Як награвальны элемент воданагравальніка пераўтварае электрычнасць у цяпло

A награвальны элемент воданагравальнікапрацуе шляхам прапускання электрычнасці праз металічную спіраль. Гэтая спіраль супраціўляецца патоку, таму яна хутка награваецца і награвае ваду. Каля 40% дамоў у ЗША выкарыстоўваюцьэлектрычны воданагравальнікУ табліцы ніжэй паказана, колькі энергіінагравальны элемент для гарачай вадыможна выкарыстоўваць на працягу года:

Асноўныя высновы

• Награвальны элемент воданагравальніка выкарыстоўвае электрычнасць, якая праходзіць праз металічную спіраль, для стварэння цяпла, якое эфектыўна і бяспечна награвае ваду.
• Выбар патрэбных матэрыялаў іабслугоўванне награвальнага элемента, напрыклад, прадухіленне назапашвання мінералаў і праверка злучэнняў, дапамагае абагравальніку праслужыць даўжэй і працаваць лепш.
• Рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне івыкарыстоўваючы правільны тып элементаэканоміце энергію, зніжайце выдаткі і падтрымлівайце гарачую ваду надзейна кожны дзень.

Кампаненты награвальнага элемента воданагравальніка

Металічная шпулька або стрыжань

Сэрцам кожнага награвальнага элемента з'яўляеццаметалічная шпулька або стрыжаньГэтая дэталь звычайна вырабляецца са сплаву нікель-хром, які дапамагае хутка і раўнамерна пераўтвараць электрычнасць у цяпло. Канструкцыя шпулькі, прамая ці спіральная, уплывае на тое, наколькі добра яна награвае ваду. Больш тоўстыя шпулькі могуць выдаваць больш цяпла, але могуць хутчэй зношвацца, калі іх не астуджаць належным чынам. Выбар матэрыялу таксама мае значэнне. Вось кароткі агляд распаўсюджаных матэрыялаў і іх уласцівасцей:

Змеевікі з інколоя найлепш працуюць у жорсткай вадзе, бо яны ўстойлівыя да карозіі. Медзь хутка награвае ваду, але не так доўга служыць у складаных умовах. Нержавеючая сталь прапануе добры баланс паміж трываласцю і хуткасцю нагрэву.

Электрычныя клемы

Электрычныя клемы падключаюць награвальны элемент воданагравальніка да крыніцы харчавання. Гэтыя невялікія металічныя штыфты выступаюць з бака і забяспечваюць бяспечную падачу электрычнасці ў спіраль. Добрае злучэнне на клемах забяспечвае добрую працу награвальніка і дапамагае прадухіліць праблемы з электрычнасцю. Калі клемы аслабнуць або пашкодзяцца, элемент можа перастаць працаваць або нават стаць небяспечным. Клемы таксама маюць ізаляцыю, каб прадухіліць уцечку электрычнасці ў ваду або бак.

Ізаляцыя і абалонка

Ізаляцыя і знешняя абалонка абараняюць награвальны элемент і дапамагаюць яму праслужыць даўжэй. Вытворцы шчыльна абмотваюць шпульку парашком аксіду магнію. Гэты матэрыял утрымлівае электрычнасць унутры шпулькі і перадае цяпло вадзе. Абалонка, вырабленая з такіх металаў, як медзь, нержавеючая сталь або інколой, пакрывае ізаляцыю і шпульку. Яна абараняе элемент ад вады, хімічных рэчываў і ўдараў. Правільны матэрыял абалонкі можа істотна паўплываць на тэрмін службы элемента, асабліва ў розных тыпах вады.

Парада: Выбар правільнага матэрыялу абалонкі ў залежнасці ад тыпу вады можа значна падоўжыць тэрмін службы награвальнага элемента воданагравальніка.

Як награвальны элемент воданагравальніка пераўтварае электрычнасць у цяпло

Паток электрычнага току

A награвальны элемент воданагравальнікапачынае працаваць, як толькі хтосьці ўключае электрычнасць. У большасці дамоў для воданагравальнікаў выкарыстоўваецца ланцуг 240 вольт. Элемент падключаецца да гэтага ланцуга праз трывалыя электрычныя клемы. Калі тэрмастат адчувае, што вада занадта халодная, ён дазваляе электрычнасці паступаць у элемент. Ток праходзіць праз металічную шпульку або стрыжань унутры бака.

