परिचय
इलेक्ट्रिक जल हीटर अक्सर घरेलू और छोटे वाणिज्यिक भवनों में गर्म पानी की आपूर्ति के लिए उपयोग किए जाते हैं। एक सामान्य विकल्प, जो अक्सर पुराना होता है, गैस जल हीटर है, जो गर्मी उत्पन्न करने के लिए बिजली के बजाय गैस का उपयोग करता है। जल हीटर अक्सर इमारत के बेसमेंट में स्थापित किए जाते हैं और रसोई के सिंक, बाथरूम के शावर और अन्य स्थानों पर गर्म पानी की आपूर्ति करते हैं।
गर्म पानी प्रणाली
इलेक्ट्रिक जल हीटर आमतौर पर प्रतिरोधक तत्वों के माध्यम से पानी को गर्म करते हैं जो बिजली द्वारा संचालित होते हैं। हालांकि, अन्य डिज़ाइन जैसे इलेक्ट्रोड बॉयलर भी उपलब्ध हैं, लेकिन वे घरेलू अनुप्रयोगों के लिए सामान्य नहीं हैं। प्रतिरोधक तत्वों का उपयोग करने के कारण इन्हें इलेक्ट्रिकल प्रतिरोध जल हीटर भी कहा जाता है।
इलेक्ट्रिक जल हीटर कैसे काम करते हैं
ठंडा पानी हीटर टैंक के नीचे डिप ट्यूब के माध्यम से फीड किया जाता है और फिर विद्युत प्रतिरोधकों द्वारा गर्म किया जाता है। जैसे ही पानी गर्म होता है, यह प्राकृतिक संवहन के कारण टैंक के शीर्ष पर उठता है और गर्म पानी के आउटलेट के माध्यम से भवन के अन्य स्थानों में उपयोग के लिए डिस्चार्ज होता है।
इलेक्ट्रिक जल हीटर के भाग
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इलेक्ट्रिक जल हीटर के घटक
हीटर टैंक और इन्सुलेशन
हीटर टैंक आमतौर पर स्टेनलेस स्टील से निर्मित होता है, जिसकी आंतरिक सतह को ग्लास-आधारित कोटिंग, ग्लास-आधारित लाइनिंग, या एनामेल द्वारा संरक्षित किया जाता है। कुछ नए मॉडलों में पॉलिमर-आधारित कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है, लेकिन यह आम नहीं है।
टैंक को इन्सुलेशन से घेरा जाता है ताकि आसपास की हवा में खोई जाने वाली गर्मी की मात्रा को कम किया जा सके, जिससे इसकी क्षमता बढ़ जाती है। नीचे दी गई छवि फाइबरग्लास इन्सुलेशन दिखाती है, जो एक सामान्य प्रकार का थर्मल इन्सुलेशन है।
थर्मल इन्सुलेशन
ठंडे पानी का इनलेट और डिप ट्यूब
ठंडा पानी जल हीटर में ठंडे पानी के इनलेट के माध्यम से फीड किया जाता है, जो डिप ट्यूब के माध्यम से टैंक के बहुत नीचे तक जाता है। प्राकृतिक संवहन की प्रक्रिया को ध्यान में रखते हुए, टैंक के नीचे ठंडा पानी डालने से यह स्वाभाविक रूप से टैंक के शीर्ष पर उठता है जैसे ही इसका तापमान बढ़ता है; ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पानी की घनत्व उसके तापमान बढ़ने पर कम हो जाती है। संवहन यह भी निर्धारित करता है कि टैंक के विभिन्न स्तरों पर पानी का तापमान अलग-अलग होगा, सबसे ठंडा पानी टैंक के नीचे इकट्ठा होगा और सबसे गर्म पानी शीर्ष पर।
जल हीटर तापमान भिन्नता
ठंडे पानी के इनलेट में एक वाल्व शामिल होगा - आमतौर पर एक बॉल वाल्व - टैंक में फीड किए जा रहे पानी को नियंत्रित करने के लिए। बॉल वाल्व (जिन्हें क्वार्टर-टर्न वाल्व भी कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे सरल और तेज़-कार्यशील होते हैं।
बॉल वाल्व
गर्म पानी का आउटलेट
एक बार जब टैंक में पानी गर्म हो जाता है, तो यह गर्म पानी के आउटलेट के माध्यम से टैंक छोड़ देता है। गर्म पानी के आउटलेट में भी अपना वाल्व होगा ताकि जल हीटर को हाइड्रॉलिक रूप से अलग किया जा सके; यह जल हीटर पर इनलेट और आउटलेट वाल्व को बंद करके प्राप्त किया जाता है।
