Все о кипятильниках

Продолжаем наш экскурс о советском оборудовании, сегодня расскажу о кипятильниках.

Кипятильники периодического действия

Кипятильники периодического действия могут работать на любом виде обогрева, но выпускались промышленностью только для работы на твердом топливе.

В наливных кипятильниках периодического действия воду нагревают до кипения, после чего топку прекращают и начинают разбор кипятка. Кипятильник периодического действия состоит из зольника, двухстенной топки, межстенное пространство которой служит водонагревателем, и сборника кипятка; последний соединяется с помощью циркуляционных трубок с нагревателем.

В процессе нагревания вода непрерывно движется по циркуляционным трубкам между сборником воды и водонагревателем. Происходит это за счет разности плотности воды, имеющей различную температуру. Как только вода нагреется до кипения по всему объему, кипяток можно разбирать, прекратив топку кипятильника. В нижней части сборника воды установлен водоразборный кран.

Принципиальные схемы кипятильников

Кипятильники непрерывного действия

Кипятильники непрерывного действия на любом виде обогрева работают по одному и тому же принципу и различаются производительностью, размерами и конструкцией теплогенерирующих устройств; последняя зависит от вида энергоносителя.

Кипятильник имеет следующие основные части: питательную коробку, водонагреватель с переливной трубой и сборник кипятка. Кипятильники снабжены крышкой, которая надевается на укрепленный в корпусе болт и завинчивается специальной гайкой. В сборнике кипятка над переливной трубой установлен отражатель, направляющий капельки кипятка, выбрасываемые из переливной трубы, в сборник. В нижней части сборника кипятка находится водоразборный кран, в верхней — патрубок (отверстие) для соединения сборника кипятка с питательной коробкой. В питательной коробке установлена сигнальная трубка, верхний конец которой выведен выше уровня воды, а нижний присоединяется разрывом к канализации. На подводящей водопроводной трубе установлен запорный вентиль для отключения кипятильника от водопроводной сети при его ремонте, а также в ночное время.

Работа кипятильников непрерывного действия основана на том, что уровень воды сообщающихся сосудах, одним из которых является питательная коробка, другим — водонагреватель с переливной трубой, всегда одинаковый.

Вода из городского водопровода или водонапорного бака поступает по трубе через поплавковый клапан в питательную коробку, соединенную с подводящей водопроводной трубой. Поплавок обеспечивает автоматическое открывание клапана при понижении уровня воды в питательной коробке. Из питательной коробки по питательной трубе вода попадает в нижнюю часть водонагревателя. Здесь она нагревается, поднимается вверх, доводиться до кипения и по переливной трубе перебрасывается в сборник кипятка, из которого разбирается через водоразборный кран.

После перебрасывания кипятка в сборник уровень воды в переливной трубе понижается, одновременно понижается и уровень воды в питательной коробке. В результате поплавок опускается и питательный клапан автоматически открывает отверстие для прохода воды из водопровода в питательную коробку. Вода будет поступать до тех пор, пока уровень ее в питательной коробке и в переливной трубе не достигнет заданного, тогда поплавок поднимется и клапан закроет отверстие для прохода воды из водопроводной трубы.

При монтаже кипятильника уровень воды в переливной трубе устанавливается на 0,06 — 0,08 метра ниже края переливной трубы, что гарантирует переброс в сборник кипятка только кипяченой воды. Если поплавок клапана отрегулирован так, что вода в переливной трубе находится на уровне кромки трубы, то в связи с расширением воды при нагревании в сборник кипятка будет попадать некипяченая вода. При установке поплавка питательного клапана ниже кромки переливной трубы (для кипятильников производительностью ниже кромки 25-50 кг/ч на 0,06 метра, а для кипятильников производительностью 100–200 кг/ч на 0,08 метра) в сборник кипятка будет перебрасываться только кипяченая вода.

