Конструкция водонагревателя достаточно проста. Корпус прибора служит резервуаром для воды, здесь установлены нагревательные элементы и управление, а также магниевый анод.
Определение и назначение анода в бойлере
Железные сплавы со временем ржавеют. Происходит это при одновременном контакте металла с водой и кислородом из воздуха. Так как влага в каком-то количестве в воздухе присутствует всегда, железные предметы без специальной защиты довольно быстро выходят из строя.
Иначе обстоит дело при контакте металла с водой при отсутствии воздуха. Ведро с водой может простоять год, не ржавея, но стоит оставить его влажным и пустым, ржавчина появится на дне и стенках.
Бойлер тоже заполнен водой и прямого контакта с воздухом не имеет. Это означает, что прибор даже без эмали или краски не должен ржаветь. На практике это не совсем так. В водопроводной воде растворено некоторое количество газов. Когда жидкость нагревается, растворимость газов падает и они выделяются, образуя сначала пузырьки, а затем воздушные полости. Резервуар, который нагревают и охлаждают, контактирует с водой и кислородом, что приводит к появлению коррозии, причем очень быстро.
Чтобы предупредить ржавление, нужно сформировать обратную электрохимическую реакцию. Для этого в конструкцию водонагревателя был включен анод.
Анод в бойлере – толстый металлический стержень, покрытый слоем магния толщиной в 10–30 мк. Стержень может иметь разную форму и длину. Прикручивается к фланцу ТЭНа и находится на небольшом от него расстоянии. Заземление производится через розетку.
Анод выполняет несколько функций:
- предупреждение коррозии на внутренних стенках бака и на ТЭНе;
- разрыхление известного слоя и частичное замещение кальциевых солей на магниевые – такие отложения намного проще убрать;
- продлевает срок эксплуатации.
Магниевый анод – расходный материал. Его рабочим элементом выступает слой магния на поверхности. По мере осуществления электрохимической реакции – связывание гидроксильных групп – слой активного металла разрушается. В среднем анода хватает на 1 год эксплуатации бойлера. После разрушения слоя устройство перестает выполнять свои функции, бак начинает ржаветь.
Замена анода – процедура платная. Однако работа несложная и может быть выполнена своими руками вместе с плановой очисткой бака от накипи.
Принцип действия
При нагреве воды внутри металлического корпуса появляются ионы водорода, гидроксильные группы, ионы кислорода и углекислоты. Они взаимодействуют с металлом. В такой реакции железо выделяет электроны и связывается с ионами. Железо в реакции расходуется и трансформируется до образования окислов – ржавчины.
Магний – металл более активный. В его присутствии гидроксильные группы и ионы углекислоты взаимодействуют с магнием. Последний забирает электроны, вступая в реакцию. Железо принимает электроны и трансформируют окислы и соли в металл – восстанавливается. В итоге в баке окисляется и разрушается только активный анод.
Накипь образуют кальциевые соли. При нагреве воды их растворимость падает и они оседают на внутренней поверхности бойлера, в том числе на ТЭНе. Это сильно затрудняет работу водонагревателя, так как проводимость тепла у известковой накипи намного ниже, чем у металла. При наличии анода кальций из солей заменяется магнием. Такая соль тоже нерастворимая, но куда более рыхлая. В этом случае накипь все равно появляется, но по сравнению кальциевой она пористее, намного легче разрушается механическим путем и под воздействием слабых кислот.
В баке из нержавеющей стали анод тоже нужен. Хотя нержавейка не поддается коррозии, от образования накипи это не спасает.
Разновидности анодов
Магний – не единственный металл, более активный чем железо. На рынке есть несколько вариантов анодов.
- Алюминиевый – использовался в ранних моделях бойлеров. Алюминий отлично справляется с защитой от коррозии. Однако на процесс образования накипи не влияет. Стержень выполняется из алюминия целиком, поэтому тоньше, и легче магниевого. Однако это обеспечивает его невысокую механическую прочность, поэтому при ремонте и промывке такого бака нужно быть аккуратным. Вода из бойлера с алюминиевым анодом приобретает неприятный привкус сероводорода. Отсюда происходит популярный миф о вреде горячей воды. Жидкость из бойлера не использовалась как питьевая из-за привкуса.
- Магниевый анод для водонагревателя – стальная шпилька с толстым слоем магния. Размеры колеблются от 18 см до 1 м в баках большого объема. Магниевый стержень предотвращает коррозию и облегчает удаление известковой накипи. Механическая прочность его намного выше благодаря стальной сердцевине. Не рекомендуется ставить магниевый анод, если жесткость воды очень большая. В этом случае приспособление расходуется слишком быстро.
- Титановый – здесь электрохимическая реакция протекает не благодаря природной разнице потенциалов, а из-за подключения элемента к электрическому току. Электронный титановый стержень обеспечивает постоянное напряжение. Периодически подача тока отключается. В этот момент датчик устройства оценивает состояние внутренней поверхности водонагревателя и при следующем подключении регулирует силу тока и продолжительность воздействия.
Титановый анод не расходуется и в замене не нуждается. Прочность его намного превосходит прочность бака. Срок службы не ограничен, но и стоимость намного выше.
Стержень из титана не предотвращает образование накипи. Бойлер нуждается в периодической чистке.
Какой анод лучше
Выбор зависит не столько от свойств самого анода, сколько от характеристик бойлера и водопроводной воды.
Алюминиевый стержень сохраняет гибкость. Прут можно согнуть, скрутить, придать любую конфигурацию. Такой анод можно установить в любой бак, каких бы скромных размеров он ни был. При этом его рабочая площадь будет достаточной, чтобы предупредить коррозию.
Второе преимущество – устойчивость к высокому содержанию сульфатов в воде. Последние и придают горячей воде запах протухших яиц. При использовании магниевого стержня он не появляется, но это же означает, что сульфаты остались в воде.
Главный недостаток алюминиевого анода – меньшая активность по сравнению с магниевым. Он хуже предотвращает коррозию и служит более короткий срок. В процессе окисления стержень становится более рыхлым. Анод вырастает в объеме, часть материала разрушается и оседает на дно бойлера. Нередки случаи, когда разрыхленный алюминий не выдерживает собственного веса и стержень самопроизвольно отсоединяется от сердечника и падает на дно.
Магниевый стержень – расходный материал. Изнашиваются за 1–2 года и подлежат замене. Хотя этот вариант дороже, производители рекомендуют использовать именно его. Такое приспособление не только предупреждает коррозию, но и смягчает воду.
Рекомендации по обслуживанию и замене
Чтобы накопительный водонагреватель работал долго и без перебоев, нужно соблюдать несколько правил.
За состоянием анода следят. Рекомендуется заменять стержень, если он разрушен уже на 70%. Сроки замены зависят от жесткости воды. Чем она выше, тем быстрее изнашивается материал. Проверку выполняют от 1 раза в 4 месяца до 1 раза в 2 года.
Устанавливать лучше ту же самую модель. Поэтому при посещении магазина старый анод берут с собой.
Замену приспособления рекомендуется сочетать с чисткой ТЭНа и промывкой бойлера.
