suoraan tarvita.

Lämmityselementtinä voidaan käyttää lämmityselementtiä tai eristämätöntä patteria. Eristämättömän spiraalin etuja ovat ensinnäkin se, että sen päälle ei voida kerrostaa kovuussuoloja, koska se tärisee lämmityksen aikana, mikä estää kalkkihiukkasten laskeutumisen. Suurin haittapuoli on korkea herkkyys ilmataskuille, joten on suositeltavaa täydentää spiraalimalleja (jos ei ole sisäänrakennettua) suojausta kuivakäyntiä vastaan.

Lajikkeet

On olemassa läpivirtauslämmittimiä , jotka ovat suljettuja (paine) ja avoimia (ei paineita) . Näiden termien merkitys on sama kuin kapasitiivisissa malleissa. Suljetut virtauskanavat voivat syöttää useita poistopisteitä, kun taas paisuntasäiliötä ja turvaryhmää ei tarvita. Avoimet läpivirtaukset voivat toimittaa kuumaa vettä vain yhteen vedenottopisteeseen käyttämällä erityistä sekoitinta.

Huolimatta siitä, että suljetut kukat pystyvät toimimaan minkä tahansa mallin tavanomaisten sekoittimien kanssa, on silti suositeltavaa ottaa vettä käyttämällä vain kaksiventtiilisen sekoittimen kuumavesihanaa, koska tämä auttaa ensinnäkin säästämään energiaa (siellä ei ole kylmän veden lisäystä, ja siksi perusteetonta lämmitystä), ja toiseksi se välttää liian pienen virtauksen vedenlämmittimen läpi (koko virtaus kulkee vedenlämmittimen läpi, ei osa sitä). Yksivipusekoitinta käytettäessä hanan nokkaan kulkee aina jonkin verran virtausta kylmän putken kautta eli ohittaa virtauksen.

Hydraulisella ohjauksella varustetuissa hetkellisissä vedenlämmittimissä on yleensä useita manuaalisia tehotasoja. Lämpötilan säätö kussakin vaiheessa tällaisissa malleissa tapahtuu muuttamalla veden virtausta.

Elektronisella ohjauksella varustetuissa malleissa on termostaatti, joka muuttaa lämmitystehoa tulevan veden virtauksesta ja lämpötilasta riippuen. Jos virtaus on liian suuri asetetun lämpötilan saavuttamiseksi, jotkin elektroniset mallit toimivat yksinkertaisesti täydellä teholla ja raportoivat joskus todellisen lämpötilan. Toiset alkavat rajoittaa virtausta sellaiseen arvoon, että vesi voi silti lämmetä asetettuun lämpötilaan (tämä vaihtoehto on olemassa vain kolmivaiheisissa malleissa).

Lämmityselementti kytkeytyy päälle vedenottohetkellä virtausantureiden signaalien ("vesi virtaa putken läpi lämmityselementin kanssa") ja lämpötilan ("virtaava vesi on kylmää, lämpötila alle asetettu lämpötila”). Lämmityselementti kytketään pois päältä välittömästi poiston päätyttyä tai ylikuumenemisen yhteydessä.

Sähkötoimisia läpivirtauslämmittimiä on saatavana sekä yksivaiheisena (220V) että kolmivaiheisena (380V) virtalähteenä. Yksivaiheisen verkon vedenlämmittimellä on pieni teho, enintään 10 kW, verkkoverkon enimmäiskuormituksen rajoitusten vuoksi. Jos vesilämmityslaitteisto on suunniteltu kytkettäväksi kolmivaiheiseen verkkoon, sen teho voi olla 12-30 kW.

On syytä muistaa, että Venäjän [1] ja IVY-maiden jännitestandardit poikkeavat jonkin verran eurooppalaisista standardeista, joten maahantuoduissa laitteissa ilmoitettua tehoa tulee säätää vastaavasti, vasta sen jälkeen saat käsityksen laitteen todellinen teho. Esimerkiksi lämmitin, jonka nimellisteho on 10 kW ja joka on suunniteltu 230 V verkkojännitteelle ja joka on vakiona useimmissa EU-maissa, tuottaa 10 × (220/230) tehoa, kun se on kytkettynä Venäjän 220 V verkkoon. )²≈9,15 kW, eli 8,5 % vähemmän kuin nimellisarvo.

