Акумулациони електрични бојлер је једноставан уређај по основном принципу рада: у изолованом казану чува одређену количину воде и помоћу електричног грејача је загрева до задате температуре.
Ипак, иза те једноставности стоји више компоненти које истовремено контролишу температуру, притисак и безбедност рада. Да би се разумели кварови бојлера, функција сигурносног вентила или могућност опасног пораста температуре и притиска, прво је потребно разумети шта се у бојлеру дешава током нормалног рада.
Основни делови акумулационог бојлера
Конструкција се разликује зависно од произвођача и модела, али класичан електрични акумулациони бојлер углавном садржи:
- казан за воду;
- топлотну изолацију;
- електрични грејач;
- радни термостат;
- независну термичку заштиту;
- прикључак за довод хладне воде;
- прикључак за излаз топле воде;
- сигурносни вентил;
- магнезијумску или другу жртвену аноду код одговарајућих типова казана.
Сваки од ових делова има одређену функцију, а исправан рад бојлера зависи од њиховог заједничког функционисања.
Казан
Казан је затворена посуда у којој се налази вода.
Код већине кућних бојлера израђен је од челичног лима са унутрашњом антикорозивном заштитом, најчешће емајлом, док постоје и бојлери са казанима од нерђајућег челика и другим конструктивним решењима.
Око казана се налази слој топлотне изолације чија је сврха да смањи губитак топлоте према околини. Због тога вода остаје топла и након што је грејач престао да ради.
Казан је током рада под притиском водоводне мреже и зато није исто што и обична отворена посуда са водом.
Како вода улази у бојлер?
Хладна вода улази у доњи део казана преко прикључка хладне воде.
На том прикључку се обично налази сигурносни вентил или сигурносна група.
Када се отвори славина за топлу воду, вода из водоводне мреже под притиском улази у бојлер и истискује загрејану воду према излазном прикључку.
Другим речима, бојлер не „пумпа“ топлу воду.
Покретач протока је притисак водоводне мреже.
Док год вода улази на хладној страни, приближно иста количина воде може да изађе са топле стране.
Зашто се топла вода узима са врха казана?
Загрејана вода има мању густину од хладније воде и природно се подиже према горњем делу казана.
Због тога је систем конструисан тако да се топла вода узима из горњег дела, док нова хладна вода улази при дну.
На тај начин се настоји да се што мање меша тек пристигла хладна вода са најтоплијом водом која се налази у горњем делу бојлера.
Унутар казана зато може постојати изражена температурна слојевитост: вода на врху може бити знатно топлија од воде при дну.
Електрични грејач
За загревање воде задужен је отпорни електрични грејач.
Када кроз њега протиче електрична струја, електрична енергија се претвара у топлоту која се предаје води.
У кућним бојлерима грејачи често имају снагу реда неколико киловата, у зависности од запремине и конструкције уређаја.
Већа снага омогућава брже загревање, али коначна температура воде није одређена снагом грејача већ термостатом.
Грејач од 2 kW, на пример, не „греје воду јаче“ од грејача од 1,5 kW у смислу крајње температуре. Он јој само брже предаје енергију, док термостат одређује када ће напајање бити прекинуто.
Улога термостата
Радни термостат прати температуру воде и управља напајањем грејача.
Када је температура воде нижа од подешене вредности, термостат омогућава рад грејача.
Када температура достигне задату вредност, термостат прекида струјно коло и грејач престаје да ради.
После извесног времена вода се охлади услед топлотних губитака или зато што је део топле воде потрошен и замењен хладном.
Када температура поново падне испод одређене границе, термостат поново укључује грејач.
Зато бојлер током целог дана не троши своју називну снагу непрекидно. Грејач се укључује и искључује у циклусима.
Радни термостат није једина температурна заштита
Поред радног термостата, бојлер обично има и независну термичку заштиту.
Њена сврха није регулисање нормалне температуре воде, већ искључивање грејача ако температура због квара радног термостата пређе дозвољену границу.
То су две различите функције.