Тыповы награвальны элемент воданагравальніка ў доме працуе ад напружання 240 вольт і можа спажываць каля 10 ампер пры магутнасці 2400 Вт. Канструкцыя элемента адпавядае напрузе сеткі і магутнасці, каб забяспечыць бяспечны і эфектыўны нагрэў вады. Тэрмастат кантралюе, калі элемент уключаецца або выключаецца, падтрымліваючы патрэбную тэмпературу вады.

Заўвага: Заўсёды замяняйце награвальны элемент на той, які адпавядае арыгінальнай напрузе і магутнасці. Выкарыстанне няправільнага тыпу можа прывесці да нізкай прадукцыйнасці або нават да пашкоджання воданагравальніка.

Супраціўленне і цеплавыдзяленне

Сапраўдная магія адбываецца ўнутры спіралі. Метал у награвальным элеменце воданагравальніка супраціўляецца праходжанню электрычнасці. Гэта супраціўленне прымушае электроны сутыкацца з атамамі ў метале. Кожнае сутыкненне прымушае атамы вібраваць хутчэй, што стварае цяпло. Навукоўцы называюць гэты працэс джоўлевым награваннем.

Колькасць цяпла залежыць ад трох фактараў: сілы току, напружання і супраціўлення. Формулы выглядаюць наступным чынам:

P = I²R або P = V²/R

Дзе:

• P = Магутнасць (выпрацоўваемая цяпло, у ватах)
• I = Сіла току (у амперах)
• V = напружанне (у вольтах)
• R = супраціўленне (у Омах)

Больш высокае супраціўленне элемента азначае, што пры праходжанні току выпрацоўваецца больш цяпла. Вось чаму ў шпульцы выкарыстоўваюцца спецыяльныя сплавы, такія як нікель-хром. Гэтыя металы маюць менавіта такое супраціўленне, каб пераўтвараць электрычнасць у цяпло без плаўлення і разбурэння.

Парада: супраціўленне награвальнага элемента і выбар матэрыялу гарантуюць, што ён награваецца дастаткова, каб нагрэць ваду, але не настолькі, каб хутка перагарэць.

Цеплаперадача вадзе

Пасля таго, як спіраль награваецца, наступным крокам з'яўляецца перадача гэтага цяпла вадзе. Награвальны элемент воданагравальніка знаходзіцца прама ўнутры бака, акружаны вадой. Цяпло перадаецца ад гарачай металічнай паверхні да больш халоднай вады за кошт цеплаправоднасці. Форма элемента, часта спіральная або пятля, дае яму большую плошчу паверхні для дакранання да вады і хутчэйшай перадачы цяпла.

Па меры награвання вады каля элемента яна становіцца лягчэйшай і падымаецца ўверх. Больш халодная вада займае яе месца. Гэты натуральны рух, які называецца канвекцыяй, дапамагае раўнамерна размеркаваць цяпло па баку. Працэс працягваецца, пакуль уся вада не дасягне зададзенай тэмпературы.

Сам награвальны элемент вельмі эфектыўны. Ён пераўтварае амаль усю электрычнасць, якую выкарыстоўвае, у цяпло, з амаль 100% эфектыўнасцю. Некаторая частка цяпла можа выходзіць з бака, але элемент не марнуе энергію падчас пераўтварэння. Электрычныя воданагравальнікі пераўзыходзяць газавыя мадэлі ў гэтым плане, бо газавыя награвальнікі губляюць частку энергіі праз вентыляцыю і згаранне.

Ці ведаеце вы? Хуткасць перадачы цяпла ад элемента да вады можа змяняцца па меры награвання вады. Спачатку цяпло перадаецца хутчэй па меры павышэння тэмпературы, але пасля пэўнага моманту працэс запавольваецца з-за змяненняў у патоку вады ўнутры рэзервуара.