При кипении воды часть ее превращается в пар, который намного легче воды. Обладая большой подъемной силой, пар захватывает с собой капельки кипящей воды и перебрасывает их через кромку переливной трубы. Таким образом кипяток попадает в сборник кипятка. Пар, образующийся при кипении воды, а также лишний кипяток (при отсутствии его разбора) через соединительный патрубок или отверстие в верхней части сборника кипятка (в кипятильниках, у которых питательная коробка находится в корпусе) поступает в питательную коробку, где происходит конденсация пара.

Уровень воды регулируется изменением положения поплавка питательного клапана. Для этого рычаг, на котором закреплен поплавок, поворачивают вверх или вниз в зависимости от уровня воды. Для поворота рычага необходимо отпустить контргайку на ниппеле и, установив ключ на основную гайку, повернуть ниппель, затем закрепить его в выбранном положении, затянув контргайку.

Технические характеристики кипятильников

Технические характеристики кипятильников

От описанных выше кипятильников несколько отличаются кипятильники-водонагреватели. Эти аппараты могут использоваться для приготовления как кипятка, так и горячей воды. Для отбора горячей воды в верхней части водонагревателя предусмотрен водоразборный кран. Поскольку наиболее интенсивное выпадение солей и отложение накипи начинается при температуре воды выше 70 градусов, разбор горячей воды с температурой ниже 70 градусов (для целей горячего водоснабжения) уменьшает процесс образования накипи и увеличивает срок службы аппарата. Использование для горячего водоснабжения кипятка, получаемого в кипятильниках вызывает значительный перерасход тепла за счет расхода его на процесс частичного парообразование. Такие потери оправданы при использовании кипятка по прямому назначению, т.е. для приготовления горячих напитков, ибо за счет этих потерь гарантируется переброс в сборник кипятка только кипяченой воды.

Современный аппарат для приготовления горячих напитков от фирмы «Bartscher»

Во всех кипятильниках, работающих на твердом топливе или горючем газе, водонагреватель выполняется в виде двухстенного цилиндрического сосуда, между стенками которого находится нагреваемая вода. Внутренняя часть водонагревателя служит камерой сгорания кипятильника. Дно камеры сгорания кипятильника, работающего на твердом топливе, представляет собой колосниковую решетку, под которой расположен зольник — цилиндрическая коробка. Зольник и камера сгорания воздуха под колосниковую решетку и удаления золы, дверца камеры сгорания — для загрузки топлива.

В камере сгорания газового кипятильника устанавливается газовая инжекционная горелка. Конструкция насадки горелки должна обеспечивать равномерное распределение пламени и получения факелов небольшой высоты. Первичный воздух подается через регулятор воздуха.

В электрических и паровых кипятильниках водонагреватель выполняется в виде коробки, в которой устанавливаются ТЭНы или паровой трубчатый нагреватель.

Кипятильники выполняются из оцинкованной или нержавеющей стали, иногда их наружная поверхность хромируется.

Электрические кипятильники КНЭ-25, КНЭ-50 и КНЭ-100

Руководство пользователя кипятильниками КНЭ-25, КНЭ-50, КНЭ-100 (год выпуска 2004)

Кипятильник КНЭ-50

Электрические кипятильники КНЭ-25, КНЭ-50 и КНЭ-100 имеют аналогичную конструкцию и различаются только размерами, мощностью нагревательных элементов и производительностью.

Кипятильник КНЭ-50 состоит из сварного металлического корпуса, внутри которого находится питательная коробка, водонагреватель и сборник кипятка. Воздушный зазор между стенками водонагревателя и корпусом служит теплоизоляцией. Водонагреватель и сборник кипятка выполнены в виде единого цилиндрического сосуда и отделены от другого перегородкой, в которую вварена переливная труба. Дно водонагревателя представляет собой съемный фланец, на котором закреплены ТЭНы. Для слива воды из водонагревателя и питательной коробки во фланце имеется парубок с заглушкой. Сборник коробки снабжен отражателем.

