Az elektromos árammal való vízmelegítés ötlete már az 1800-as évek elején felvetült, de gyakorlati alkalmazására, elektromos vízmelegítő készülékek gyártására csak 1896-tól került sor, Németországban. Magyarországi elterjedése még sokáig, az 1966-os hazai tömeggyártás megkezdéséig váratott magára.
Az elektromos vízmelegítők technikai fejlődése során több irány alakult ki, osztályozzuk őket:
- a vízmelegítő rendszer szerint: [átfolyó rendszerű]? és [tároló rendszerű]?,
- a bennük lévő nyomás szerint: [nyitott rendszerű]? és [zárt rendszerű]?
Az elektromos fűtésű, tároló rendszerű vízmelegítő köznapi neve a villanybojler mely az angol boiler (kazán, melegvíztároló) szóból ered.
Egy alapkiépítésű villanybojler alkotórészei:
- víztároló tartály,
- a tartályt körülvevő hőszigetelés,
- fűtőtest,
- hőmérsékletszabályozó és -korlátozó,
- biztonsági szelep (ha zárt rendszerű),
- köpeny, burkolat
Víztároló tartály:
A különböző gyártási technológiák és árkategóriák szerint maga a tartály sokféle anyagból készülhet: réz, rozsdamentes acél, műanyag, üvegszálas műanyag, horganyzott/zománcozott vagy műanyag bevonatos acél stb.
Az anyag kiválasztásánál fontos a szilárdsági megfelelés és - mivel a tartály közvetlenül érintkezik a vízzel -, a korrózióval szembeni ellenállás.
A nyomás alatti (zárt rendszerű) készülékeknél a tartósság és az előállítási költségek mutatói miatt a leggyakoribb alapanyag a zománcozott acél.
Hasonló megfontolásból a nyitott rendszerű készülékek – főleg a kis űrtartalmúak (5-10 liter) – alapanyaga a műanyag.
Hőszigetelés:
A tartályt körülvevő hőszigetelés jellege, vastagsága határozza meg, milyen gyorsan hűl el a víz a tartályban, mennyit fogyaszt a bojler. A víz felmelegítéséhez minden készülékben ugyanannyi energiára van szükség, de nem a hőntartására! A szigetelésbeli különbségek 2-3-szoros eltérést eredményeznek a bojlerek hőveszteségében. Ezért is tervezi már régóta az EU, hogy a hűtőszekrényekhez, mosógépekhez – és egyéb háztartási gépekhez – hasonlóan a vízmelegítés eszközeire is bevezeti az energiacímkét. Így a vízmelegítők is könnyebben összehasonlíthatók lesznek energiahatékonyság szempontjából.
Fűtőtest:
Az általános megoldás rézköpenyű, elszigeteletlen csőfűtőtestek alkalmazása, magasabb árú készülékeknél kerámia vagy zománcozott rúdfűtőtest.
Hőmérsékletszabályozó és hőmérsékletkorlátozó:
A hőmérsékletszabályozó a beállítási értékének megfelelő szinten tartja a benne lévő víz hőmérsékletét. Ez a villanybojlerekben általában állítható, de van, ahol a burkolatot előbb meg kell bontani.
A szabályozó meghibásodása esetén lép működésbe a hőmérsékletkorlátozó, ami megakadályozza a víz túlmelegedését, gőzzé alakulását.
Ez a két elem – a szabályozó és a korlátozó – a villanybojler alapvető biztonságához tartozik, megfelelő működésük, jelenlétük elengedhetetlenül szükséges a biztonságos működtetéshez.
Biztonsági szelep:
Ha a bojlerben a vizet melegítik, az tágul, és a táguló víznek el kell távolodnia. Ha a csapokat nem nyitja meg a fogyasztó, akkor a víz arra nem folyhat. A hálózat felé szintén nem folyhat, mert szabvány szerint kötelező beépíteni egy visszacsapó szelepet: a bojler tartalma nem ürülhet vissza.
Ezért szintén kötelező minden bojler mellé beépíteni egy biztonsági szelepet is, ahol a keletkezett többlet víztérfogat elcsöpög, illetve túlforralás esetén elszökik a túlnyomás.
Használatának előnyei és hátrányai:
A villanybojlert általában családi házak, lakások egyéni melegvíz-igényeinek ellátására alkalmazzák. Előnye, hogy általában a fogyasztási hely (csapok) közelében kerül elhelyezésre, így a csőrendszerben keletkező hőveszteség, minimalizálható. Ezen készülékek legnagyobb része beltéri üzemeltetésre tervezett, így külső környezeti hatásoktól védett, temperált (állandó hőmérsékleten tartott) helységben kerül felszerelésre, ezzel további hőveszteséget takarítunk meg, illetve a készülék élettartama jelentősen megnő.
Hátránya viszont a víz, a fém és az elektromosság együttes jelenléte, melyek egymással való érintkezése különböző problémákat vet fel.
Korrózió:
A bevonattal ellátott acél tartályú készülékek esetében a bevonat elszigeteli az acélt, így ahol fed, ott nem lép fel korrózió, de ahol nem, ott nagyon gyorsan kilyukadhat a tartály. Ezen segít az aktív anód, ami többnyire egy magnéziumötvözet rúd. A magnézium kevésbé nemes anyag, mint a vas, ezáltal az korrodál, fogy, nem a vele egy víztérben lévő acéltartály.
Vízkőképződés:
A villanybojlerekben általában alkalmazott rézköpenyű, elszigeteletlen csőfűtőtestek igazi vízkőtermelő készülékké lépnek elő keményvizes területeken, ha nem vízlágyítón keresztül táplálják meg őket. A vízlágyítón kívül (vagy mellett) szintén hatékony a vízkővel szemben a fűtőtestek felületi terhelésének a csökkentése (felületi hőmérséklet-csökkenés) és az elszigetelésük. Ilyen például kerámia vagy rúdfűtőtest alkalmazása zománcozott tokcsőben.