Элементные водонагреватели представляют собой установки косвенного электронагрева сопротивлением. Электроэнергия преобразуется в теплоту в нагревательных элементах и от них передается конвенкцией и теплопроводностью к воде. Различают емкостные (аккумуляционные) и проточные водонагреватели.
Емкостные (аккумуляционные) водонагреватели предназначены для нагрева и сохранения горячей воды в течении длительного времени. Водонагреватель представляет собой металлический теплоизолированный резервуар цилиндрической формы, внутри которого установлены трубчатые электронагреватели. Такая конструкция в совокупности с автоматизацией работы обеспечивает поддержание требуемой температуры воды, позволяет включать водонагреватель в часы наименьшей загрузки электрических сетей, исключает дополнительные резервуары для накопления горячей воды.
В сельском хозяйстве используют водонагреватели типов УАП, САОС, УНС и ВЭТ.
Электрическая принципиальная схема управления водонагревателем приведена на рис.8. Схема предусматривает защиту нагревателей от токов короткого замыкания (предохранители FU1 и FU2 , общая защита осуществляется автоматическим выключателем QF), регулирование температуры (датчиками SK1, SK2, промежуточные реле KV1 и KV2) и световую сигнализацию о работе нагревателей (сигнальными лампами HL1 и HL2).
Подключается электронагревательная установка к сети напряжением 380 В.
Электроводонагреватель может работать в трех мощностных режимах :
1) форсированный нагрев — включаются группы нагревателей “ Зона 1 ” и “ Зона 2 ” общей мощностью 18 кВт .
При форсированном нагреве схема работает следующим образом. Напряжение питания схемы подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетных выключателей SA1 и SA2 подается напряжение на промежуточные реле KV1 и KV2, в результате срабатывают катушки магнитных пускателей KM1 и KM2, получая напряжение через замыкающиеся контакты KV 1.1 и KV 2.1. В работу включаются группы нагревателей “ Зона 1 ” и “ Зона 2 ”, на щите управления загораются сигнальные лампы.
Автоматическое поддержание температуры воды в электроводонагревателе осуществляется при помощи терморегулятора. Если температура воды достигает заданного терморегулятором значения ( обычно задаются температуры в пределах 80…90 оС ) , то контакты терморегуляторов SK1 и SK2 размыкаются, обесточивая катушки промежуточных реле KV1 и KV2 , тем самым отключая нагревательные элементы. В случае охлаждения воды происходит замыкание контактов терморегуляторов SK1 и SK2 , срабатывают промежуточные реле KV1 и KV2 и замыкаются контакты магнитных пускателей КМ1 и КМ2, подключая нагревательные элементы к сети .
2) аккумуляционный режим — включается группа нагревателей “ Зона 1 ” мощностью 12 кВт .
При аккумуляционном режиме схема работает следующим образом. Напряжение подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA1 подается напряжение на промежуточное реле KV1, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM1, получая напряжение через замыкающий контакт KV 1.1. В работу включается группа нагревателей “ Зона 1 ”, на щите управления загорается сигнальная лампа HL1 .
Автоматическое поддержание температуры воды в электроводонагревателе осуществляется аналогично режиму форсированного нагрева.
3) разогрев 0.25 емкости — включается группа нагревателей “ Зона 2 ” мощностью 6 кВт .
При разогреве 0.25 емкости схема работает следующим образом. Напряжение на схему подается при включении общего автоматического выключателя QF. При включении пакетного выключателя SA2 подается напряжение на промежуточное реле KV2, в результате срабатывает катушка магнитного пускателя KM2, получая напряжение через замыкающий контакт KV 2.1. В работу включается группа нагревателей “ Зона 2 ”, на щите управления загорается сигнальная лампа HL2 .
Автоматическое поддержание температуры воды в нагревателе осуществляется аналогично режиму форсированного нагрева.
FU1 и FU2 — предохранители; QF — автоматический выключатель; KM1 и KM2 — магнитные пускатели; AK1 и AK2 — ТЭНы I и II зон; KV1 и KV2 — промежуточные реле; SA1 и SA2-выключатели; SK1 и SK2 — датчики температуры; HL1 и HL2 — сигнальные лампы.