Кипятильник полностью автоматизирован: в нем происходит автоматическое отключение ТЭНов от электрической сети при понижении уровня воды в питательной коробке ниже минимально допустимого (защита от «сухого хода») и заполнении сборника кипятка до максимального уровня, а также автоматическое включение ТЭНов при понижении уровня кипятка в сборнике до минимального уровня. При полной автоматизации сигнальная трубка кипятильника служит для слива воды в случае выхода из строя автоматики или неисправности поплавкового клапана.

Все пускорегулирующие устройства находятся в блоке автоматического пульта управления АПУ, укрепленном на корпусе кипятильника.

Электрическая схема кипятильников

Автоматическая работа кипятильника обеспечивается электролитическим реле уровня РУ и магнитным пускателем П. Работой электролитического реле уровня РУ управляют три электрода, один из которых — электрод «сухого хода» Э1 — установлен на дне питательной коробки, два других — Э2 и Э3 — в сборнике кипятка: электрод верхнего уровня Э2 — на высоте, соответствующей максимальному уровню кипятка в сборнике, электрод нижнего уровня Э3 — на высоте, соответствующей минимальному уровню кипятка в сборнике. Один конец каждого электрода находится в регулируемом объеме, другой соединен с вторичной обмоткой трансформатора Тр. Все электроды представляют собой металлические стержни, установленные в стеклянных проходных электроизоляторах. При их установке должна быть обеспечена герметизация как между электроизолятором и корпусом питательной коробки или корпусом сборника кипятильника, так и между электродом и электроизолятором.

При включении выключателя Вк ток через трансформатор Тр поступает в цепь питания сигнальной лампы Л1, которая при этом загорается, и в цепь питания электрического реле РУ, замыкающие контакты которого замыкают цепь катушки магнитного пускателя П.

Если уровень воды в питательной коробке находится на уровне электрода Э1 или выше его, цепь между этим электродом и корпусом кипятильника замкнута. Объясняется это тем, что вода, находящаяся между ними, не будучи дистиллированной, содержит то или иное количество растворенных солей и поэтому является электролитом, т.е. проводником электрического тока. Обладающим незначительным электрическим сопротивлением. В этом случае электрическое реле РУ окажется под напряжением и его замыкающие контакты замкнут цепь питания катушки магнитного пускателя П, который включит через свои замыкающие контакты ТЭНы и сигнальную лампу Л2. Размыкающий контакт П магнитного пускателя одновременно разомкнет цепь питания электрода Э3. Это необходимо для того, чтобы при заключение сборника кипятка до минимального уровня не произошло обесточивания катушки магнитного пускателя и отключения ТЭНов от сети. Электролитическое реле РУ может работать только при прохождения по обмоткам его магнита постоянного тока, поэтому питание этого реле осуществляется через выпрямители-диоиды.

Диод — электронная лампа с двумя электродами (анод, катод). Эмиттированные катодом электроны достигают анода только тогда, когда он заряжен положительно. При изменении полярности анода эмиттированные электроны не могут его достигнуть. Таким образом, диод обладает односторонней проводимостью, пропуская ток в одном направлении. Для того чтобы при изменении полярности питание электролитического реле РУ не прекращалось, в рассматриваемой схеме используются две пары диодов В1 — В3 и В2 — В4.

При отсутствии разбора кипятка во время работы кипятильника уровень воды в сборнике кипятильника достигнет максимального значения, соответствующего положению электрода Э2. В этом случае ток пройдет по цепи: вторичная обмотка трансформатора, электрод Э2, вода, корпус, резистор R. Одновременно ток будет продолжать проходить по параллельной цепи: вторичная обмотка трансформатора, электрод Э1, вода, корпус, обмотка электромагнита, реле РУ.