Прадукцыйнасць і ліквідацыя непаладак награвальнага элемента воданагравальніка

Назапашванне мінералаў і адкладванне люпіну

Назапашванне мінералаў — распаўсюджаная праблема для воданагравальнікаў, асабліва ў рэгіёнах з жорсткай вадой. Калі мінералы, такія як кальцый і магній, асядаюць на награвальным элеменце, яны ўтвараюць цвёрды ізаляцыйны пласт, які называецца накіпам. Гэты пласт абцяжарвае перадачу цяпла вадзе ад элемента. У выніку награвальнік спажывае больш энергіі і даўжэй разаграваецца. З часам тоўсты накіп можа прывесці да нераўнамернага нагрэву, перагрэву і нават да ранняга выхаду элемента з ладу. Іншыя праблемы ўключаюць карозію, іржу і больш высокія выдаткі на рамонт.
Некаторыя спосабы прадухілення гэтых праблем ўключаюць:

• Рэгулярна прамывайце рэзервуар для выдалення адкладаў.
• Замена аноднага стрыжня для прадухілення карозіі.
• Выкарыстанне змякчальнікаў вады або прылад для прадухілення накіпу.
• Планаванне штогадовага тэхнічнага абслугоўвання, каб усё працавала без праблем.

Рэгулярнае абслугоўванне і ачыстка вады дапамагаюць падоўжыць тэрмін службы і эфектыўнасць вашага воданагравальніка.

Тып элемента і эфектыўнасць

Розныя тыпы воданагравальнікаў выкарыстоўваюць розныя награвальныя элементы, і іх эфектыўнасць можа адрознівацца. Праточныя воданагравальнікі награваюць ваду толькі пры неабходнасці, таму яны марнуюць менш энергіі. Награвальнікі з бакам-назапашвальнікам падтрымліваюць ваду гарачай увесь час, што можа прывесці да страты цяпла. Цеплавыя помпы і сонечныя воданагравальнікі спажываюць менш электраэнергіі і больш экалагічна чыстыя.
Вось кароткае параўнанне:

Прыкметы паломкі элемента

Награвальны элемент воданагравальніка можа выйсці з ладу па розных прычынах. Вось некаторыя прыкметы, на якія варта звярнуць увагу:

1. Вада, якая ніколі не награваецца цалкам.
2. Гарачая вада хутка сканчаецца падчас душа.
3. Дзіўныя шыпячыя або трашчачыя гукі з бака.
4. Больш высокія рахункі за энергію без дадатковага спажывання.
5. Каламутная або іржавая вада.
6. Часта спрацоўвае аўтаматычны выключальнік.

Большасць награвальных элементаў служаць ад 6 да 10 гадоў, але жорсткая вада і адсутнасць тэхнічнага абслугоўвання могуць скараціць тэрмін іх службы. Рэгулярныя праверкі і хуткі рамонт дапамагаюць пазбегнуць больш сур'ёзных праблем у будучыні.

Рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне забяспечвае бесперабойную працу воданагравальнікаў і з часам эканоміць грошы. Уладальнікі дамоў, якія разумеюць, як працуе іх сістэма, выяўляюць праблемы на ранняй стадыі, зніжаюць рахункі за энергію і пазбягаюць дарагога рамонту. Выбар эфектыўных мадэляў і рэгуляванне тэрмастата дапамагае знізіць уздзеянне на навакольнае асяроддзе і забяспечвае надзейную гарачую ваду кожны дзень.

Часта задаваныя пытанні

Як часта трэба мяняць награвальны элемент воданагравальніка?

Большасць людзейзамяніць награвальны элементкожныя 6-10 гадоў. Жорсткая вада можа скараціць тэрмін службы. Рэгулярныя праверкі дапамагаюць выявіць праблемы на ранняй стадыі.

Ці можа ўладальнік дома ачысціць награвальны элемент ад мінеральных адкладаў?

Так, яны могуцьачысціць элементшляхам вымання яго і замочвання ў воцаце. Гэта дапамагае растварыць накіп. Заўсёды спачатку выключайце харчаванне.

Што адбудзецца, калі хтосьці ўсталюе элемент няправільнай магутнасці?

Воданагравальнік можа награваць вада неналежным чынам. Гэта можа прывесці да спрацоўвання аўтаматычных выключальнікаў або пашкоджання бака. Заўсёды выбірайце магутнасць нагрэвальнага элемента ў адпаведнасці з рэкамендацыямі вытворцы.