प्रतिरोधक/हीटिंग तत्व
हीटिंग तत्व टैंक की लंबाई के लंबवत स्थापित होते हैं। प्रत्येक हीटिंग तत्व में एक विद्युत प्रतिरोधक होता है जो एक गर्मी-संचालित ट्यूब के भीतर होता है और एक बाहरी विद्युत आपूर्ति से जुड़ा होता है। विद्युत धारा प्रतिरोधक के माध्यम से बहती है और गर्मी उत्पन्न होती है क्योंकि प्रतिरोध पथ (ओम में मापा गया) उच्च होता है; उत्पन्न गर्मी प्रतिरोधक ट्यूब के आसपास के पानी में स्थानांतरित होती है।
गैस जल हीटर में, एक गैस बर्नर का उपयोग पानी को गर्म करने के लिए किया जाता है। गैस जल हीटर को अलग तरीके से डिज़ाइन किया जाता है क्योंकि उन्हें निकास पथ और एक वायु इनलेट दोनों की आवश्यकता होती है। गैस जल हीटर के भीतर गर्मी विनिमय क्षेत्र एक विद्युत प्रतिरोधक हीटर की तुलना में बड़ा होता है, हीटर के भीतर बड़े निकास गैस डक्ट के कारण।
प्रतिरोधक तत्व
थर्मोस्टेट
एक इलेक्ट्रिक जल हीटर में कम से कम एक थर्मोस्टेट होता है जिसका उपयोग टैंक में पानी के तापमान को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है; यह इसे नियंत्रित करके प्राप्त करता है कि हीटिंग तत्व कब चालू और बंद होते हैं। यदि प्रत्येक प्रतिरोधक का अपना थर्मोस्टेट होता है, तो ऊपरी प्रतिरोधक को आमतौर पर निचले प्रतिरोधक की तुलना में उच्च तापमान पर चालू करने के लिए सेट किया जाता है; यह सेटअप टैंक के भीतर आमतौर पर मौजूद तापमान अंतर की अनुमति देता है (दोनों हीटर एक ही समय में चालू होते हैं यदि टैंक में तापमान अंतर के लिए खाता किया जाता है, बजाय इसके कि निचला हीटर हमेशा पहले चालू हो क्योंकि टैंक का निचला हिस्सा कम तापमान होता है)। प्रतिरोधकों को सही समय पर चालू और बंद करने से प्रतिरोधकों के बीच समान पहनावा होता है, जिसका अर्थ है कि सभी प्रतिरोधकों को एक ही अंतराल पर बनाए रखा जा सकता है।
जल हीटर टैंक के भीतर पानी का तापमान आमतौर पर 50°C (120F) होता है, लेकिन यह इस पर निर्भर करता है कि किस तापमान की आवश्यकता है और किस अनुप्रयोग के लिए।
थर्मोस्टेट
वायु ब्लीड
हालांकि हर मॉडल में नहीं होता है, एक वायु ब्लीड का उपयोग टैंक से वायु छोड़ने के लिए किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, रखरखाव के बाद। यदि वायु ब्लीड वाल्व मौजूद नहीं है, तो टैंक से वायु को निम्नलिखित तरीकों से छोड़ा जा सकता है:
- ठंडे पानी के इनलेट, या गर्म पानी के आउटलेट, या बलिदानी एनोड के कनेक्शन को ढीला करना।
- टैंक को पानी से भरना जब तक कि पानी टैंक के शीर्ष से ढीले कनेक्शन के माध्यम से बाहर न निकल जाए।
- कनेक्शन को फिर से कसना ताकि सिस्टम में और वायु प्रवेश न कर सके।
उपयोग के बिंदु पर वायु को वेंट करना संभव है, हालांकि सिस्टम से पूरी तरह से वायु को ब्लीड करने में अक्सर समय लगता है (स्प्लटरिंग अनियमित जल प्रवाह इसका परिणाम है)। एक वैकल्पिक विधि एक ऑटो-ब्लीड वाल्व का उपयोग करना है; इन्हें अक्सर बड़े जल प्रणालियों के भीतर विभिन्न स्थानों पर स्थापित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सिस्टम से लगातार वायु ब्लीड हो रही है।
तापमान/दबाव राहत वाल्व