Ток в резисторе R возрастает, так как к нему окажутся подключенными две параллельно соединенные цепи. Напряжение в цепях упадет и окажется недостаточным для питания катушки магнита реле РУ, в результате магнитное поле уменьшится, якорь реле опустится, а замыкающие контакты реле РУ разомкнутся и обеспечат катушку магнитного пускателя П. Последняя через свои замыкающие контакты отключит питание ТЭНов и сигнальной лампы Л2, а через размыкающие подключит питание электрода Э3. Если уровень воды в сборнике кипятка опустится ниже электрода Э2, никакого изменения в цепи не произойдет, ибо напряжение посредством резистора будет продолжать поступать на две параллельные цепи: через реле РУ и электрод Э3. Когда уровень воды в сборнике кипятка упадет ниже электрода Э3, цепь, параллельная реле РУ, разомкнется, ток в резисторе уменьшится, а напряжение, подаваемое на катушку магнита реле РУ, возрастает, в результате чего якорь ее поднимется, питание катушки магнитного пускателя возобновится и ТЭНы кипятильника вновь включатся.

Современный кипятильник КНЭ-25

Электрические кипятильники ЭКГ-25, ЭКГ-50 и ЭКГ-100

Руководство пользователя кипятильниками ЭКГ-25, ЭКГ-50, ЭКГ-100

Кипятильники представляет собой сосуд цилиндрической формы, состоящий из кожуха 1 и кипятильного сосуда 2, сборника кипятка 3, стакана-отражателя 4, питательного сосуда 5, поплавкового устройства 9, датчика сухого хода 21, крышки 7, автоматического пускового устройства (АПУ) 13, электрода верхнего уровня 22, электрода нижнего уровня 23. 

Электроды для кипятильников ЭКГ

Вода из водопровода поступает через трубу подающую 17, клапан 14 в питательную коробку 5. Питательный и кипятильный сосуды соединены между собой питательной трубкой 10, трубчатые электронагреватели (ТЭНы) 12, подключенные к электросети через блок управления, нагревают воду до кипения. Кипящая вода выбрасывается из кипятильного сосуда 2 в сборник кипятка по кольцевому каналу между стаканом-отражателем 4 кипятильного сосуда. Слив кипятка производится через кран 16. 

Схема кипятильника ЭКГ

Кожух 1 металлический сварной служит для создания тепло изоляционной воздушной прослойки. На кожухе установлена панель 15. Внутри кожуха под кипятильным сосудом расположено АПУ 13. Питательный сосуд 5 предназначен для поддержания постоянного уровня воды в кипятильном сосуде. Внутри питательного сосуда находится электрод сухого хода и поплавковое устройство. Трубки переливные 8, 11 предназначены для слива воды в канализацию в случае переполнения питательного сосуда. На дне кипятильного сосуда закреплены ТЭНы 12. Поплавковое устройство состоит из поплавка 9, рычага 20, клапана 14. Назначение поплавкового устройства - поддерживать определенный уровень воды в питательном сосуде. Поступление воды из водопровода должно прекращаться при достижении уровня воды над питательной трубкой на 59-74 мм выше, что соответствует достижению уровня воды в кипятильном сосуде ниже края на 50-65 мм. Стакан-отражатель 4 закреплен на кипятильном сосуде 2 замковым устройством. Сверху кипятильник закрыт крышкой 7 с ручкой 6. 

