Hvernig breytir hitaþáttur vatnshitara rafmagni í hita

A hitaþáttur fyrir vatnshitaravirkar með því að þrýsta rafmagni í gegnum málmspíral. Þessi spíral stendur gegn straumnum, þannig að hann hitnar hratt og vermir vatnið. Um 40% bandarískra heimila notarafmagnsvatnshitariTaflan hér að neðan sýnir hversu mikla orkuheitvatnshitunarþátturmá nota á einu ári:

Lykilatriði

• Hitaþáttur í vatnshitara notar rafmagn sem flæðir í gegnum málmspólu til að búa til hita, sem hitar vatnið á skilvirkan og öruggan hátt.
• Að velja rétt efni ogviðhalda hitaþættinum, eins og að koma í veg fyrir uppsöfnun steinefna og athuga tengingar, hjálpar hitaranum að endast lengur og virka betur.
• Reglulegt viðhald ogað nota rétta gerð frumefnisSparaðu orku, lækkaðu kostnað og tryggðu áreiðanlegt heitt vatn alla daga.

Íhlutir hitara fyrir vatnshitara

Málmspóla eða stöng

Hjarta hvers hitaelements fyrir vatnshitara ermálmspólur eða stöngÞessi hluti er venjulega úr nikkel-króm málmblöndu, sem hjálpar til við að breyta rafmagni í hita fljótt og jafnt. Hönnun spólunnar, hvort sem hún er bein eða spírallaga, hefur áhrif á hversu vel hún hitar vatnið. Þykkari spólur geta skilað meiri hita en geta slitnað hraðar ef þær eru ekki kældar rétt. Val á efni skiptir einnig máli. Hér er stutt yfirlit yfir algeng efni og eiginleika þeirra:

Spóla úr Incoloy virkar best í hörðu vatni því hún er tæringarþolin. Kopar hitar vatn hratt en endist ekki eins lengi við erfiðar aðstæður. Ryðfrítt stál býður upp á gott jafnvægi milli endingar og upphitunarhraða.

Rafmagnstengi

Rafmagnstengi tengja hitaelement vatnshitarans við aflgjafann. Þessir litlu málmpinnar standa út úr tankinum og tryggja að rafmagn flæði örugglega inn í spóluna. Góðar tengingar við tengipunktana halda hitaranum í góðu formi og hjálpa til við að koma í veg fyrir rafmagnsvandamál. Ef tengipunktarnir losna eða tærast getur elementið hætt að virka eða jafnvel orðið óöruggt. Tengipunktarnir virka einnig með einangrun til að koma í veg fyrir að rafmagn leki út í vatnið eða tankinn.

Einangrun og slíður

Einangrun og ytra hjúp vernda hitunarþáttinn og hjálpa honum að endast lengur. Framleiðendur pakka magnesíumoxíðdufti þétt utan um spóluna. Þetta efni heldur rafmagni inni í spólunni og flytur hita út í vatnið. Hjúpurinn, sem er úr málmum eins og kopar, ryðfríu stáli eða Incoloy, hylur einangrunina og spóluna. Hann verndar þáttinn fyrir vatni, efnum og höggum. Rétt hjúpsefni getur skipt miklu máli fyrir endingu þáttarins, sérstaklega í mismunandi vatnsgerðum.

Ráð: Með því að velja rétt efni í kápu fyrir vatnsgerðina þína getur hitunarelement vatnshitarans þíns enst mun lengur.

Hvernig vatnshitari breytir rafmagni í hita

Rafstraumsflæði

A hitaþáttur fyrir vatnshitaraByrjar að virka um leið og einhver kveikir á rafmagninu. Flest heimili nota 240 volta rafrás fyrir vatnshitara sína. Elementið tengist þessari rafrás í gegnum sterkar rafmagnstengingar. Þegar hitastillirinn skynjar að vatnið er of kalt, leyfir hann rafmagni að flæða inn í elementið. Straumurinn ferðast í gegnum málmspólu eða stöng inni í tankinum.

Hefðbundinn vatnshitari í heimili gengur fyrir 240 voltum og getur dregið um 10 amper ef hann er metinn fyrir 2400 vött. Hönnun elementsins passar við spennu og afl rafveitunnar til að tryggja að það hiti vatn á öruggan og skilvirkan hátt. Hitastillirinn stjórnar hvenær elementið kveikir eða slokknar og heldur vatninu við rétt hitastig.

Athugið: Skiptið alltaf um hitunarelement með öðru sem passar við upprunalega spennu og afl. Notkun rangrar gerð getur valdið lélegri virkni eða jafnvel skemmt vatnshitarann.

Viðnám og hitamyndun

Hin raunverulega töfra á sér stað inni í spólunni. Málmurinn í hitaþætti vatnshitarans stendur gegn rafstraumnum. Þessi viðnám veldur því að rafeindirnar rekast á atóm í málminum. Hver árekstur veldur því að atómin titra hraðar, sem myndar hita. Vísindamenn kalla þetta ferli Joule-hitun.

Magn hita fer eftir þremur þáttum: straumi, spennu og viðnámi. Formúlurnar líta svona út:

P = I²R eða P = V²/R

Hvar:

• P = Afl (framleiddur hiti, í vöttum)
• I = Straumur (í amperum)
• V = Spenna (í voltum)
• R = Viðnám (í ómum)

Hærri viðnám í frumefninu þýðir að meiri hiti myndast þegar straumurinn rennur. Þess vegna eru sérstakar málmblöndur eins og nikkel-króm notaðar í spólunni. Þessir málmar hafa nákvæmlega rétta viðnámið til að breyta rafmagni í hita án þess að bráðna eða brotna niður.