Laskelmat

Suurin veden virtaus V (l / min) hetkellisen sähkölämmittimen, jonka teho on W (kW) (tai sekoittimesta, jossa se sekoitetaan kylmään veteen), voidaan laskea kaavalla:

{\displaystyle V=14,3{\frac {W}{T_{2}-T_{1))))

missä T 2 on vastaanotetun veden lämpötila, T 1 on veden lämpötila vedenlämmittimen tuloaukossa.

Karkea arvio vedenlämmittimen tehosta vedenkulutuksena (tai päinvastoin virrankulutuksena) lämmitettäessä vettä noin 25-30 °C:lla, voidaan olettaa, että teho kilowatteina on kaksinkertainen veden virtaukseen verrattuna. l/min. Esimerkiksi suihkussa, jonka virtausnopeus on 10 litraa vettä minuutissa, vedenlämmitin tarvitsee 20 kW tehon.

Voit karkeasti arvioida vedenlämmittimen tehon taulukon mukaan:

teho, kWt	Tarkoitus
4-6	käsien pesu, astiat
6-8	käydä suihkussa
10-15	pesuallas + suihku
15-20	kylpy, yksittäisen talon vesihuolto

Edut

Mahdollisuus saada rajoittamaton määrä kuumaa vettä ilman esilämmitystä;
Kompakti;
Alhainen prosenttiosuus lämpöenergiahäviöistä, säästö, joka liittyy jatkuvan varalämmitetyn tilavuuden puuttumiseen;
Ei riskiä, joka liittyy juomalaadun heikkenemiseen, bakteerien kasvuun tai muihin ongelmiin, jotka liittyvät pitkäaikaiseen seisovaan veteen.

Haitat

Mahdottomuus saada suuri kuuman veden virtaus aikayksikköä kohti hyväksyttävillä lämmitystehoilla, vakiohuoneistoon, jossa on kaksi samanaikaisesti toimivaa vesipistettä, yksivaiheinen malli ei enää sovellu;
Niin kutsutun "kuumakäynnistyksen" mahdottomuus - lämmityselementin lämpeneminen kestää muutaman sekunnin, jonka aikana vesi jäähtyy;
Vakiolämpötilan ylläpitämiseen liittyvät vaikeudet (elektroniikkamalleista puuttuu tämä ongelma);
Tarve ylläpitää riittävä virtaus laitteen toimintaa varten, tiukat vaatimukset vähimmäistulopaineelle;
Suuri hetkellinen virrankulutus, joka aiheuttaa lisäkustannuksia asennuskustannuksista (erillisen virtajohdon vetäminen, lupien saaminen);
Tarve käyttää virtalähdettä;
Sähköverkon väistämättömät huippukuormitukset tiettyinä vuorokaudenaikoina, vaiheepätasapainon todennäköisyys virransyöttöjärjestelmän virheellisten laskelmien aikana;
Kierrätysjärjestelmän järjestämisen mahdottomuus johtuu siitä, että lämmityselementti ei toimi ilman vedenottoa;
Alemmat maksimilämpötilat - virtaustyyppisessä vedenlämmittimessä suurin mahdollinen lämmityslämpötila ei ylitä 55-60 °C, kun taas varastokattilat voivat lämmittää vettä 85 °C:seen tai jopa 99 °C:seen ( sähkölämmitin ).

Sähköinen vedenlämmitin

Akkumulatiiviset sähkölämmittimet

Suljetut sähkölämmittimet (paine, korkeapaine)

Avoin tyyppiset sähkölämmittimet (paineeton, matalapaine)

Kuinka se toimii

Laskelmat

Edut

Haitat

Välittömät sähköiset vedenlämmittimet

Lajikkeet

Laskelmat

Edut

Haitat

Katso myös

Muistiinpanot

Kirjallisuus

Linkit