Электрооборудование кипятильника состоит из нагревателей трубчатых (ТЭНов), встроенного автоматического пускового устройства (АПУ), электродов 21-23, сигнального устройства. АПУ состоит из блока управления кипятильником ВК1-03, переключателя ПВ2-16 для включения автоматического пускового устройства в сеть. В качестве датчиков верхнего и нижнего уровня кипятка используются электроды 22, 23. Сигнальное устройство состоит из светодиодов, смонтированных на кожухе кипятильника. Белая сигнальная лампа говорит о подаче напряжения на АПУ, зеленая - о наличии напряжения на ТЭНах. При включении переключателя напряжение подается на блок управления кипятильником и загорается белая сигнальная лампа. При отсутствии холодной воды в питательном сосуде электрод сухого хода 21 оголяется и напряжение с ТЭНов снимается, подогрев прекращается. При наличии воды в питательной коробке между электродом «сухого хода» S2 (21) и корпусом кипятильника возникает электрический контакт и включаются пусковые реле блока. Реле блока включают ТЭНы ЕК1-ЕКЗ и размыкает цепь электрода S3 (23) «нижний уровень кипятка». При достижении кипятком верхнего заданного уровня в сборнике кипятка образуется электрический контакт между электродом S4 (22) и корпусом кипятильника и отключаются реле блока и ТЭНы. Нормально закрытые контакты реле, замкнувшись, включают цепь электрода S3. При разборе кипятка электрод S4 оголяется, но так как цепь электрода S3 замкнута, реле остаются отключенными. Когда уровень воды в сборнике кипятка понижается до нижнего заданного уровня, оголяется электрод S3 и схема приходит в рабочее положение (включаются реле блока и ТЭНы начинается подогрев воды). При отсутствии отбора кипяченой воды для повторного запуска кипятильника необходимо слить кипяченую воду до нижнего уровня.

Электрическая принципиальная схема кипятильника ЭКГ

Ассортимент кипятильников

Помимо кипятильников КНЭ-25, КНЭ-50, КНЭ-100, КНЭ-50/100 производства «Каскад» или «Дебис» г. Челябинск на рынке можно встретить и прочие марки кипятильников, ЭКН-50, ЭКН-100 производства ООО «Гомельтехмаш» г. Гомель, ЭКГ-10, ЭКГ-25, ЭКГ-50, ЭКГ-100 производства ОАО «Гомельторгмаш» г. Гомель, КЕНД-50, КЕНД-100 производства ЗАО «Концерн «Термаль» г. Нижний Новгород.

Электрокипятильники отечественного производства

Данные модели электрокипятильников непрерывного действия выполнено из нержавеющей стали. Для подключения к канализации и системе водоснабжения им требуется стационарное подключение, напряжение питающей сети 380 В.

Кроме отечественных кипятильников, на рынке появились и импортные модели кипятильников. Так, фирма «Anvil» (ЮАР) выпускает следующие виды кипятильников URS-0012, URS-0030, URS-1012, UBR-0012, UBR-0016 и другие.

Кипятильник Anvil URS-0012

Корпус данных кипятильников выполнен из нержавеющей стали, ручки выполнены из термоизоляционного материала, конструкция крана предотвращает каплеобразование. Кроме того, конструкция подобных кипятильников имеет терморегулятор, защиту от сухого хода (в моделях URS-1012 и URB-0012), индикатор уровня воды (модель URS-1012).

Габаритные размеры кипятильника Anvil URS-0012

Широкий спектр современных кипятильников выпускают фирмы из Китая. Ниже приведен кипятильник фирмы PYHL модель KSY на 10 литров. Помимо этой модели, существую модели KSY-20, KSY-30, KSY-40.

Cовременный кипятильник от фирмы «PYHL» модель KSY

Нагревательные элементы для кипятильников

ТЭН-76-3-10/3,0J220	ТЭН-100A13/3,5J220-03A	ТЭН-100A13/4,0J220-87-01	ТЭН-100A13/4,0P220-87
ТЭН-40A13/2,0J220-50Г-01	ТЭН-40A13/2,0P220-50Г	ТЭН-42A13/2,0J220-50М1-01	ТЭН-42A13/2,0P220-50М1
ТЭН-42A13/1,0J220-44-01	ТЭН-60A13/2,0J220-50-01	ТЭН-54A13/2,0J220	ТЭН-55A13/3,0J220
ТЭН-60A13/3,0J220-100Г-01	ТЭН-60A13/3,0P220-100Г	ТЭН-36A13/1,0J220-25Г-01	ТЭН-36A13/1,0P220-25Г
ТЭН-32A13/1,0J220-25М1-01	ТЭН-32A13/1,0P220-25М1	ТЭН-88B8,5/3,0J220

Запчасти для водонагревательного оборудования