Како грејни елемент бојлера претвара електричну енергију у топлоту

A грејни елемент бојлераРади тако што пропушта струју кроз металну завојницу. Ова завојница се опире протоку, па се брзо загрева и загрева воду. Око 40% америчких домаћинстава користиелектрични бојлерДоња табела приказује колико енергијегрејни елемент за топлу водуможе се користити за годину дана:

Кључне закључке

• Грејни елемент бојлера користи електричну енергију која тече кроз металну завојницу да би створио топлоту, што ефикасно и безбедно загрева воду.
• Избор правих материјала иодржавање грејног елемента, као што је спречавање накупљања минерала и проверавање спојева, помаже да грејач дуже траје и боље ради.
• Редовно одржавање икористећи исправан тип елементаУштедите енергију, смањите трошкове и одржавајте топлу воду поузданом сваког дана.

Компоненте грејног елемента бојлера

Метална завојница или шипка

Срце сваког грејног елемента бојлера јеметална завојница или шипкаОвај део је обично направљен од легуре никл-хрома, што помаже у брзом и равномерном претварању електричне енергије у топлоту. Дизајн завојнице, било да је права или спирална, утиче на то колико добро загрева воду. Дебље завојнице могу да испоруче више топлоте, али се могу брже истрошити ако се не хладе правилно. Избор материјала је такође важан. Ево кратког прегледа уобичајених материјала и њихових својстава:

Спирална грејалица направљена од инколоја најбоље функционише у јакој води јер је отпорна на корозију. Бакар брзо загрева воду, али не траје толико дуго у тешким условима. Нерђајући челик нуди добру равнотежу између издржљивости и брзине загревања.

Електрични терминали

Електрични терминали повезују грејни елемент бојлера са напајањем. Ови мали метални стубићи вире из резервоара и осигуравају да струја безбедно тече у завојницу. Добре везе на терминалима одржавају грејач у добром стању и помажу у спречавању електричних проблема. Ако се терминали олабаве или кородирају, грејни елемент може престати да ради или чак постати небезбедан. Терминали такође раде са изолацијом како би спречили цурење електричне енергије у воду или резервоар.

Изолација и омотач

Изолација и спољашњи омотач штите грејни елемент и помажу му да дуже траје. Произвођачи чврсто пакују прах магнезијум оксида око завојнице. Овај материјал задржава електрицитет унутар завојнице и преноси топлоту напоље у воду. Омотач, направљен од метала попут бакра, нерђајућег челика или инколоја, покрива изолацију и завојницу. Штити грејни елемент од воде, хемикалија и удараца. Прави материјал за омотач може направити велику разлику у трајању грејног елемента, посебно у различитим врстама воде.

Савет: Избор правог материјала за плашт за ваш тип воде може помоћи да грејни елемент вашег бојлера траје много дуже.

Како грејни елемент бојлера претвара електричну енергију у топлоту

Проток електричне струје

A грејни елемент бојлерапочиње да ради чим неко укључи струју. Већина домова користи коло од 240 волти за своје бојлере. Грејач се повезује на ово коло преко чврстих електричних терминала. Када термостат осети да је вода превише хладна, он дозвољава електричној енергији да тече у грејач. Струја путује кроз металну завојницу или шипку унутар резервоара.

Типичан грејни елемент бојлера у кући ради на 240 волти и може да потроши око 10 ампера ако је номиналне снаге 2400 вати. Дизајн елемента усклађује напон напајања и снагу како би се осигурало безбедно и ефикасно загревање воде. Термостат контролише када се елемент укључује или искључује, одржавајући воду на правој температури.

Напомена: Увек замените грејни елемент оним који одговара оригиналном напону и снази. Коришћење погрешног типа може проузроковати лоше перформансе или чак оштетити бојлер.

Отпор и стварање топлоте

Права магија се дешава унутар калема. Метал у грејном елементу бојлера пружа отпор протоку електрицитета. Овај отпор узрокује да електрони ударају у атоме у металу. Сваки судар доводи до тога да атоми брже вибрирају, што ствара топлоту. Научници овај процес називају Џулово загревање.

Количина топлоте зависи од три ствари: струје, напона и отпора. Формуле изгледају овако:

P = I²R или P = V²/R

Где:

• P = Снага (произведена топлота, у ватима)
• I = Струја (у амперима)
• V = Напон (у волтима)
• R = Отпор (у омима)

Већи отпор елемента значи да се производи више топлоте када струја тече. Зато се у калему користе посебне легуре попут никл-хрома. Ови метали имају управо праву отпорност да претворе електрицитет у топлоту без топљења или разградње.