Радни термостат:
регулише температуру током нормалног рада.
Термичка заштита:
реагује када нормална регулација закаже.
Код многих уређаја, након активирања такве заштите потребно је ручно ресетовање или интервенција сервисера.
Шта се дешава са водом када се загрева?
Вода се приликом загревања шири.
То значи да иста маса топле воде заузима нешто већу запремину него када је хладна.
У отвореној посуди то није проблем, ниво воде се једноставно мало подигне.
Али акумулациони бојлер је део водоводног система под притиском.
Због тога ширење воде током загревања може изазвати повећање притиска унутар казана.
Ту долазимо до једног од најважнијих безбедносних елемената бојлера, сигурносног вентила.
Чему служи сигурносни вентил?
Сигурносни вентил има више функција зависно од своје конструкције.
Његов основни задатак је да спречи да притисак у казану пређе безбедну вредност.
Код појединих конструкција вентил омогућава контролисани поврат мале количине воде из бојлера према водоводној мрежи када се услед загревања повећа притисак.
Ако притисак настави да расте и достигне вредност подешену за сигурносно растерећење, вентил отвара излаз према атмосфери и испушта воду.
Зато повремено капање на сигурносном вентилу током загревања не мора нужно значити да је вентил неисправан.
Његова конструкција и начин рада заслужују посебно објашњење, па ћемо сигурносном вентилу посветити засебан текст.
Чему служи магнезијумска анода?
Код емајлираних челичних казана уобичајено се користи магнезијумска анода.
Емајл представља основну заштиту челика од контакта са водом, али ниједан заштитни слој није апсолутно савршен. На микроскопским оштећењима, местима монтаже и другим изложеним површинама може постојати могућност корозије челика.
Магнезијум је електрохемијски активнији од челика и зато се у одговарајућим условима он троши као жртвени материјал, штитећи челични казан.
Због тога анода није део који се уграђује „за цео живот бојлера“.
Њено стање се временом мења и код одређених конструкција предвиђена је периодична контрола и замена.
Шта се дешава када отворимо славину?
Пример најбоље показује рад целог система.
Претпоставимо да имамо загрејан бојлер од 80 литара.
Отворимо славину за топлу воду.
Притисак водоводне мреже потискује хладну воду кроз доводни прикључак у доњи део казана.
Истовремено се топла вода из горњег дела казана потискује према славини.
Како се топла вода троши, у казан улази све више хладне воде.
Температура унутар бојлера опада.
Термостат региструје пад температуре и укључује грејач.
Грејач поново загрева воду све док термостат не достигне подешену температуру и не искључи напајање.
Циклус се затим понавља.
Зашто из бојлера понекад добијемо више „употребљиве“ топле воде него што је његова запремина?
Бојлер од 80 литара не значи нужно да на славини можемо користити само 80 литара воде температуре погодне за туширање.
Ако је вода у бојлеру, на пример, загрејана на 60 °C, а за туширање користимо мешавину од око 38, 40 °C, топла вода из бојлера се меша са хладном водом.
Због тога из 80 литара веома топле воде можемо добити већу количину мешане воде ниже температуре.
Колико тачно зависи од температуре воде у бојлеру, температуре хладне воде и жељене температуре на изливу.
Зашто бојлер не треба посматрати само као „канту са грејачем“?
Иако је принцип једноставан, бојлер је у ствари:
затворена посуда под притиском, испуњена водом, са електричним грејачем снаге неколико киловата.
Због тога истовремено морају бити контролисани:
- температура воде;
- електрично напајање грејача;
- притисак у казану;
- електрична заштита корисника;
- механичка исправност казана;
- исправност сигурносног вентила.
Када сви ти системи функционишу исправно, рад бојлера је једноставан и предвидив.
Када неки од њих откаже, врста последице зависи од тога који је део отказао и да ли су преостале заштите исправне.
Управо зато ћемо у наредним текстовима посебно обрадити како ради сигурносни вентил бојлера и шта заправо мора да се догоди да би акумулациони бојлер могао да експлодира.