Ráð: Viðnám hitunarelementsins og efnisval tryggja að það hitni nógu mikið til að hita vatn en ekki svo mikið að það brenni út fljótt.

Varmaflutningur í vatn

Þegar spólan hefur hitnað er næsta skref að koma hitanum í vatnið. Hitaeining vatnshitarans er staðsett inni í tankinum, umkringd vatni. Hiti færist frá heita málmyfirborðinu yfir í kaldara vatnið með leiðni. Lögun elementsins, oft spíral eða lykkja, gefur því meira yfirborð til að snerta vatnið og flytja hita hraðar.

Þegar vatnið nálægt elementinu hitnar verður það léttara og stígur upp. Kaldara vatn færist inn í staðinn. Þessi náttúrulega hreyfing, sem kallast varmaflutningur, hjálpar til við að dreifa hitanum jafnt um tankinn. Ferlið heldur áfram þar til allt vatnið nær stilltu hitastigi.

Hitaeiningin sjálf er mjög skilvirk. Hún breytir nánast allri rafmagninu sem hún notar í hita, með næstum 100% skilvirkni. Sumur hiti getur sloppið úr tankinum, en elementið sóar ekki orku við umbreytinguna. Rafmagnsvatnshitarar eru betri en gashitarar á þessu sviði, þar sem gashitarar tapa orku við loftræstingu og bruna.

Vissir þú? Hraði varmaflutningsins frá elementinu til vatnsins getur breyst eftir því sem vatnið hitnar. Í fyrstu flyst hitinn hraðar eftir því sem hitastigið hækkar, en eftir ákveðinn tímapunkt hægir ferlið á sér vegna breytinga á vatnsflæði inni í tankinum.

Afköst og bilanaleit hitaþáttar vatnshitara

Uppbygging steinefna og skölun

Uppsöfnun steinefna er algengt vandamál fyrir vatnshitara, sérstaklega á svæðum með hart vatn. Þegar steinefni eins og kalsíum og magnesíum setjast á hitaelementið mynda þau hart, einangrandi lag sem kallast kalk. Þetta lag gerir elementinu erfiðara fyrir að flytja hita til vatnsins. Fyrir vikið notar hitari meiri orku og tekur lengri tíma að hitna. Með tímanum getur þykk kalk valdið ójafnri upphitun, ofhitnun og jafnvel ótímabærri bilun elementsins. Önnur vandamál eru tæring, ryð og hærri viðgerðarkostnaður.
Nokkrar leiðir til að koma í veg fyrir þessi vandamál eru meðal annars:

• Skolið tankinn reglulega til að fjarlægja setlög.
• Skipta um anóðustöng til að koma í veg fyrir tæringu.
• Notkun vatnsmýkingar eða kalkvarnarbúnaðar.
• Að skipuleggja árlegt viðhald til að tryggja að allt gangi snurðulaust fyrir sig.

Reglulegt viðhald og vatnsmeðhöndlun hjálpar til við að lengja líftíma og skilvirkni vatnshitarans.

Tegund frumefnis og skilvirkni

Mismunandi gerðir vatnshitara nota mismunandi hitaþætti og skilvirkni þeirra getur verið mismunandi. Tanklausir vatnshitarar hita vatn aðeins þegar þörf krefur, þannig að þeir sóa minni orku. Geymslutankhitarar halda vatninu heitu allan tímann, sem getur leitt til varmataps. Hitadælur og sólarvatnshitarar nota minni rafmagn og eru umhverfisvænni.
Hér er fljótleg samanburður:

Merki um bilun frumefna

Hitaeining í vatnshitara getur bilað af mörgum ástæðum. Meðal einkenna sem vert er að fylgjast með eru:

1. Vatn sem aldrei verður alveg heitt.
2. Heitt vatn klárast fljótt í sturtu.
3. Undarleg hvæsandi eða poppandi hljóð frá tankinum.
4. Hærri orkureikningar án aukanotkunar.
5. Skýjað eða ryðgað vatn.
6. Rofinn sleppir oft.

Flest hitunarelement endast í 6 til 10 ár, en hart vatn og skortur á viðhaldi getur stytt líftíma þeirra. Regluleg eftirlit og skjót viðgerðir hjálpa til við að koma í veg fyrir stærri vandamál síðar.

Reglulegt viðhald heldur vatnshiturum gangandi og sparar peninga með tímanum. Húseigendur sem skilja hvernig kerfið þeirra virkar greina vandamál snemma, lækka orkureikninga og forðast dýrar viðgerðir. Að velja skilvirkar gerðir og stilla hitastillirinn hjálpar til við að draga úr umhverfisáhrifum og tryggir áreiðanlegt heitt vatn á hverjum degi.

Algengar spurningar

Hversu oft ætti maður að skipta um hitaelement í vatnshitara?

Flestirskipta um hitaelementiðá 6 til 10 ára fresti. Hart vatn getur stytt líftíma þess. Regluleg eftirlit hjálpar til við að greina vandamál snemma.

Getur húseigandi hreinsað uppsöfnun steinefna úr hitaelementinu?

Já, þau geta þaðhreinsaðu frumefniðmeð því að taka það úr og leggja það í bleyti í ediki. Þetta hjálpar til við að leysa upp kalk. Slökkvið alltaf fyrst á rafmagninu.

Hvað gerist ef einhver setur upp rangt wattafl?

Vatnshitinn gæti ekki hitnað rétt. Það gæti slegið út öryggið eða skemmt tankinn. Stillið alltaf afl hitaeiningarinnar saman við ráðleggingar framleiðanda.