apostroika.ru

Электрика в доме.

Приборы для нагрева воды.

Принцип устройства и работы приборов, объединенных общим назначением – нагревать воду, одинаков. Разница заключается лишь в их конструктивных особенностях.

Основу этих приборов составляет трубчатый электронагреватель – ТЭН (рис. 92), который представляет собой тонкостенную металлическую трубку из углеродистой стали марки 10 или 20 с заключенной в ней спиралью из проволоки с очень высоким удельным электрическим сопротивлением.

Электрика в доме

Рис. 92. Устройство трубчатого электронагревателя (ТЭНа): 1 – тонкостенная трубка (оболочка); 2 – спираль; 3 – контактный стержень; 4 – изолятор; 5 – слой мастики; 6 – фарфоровая втулка; 7 – контактная гайка; L – общая длина ТЭНа; Iакт – активная (рабочая) длина ТЭНа; Iк – длина контактного стержня; dтр – внутренний диаметр трубки; dсп – диаметр спирали; dсп. нар. – наружный диаметр спирали; d – диаметр провода; h – шаг спирали.

Концы спирали подключены к стержням, которые выходят из герметически закрытой трубки и служат контактами для подключения ТЭНа к сети. Во избежание замыкания спирали на корпус трубки последнюю наполняют сыпучим изолятором, хорошо проводящим тепло и абсолютно не проводящим электрический ток (кварцевым песком или кристаллической окисью магния – так называемым периклазом). Заполняющий трубку изолятор под большим давлением превращается в монолит, поэтому он не только выполняет изоляционную функцию, но и надежно фиксирует спираль по оси трубки.

ТЭН – достаточно универсальный прибор, предназначенный для использования в различных водонагревательных устройствах. Поэтому в зависимости от назначения ТЭНы изготавливаются из различных материалов (в том числе и тугоплавких) и всевозможных форм (после опрессовки трубку можно изгибать любым образом).

Температура рабочей поверхности ТЭНов имеет достаточно широкий диапазон: от 450 °C (для бытовых электронагревательных приборов) до 800 °C (для нагрева жиров, масел, легкоплавких металлов в промышленных установках). Средний срок службы ТЭНов при правильной эксплуатации – до 10 000 часов непрерывной работы.

Поскольку, как уже было сказано, существует большое количество видов ТЭНов, при их покупке следует особое внимание обращать на маркировку, где указаны не только метрические параметры его элементов, но и номинальная мощность в кВт и напряжение в В, материал трубки, среда, для которой ТЭН предназначен, а также вид климатического исполнения по ГОСТу.

Среди недостатков ТЭНов следует отметить их высокую металлоемкость, использование в них дорогостоящих материалов (нихрома, нержавеющей стали) и, как следствие, большую стоимость. Кроме того, ремонту ТЭНы не подлежат.

Простейшим бытовым водонагревательным прибором, в котором используется ТЭН, является электрокипятильник; по сути, кипятильник – это ТЭН с ручкой и шнуром. Ручка кипятильника имеет крюк (или сама выполнена в виде крюка), благодаря чему кипятильник укрепляют на краю емкости, в которой нагревается вода.

Всевозможные электрические чайники, самовары, кофейники представляют собой емкости для нагрева воды, в нижнюю часть которых вмонтирован ТЭН той или иной формы.

При устройстве на дачном участке горячего душа зачастую используют аккумуляционные водонагреватели низкого давления (типа ЭВАН) все с тем же трубчатым нагревательным элементом мощностью до 1,24 кВт. Схема его подключения к водопроводной трубе и разбрызгивателю душа показана на рис. 93.

Электрика в доме

Рис. 93. Устройство электроводонагревателя типа ЭВАН: 1 – емкость для воды; 2 – теплоизоляционный кожух; 3 – трубка смесителя; 4 – терморегулятор; 5 – смеситель; 6 – патрубок для ввода холодной воды; 7 – сигнальная лампа; 8 – электрошнур; 9 – ручка регулятора температуры; 10 – ТЭН.

Выпускаются нагреватели ЭВАН емкостью 10, 40 и 100 л. Прогрев воды до температуры, на которую установлена ручка терморегулятора, происходит, соответственно, за 1, 2, 3, и 7, 8 часов.

Исправность и продолжительность срока службы электрических водонагревательных приборов зависит от того, насколько правильно их эксплуатируют и ухаживают за ними. Правила эксплуатации подобных приборов несложны, поэтому запомнить и придерживаться их не составит особого труда.

Следует помнить, что приборы, предназначенные для нагрева воды (электрочайники, кофейники и пр.), можно включать в электросеть только в том случае, когда они заполнены водой не менее чем на 1/3 своего объема, в противном случае ТЭН перегорит (а ремонту, как известно, он не подлежит).

На нагревательной трубке кипятильника имеются специальные риски, указывающие нижнюю и верхнюю границы заполненности емкости водой перед включением кипятильника в электросеть. Если вода не доходит до нижней риски, то можно сжечь прибор; если вода поднимается выше верхней риски, то есть вероятность короткого замыкания.

Резкий перепад температур неблагоприятно действует на спираль ТЭНа, поэтому нельзя выливать воду из чайника, самовара и т. д. до оголения ТЭНа, пока он не остыл. Также не следует наливать или доливать холодную воду на нагретую поверхность трубчатого нагревателя.

Длительная эксплуатация водонагревательных приборов (особенно при жесткой воде) приводит к образованию на поверхности ТЭНа накипи (осадка минеральных солей), что снижает теплопроводность и ведет к нерациональному перерасходу электроэнергии. Поэтому накипь периодически следует удалять, воспользовавшись одним из предлагаемых рецептов:

– в 1 объемную часть соляной кислоты осторожно влить 4 объемные части воды; полученным раствором ополоснуть внутреннюю поверхность емкости прибора и поверхность ТЭНа, после чего прибор тщательно промыть чистой водой;

– если чайник пластмассовый, то вместо довольно агрессивной соляной кислоты лучше использовать мягкую лимонную. Для этого необходимо вскипятить в чайнике 0,5 л воды и добавить 25 г порошка лимонной кислоты. Оставить отмокать в течение 15 минут, после чего тщательно ополоснуть чайник чистой водой;

– можно залить в чайник 0,5 л (или до полного покрытия ТЭНа) 8 %-ный белый уксус, оставить на 1 час без кипячения, затем жидкость слить, а чайник промыть чистой водой;

– можно использовать и народное средство – засыпать в емкость чистые картофельные очистки и залить водой, прокипятить, удалить очистки и ополоснуть емкость с ТЭНом большим количеством чистой воды.

А теперь о неисправностях электрических водонагревателей.

Если прибор подключен к сети, его шнур, вилка и штепсельная розетка исправны, но вода не нагревается, нужно проверить нагревательный элемент (ТЭН), а точнее, исправность его контактных соединений. Для этого отключают прибор от сети, удаляют из емкости всю воду, просушивают. Затем следует отвернуть винты крепления поддона и снять его (так нагревательный элемент будет более доступен).

Очень часто причина неисправности скрывается в нарушении контактов в местах подсоединений выводов нагревательного элемента; поэтому в первую очередь проверяют именно их: отворачивают крепящие винты и снимают зажимную шайбу. Если соединения действительно нарушены, то их восстанавливают.

Если же с контактами все в порядке, то, возможно, неисправен сам нагревательный элемент, его следует заменить: контакты выводов ТЭНа размыкают, ТЭН заменяют на новый.