Савет: Отпор грејног елемента и избор материјала осигуравају да се довољно загреје да загреје воду, али не толико да брзо прегори.

Пренос топлоте на воду

Када се завојница загреје, следећи корак је преношење те топлоте у воду. Грејни елемент бојлера налази се унутар резервоара, окружен водом. Топлота се преноси са вруће металне површине на хладнију воду проводљивошћу. Облик елемента, често спирала или петља, даје му већу површину за додир са водом и бржи пренос топлоте.

Како се вода у близини грејача загрева, постаје лакша и подиже се. Хладнија вода се креће унутра да заузме њено место. Ово природно кретање, названо конвекција, помаже у равномерној расподели топлоте кроз резервоар. Процес се наставља док сва вода не достигне подешену температуру.

Сам грејни елемент је веома ефикасан. Он претвара скоро сву електричну енергију коју користи у топлоту, са скоро 100% ефикасности. Део топлоте може да се ослободи из резервоара, али грејни елемент не троши енергију током конверзије. Електрични бојлери су бољи од гасних модела у овој области, јер гасни бојлери губе део енергије кроз вентилацију и сагоревање.

Да ли сте знали? Брзина преноса топлоте са грејача на воду може се мењати како се вода загрева. У почетку се топлота преноси брже како температура расте, али након одређене тачке, процес се успорава због промена у протоку воде унутар резервоара.

Перформансе и решавање проблема грејног елемента бојлера

Накупљање минерала и каменцање

Накупљање минерала је чест проблем за бојлере, посебно у подручјима са тврдом водом. Када се минерали попут калцијума и магнезијума таложе на грејном елементу, они формирају тврди, изолациони слој који се назива каменац. Овај слој отежава грејном елементу пренос топлоте на воду. Као резултат тога, грејач користи више енергије и потребно му је дуже да се загреје. Временом, дебели каменац може проузроковати неравномерно загревање, прегревање, па чак и рани квар грејног елемента. Остали проблеми укључују корозију, рђу и веће трошкове поправке.
Неки начини за спречавање ових проблема укључују:

• Редовно испирање резервоара ради уклањања седимента.
• Замена анодне шипке да би се зауставила корозија.
• Коришћење омекшивача воде или уређаја за спречавање каменца.
• Закажите годишње одржавање како би све функционисало глатко.

Редовно одржавање и третман воде помажу у продужењу века трајања и ефикасности вашег бојлера.

Тип елемента и ефикасност

Различите врсте бојлера користе различите грејне елементе, а њихова ефикасност може да варира. Проточни бојлери греју воду само када је потребно, па троше мање енергије. Акумулациони бојлери стално одржавају воду топлом, што може довести до губитка топлоте. Топлотне пумпе и соларни бојлери троше мање струје и еколошки су прихватљивији.
Ево једне брзе упоредбе:

Знаци квара елемента

Грејни елемент бојлера може отказати из више разлога. Неки знаци на које треба обратити пажњу укључују:

1. Вода која се никада потпуно не загреје.
2. Топла вода брзо нестаје током туширања.
3. Чудни звуци шиштања или пуцања из резервоара.
4. Већи рачуни за струју без додатне потрошње.
5. Мутна или зарђала вода.
6. Често се искључује прекидач.

Већина грејних елемената траје 6 до 10 година, али тврда вода и недостатак одржавања могу скратити њихов век трајања. Редовне провере и брзе поправке помажу у избегавању већих проблема касније.

Редовно одржавање омогућава бојлерима да раде беспрекорно и временом штеди новац. Власници кућа који разумеју како њихов систем функционише рано уочавају проблеме, смањују рачуне за енергију и избегавају скупе поправке. Избор ефикасних модела и подешавање термостата помаже у смањењу утицаја на животну средину и обезбеђује поуздану топлу воду сваког дана.

Честа питања

Колико често треба заменити грејни елемент бојлера?

Већина људизамените грејни елементсваких 6 до 10 година. Тврда вода може скратити његов век трајања. Редовне провере помажу у раном откривању проблема.

Може ли власник куће очистити накупљање минерала са грејног елемента?

Да, могуочистите елементтако што ћете га извадити и потопити у сирће. Ово помаже у растварању каменца. Увек прво искључите напајање.

Шта се дешава ако неко инсталира погрешан елемент снаге?

Бојлер можда неће правилно грејати воду. Могао би да активира осигурач или оштети резервоар. Увек ускладите снагу грејача са препоруком произвођача.