एक तापमान/दबाव वाल्व (TPR वाल्व) टैंक के शीर्ष के पास स्थापित किया जाता है। TPR वाल्व तब खुलेगा जब टैंक में पानी का तापमान बहुत अधिक हो जाता है, या, यदि अधिक दबाव होता है (दबाव बहुत अधिक हो जाता है)। इन स्थितियों में से किसी में भी, वाल्व खुलता है और एक ड्रेनपाइप के माध्यम से पानी छोड़ता है। ड्रेन पाइप का उद्देश्य किसी भी व्यक्ति की सुरक्षा करना है जो पास में काम कर रहा हो और जिसे अन्यथा छोड़े गए गर्म पानी से झुलसाया जा सकता है।
तापमान/दबाव राहत वाल्व (TPR) का परीक्षण उसके लीवर को उठाकर किया जा सकता है, हालांकि यह केवल ऑपरेटिंग तंत्र का परीक्षण करता है और सही अधिक तापमान और अधिक दबाव सेट पॉइंट्स का नहीं।
लीवर हाइलाइटेड के साथ तापमान/दबाव राहत वाल्व
बलिदानी एनोड
डिप ट्यूब के बगल में एक लंबी बेलनाकार आकार की छड़ होती है; यह बलिदानी एनोड है। एनोड समय के साथ जंग खाता है, जिससे गैल्वेनिक जंग अधिक महत्वपूर्ण -और महंगी- धातु सतहों पर होने से रोका जाता है। बलिदानी एनोड आमतौर पर मैग्नीशियम, एल्यूमिनियम, जिंक, या तीनों के मिश्र धातु से निर्मित होते हैं; एनोड सामग्री एक स्टील की छड़ को घेरती है जो एनोड के केंद्र अक्ष के साथ स्थापित होती है।
एनोड्स का उपयोग कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है क्योंकि गैल्वेनिक जंग तब होती है जब दो धातुएं विद्युत रूप से जुड़ी होती हैं और एक इलेक्ट्रोलाइट मौजूद होता है। सामान्य अनुप्रयोगों में पाइपिंग सुरक्षा और जहाज सुरक्षा शामिल हैं।
गैल्वेनिक जंग से जहाज के भागों की रक्षा करने वाले एनोड
ड्रेन वाल्व
हीटिंग टैंक के नीचे एक ड्रेन वाल्व पाया जा सकता है; यह आमतौर पर एक बॉल वाल्व होगा। ड्रेन वाल्व का उपयोग टैंक से पानी निकालने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब रखरखाव किया जाना होता है। चूंकि वाल्व टैंक के नीचे होता है, इसका उपयोग किसी भी अवसाद को हटाने के लिए किया जा सकता है जैसे कि स्केल, जंग, जंग खाए एनोड के टुकड़े आदि जो टैंक के आधार पर एकत्र हुए हैं। टैंक के नीचे से अवसाद को हटाना अच्छा अभ्यास है और इसे समय-समय पर किया जाना चाहिए जैसे कि हर 6 महीने में। अवसाद को हटाने की प्रक्रिया को अक्सर 'फ्लशिंग' कहा जाता है क्योंकि अवसाद को वास्तव में 'फ्लश' किया जाता है।
सामान्य समस्याएं और समस्या निवारण
टूटी हुई डिप ट्यूब
एक डिप ट्यूब टूट सकती है और हीटिंग टैंक के शीर्ष से अलग हो सकती है, फिर टैंक के नीचे गिर सकती है। परिणामस्वरूप, ठंडा पानी हीटर टैंक के शीर्ष पर प्रवेश करेगा बजाय इसके कि नीचे, और, यदि यह टैंक में पर्याप्त समय तक नहीं रहता है तो इसे गर्म किया जाएगा, इसे भवन के गर्म पानी के नल के वितरण के लिए गर्म पानी के आउटलेट द्वारा हटा दिया जाएगा।
संलग्न और अलग डिप ट्यूब
टूटी हुई डिप ट्यूब को कैसे बदलें
एक डिप ट्यूब को बदलने के लिए, जल हीटर को विद्युत और हाइड्रॉलिक रूप से अलग किया जाना चाहिए (बिजली बंद और पानी के इनलेट और आउटलेट वाल्व बंद)। जल हीटर से खींचने वाले गर्म पानी के पंपों को बंद कर देना चाहिए। टैंक के भीतर जल दबाव को धीरे-धीरे ड्रेन वाल्व खोलकर राहत दी जानी चाहिए। एक बार दबाव राहत दी जाती है, ड्रेन वाल्व को बंद करें और ठंडे पानी के इनलेट पाइप को डिस्कनेक्ट करें ताकि डिप ट्यूब को हटाया और बदला जा सके। प्रतिस्थापन के बाद, वायु को वेंट करें (वायु को ब्लीड करें) और हीटर को सेवा में लौटाएं।
जंग खाया एनोड
एक हीटर का बलिदानी एनोड निगरानी में होना चाहिए, क्योंकि यह समय के साथ जंग खा जाएगा। एनोड को समय-समय पर दृश्य रूप से आंका जाना चाहिए और जब एनोड का थोड़ा हिस्सा बचा हो तो इसे बदल देना चाहिए। एनोड को बहुत लंबे समय तक बिना बदले छोड़ने से बीच में स्टील की छड़ उजागर हो सकती है, जो संकेत हो सकता है कि हीटर के भीतर धातु सतहों की अपर्याप्त सुरक्षा हो रही है। नीचे दी गई छवि एक नए एनोड की तुलना एक जंग खाए/घिसे हुए एनोड से करती है; स्टील की छड़ को घिसे हुए एनोड पर एक पतली बेलनाकार धातु के रूप में देखा जा सकता है।
नया और जंग खाया एनोड की तुलना
जल हीटर एनोड को कैसे बदलें
एनोड को बदलने के लिए, हीटर को हाइड्रॉलिक रूप से अलग किया जाना चाहिए, इनलेट और आउटलेट वाल्व को बंद करके, ताकि हीटर में कोई पानी न जा सके और न ही बाहर जा सके। हाइड्रॉलिक अलगाव से पहले जल हीटर से खींचने वाले गर्म पानी के पंपों को बंद कर देना चाहिए। हीटिंग तत्वों को बंद कर देना चाहिए, और हीटर के भीतर दबाव को ड्रेन के माध्यम से रिलीज किया जाना चाहिए। हीटर टैंक के शीर्ष पर एनोड कैप को ढीला किया जा सकता है ताकि एनोड को हीटर से उठाया/वापस लिया जा सके। एक बार एनोड हटा दिया जाता है, इसके शरीर को एनोड कैप से स्टील की छड़ को खोलने के लिए एंटी-क्लॉकवाइज घुमाया जा सकता है, फिर एक नया एनोड स्थापित किया जा सकता है, और हीटर को फिर से असेंबल किया जा सकता है।
कैल्क बिल्ड अप
हीटर के भीतर कैल्क (कैल्शियम कार्बोनेट) और अन्य ठोस खनिजों का निर्माण, किसी भी उपकरण में सामान्य है जो पानी का उपयोग करता है; ये घुलनशील खनिज पानी से अलग हो जाते हैं और उपकरण के भीतर की सतहों पर ठोस हो जाते हैं। स्केल एक और शब्द है जो जल प्रणाली के भीतर ठोस खनिज जमा के लिए उपयोग किया जाता है; स्केल में कई खनिज होते हैं जबकि कैल्क केवल कैल्शियम कार्बोनेट को संदर्भित करता है।
स्केल और कैल्क का निर्माण विशेष रूप से जल हीटर के हीटिंग तत्वों पर समस्याग्रस्त होता है। स्केल एक थर्मल इन्सुलेटर के रूप में कार्य करता है, जो हीटिंग तत्व द्वारा उत्पन्न गर्मी को अवशोषित करता है, लेकिन इसे आसपास के पानी में बहुत कम स्थानांतरित करता है। यह हीटिंग तत्व पर हॉट स्पॉट का कारण बन सकता है जहां यह पानी को वांछित तापमान तक गर्म करने का प्रयास करते हुए अधिक गरम हो रहा है। विद्युत ऊर्जा का यह अक्षम उपयोग न केवल उच्च बिजली बिल का कारण बन सकता है, बल्कि हीटिंग तत्वों को फटने और विफल होने का कारण भी बन सकता है; विफल हीटिंग तत्व को फिर से बदलना होगा।
एक अन्य घटक जो स्केल बिल्ड अप के लिए संवेदनशील है वह है तापमान/दबाव राहत वाल्व। यदि ऐसा होता है, तो वाल्व ऑपरेटिंग तंत्र अटक सकता है, परिणामस्वरूप सही तापमान या दबाव पर खुलने में विफल हो सकता है। यह टैंक में बहुत गर्म पानी का कारण बन सकता है, या अतिरिक्त दबाव को जल प्रणाली में कहीं और टैंक से बाहर निकलने के लिए मजबूर कर सकता है, संभावित रूप से अन्य घटकों और पाइपिंग जोड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है।
कैल्क/स्केल से ढका हीटिंग तत्व
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अतिरिक्त संसाधन
https://en.wikipedia.org/wiki/Water_heating
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Domestic_water_heating