Гаряче водопостачання, як і опалення, належить до тих «зручностей», без яких немислимо саме поняття комфортного житла. У багатоквартирних міських будинках воно сприймається як обов'язкова умова. Герой відомого анекдоту міг митися влітку в річці, а на питання «А взимку?» Відповідати «Так чи багато цієї зими!». Городянину доставляють дискомфорт навіть кілька літніх тижнів, протягом яких централізовану подачу гарячої води зупиняють для профілактики системи. Виходів тут кілька. Можна піти до когось в гості (заодно і помитися) або придбати невеликий водонагрівач, а якщо є можливість, - виїхати за місто, на дачу. Втім, водонагрівач, безумовно, стане в нагоді і там.
Тим же, хто постійно проживає за містом, доводиться вирішувати завдання ГВП та опалення індивідуально в кожному будинку. Іноді обидва завдання можна поєднати, поставивши загальний котел, але бувають випадки, коли доцільніше «розвести» ці системи. У невеликих містах і поселеннях зустрічається і варіант, при якому опалення централізовано, а ГВС забезпечується в індивідуальному порядку.
Загалом, можна сказати, що водонагрівач - це пристрій, який може стати в нагоді будь-кому: від городянина до власника окремого комфортабельного будинку.
Практично всі сучасні водонагрівачі працюють або від електрики, або від газу. Інші варіанти, на кшталт дров'яних або вугільних колонок, можна віднести до екзотики.
ЕЛЕКТРИЧНІ ВОДОНАГРІВАЧІ
З точки зору простоти конструкції нагрів води електрикою - найзручніше рішення. І, як це часто трапляється, найдорожче. Однак переваг у систем електричного підігріву води більше, ніж недоліків, і в багатьох випадках зручніше за все обходитися ними. В першу чергу до переваг віднесемо компактність і невисоку вартість пристроїв. Всі вони діляться на два типи - проточні та накопичувальні.
Проточні електричні водонагрівачі. Конструкція у таких моделей проста: всередині корпусу розташований блок нагріву (один або кілька ТЕНів в колбі або жароміцний фторопластовий кожух, усередині якого встановлені нагрівальні елементи з неізольованою дроту), пристрої управління та безпеки. За особливостями все вони діляться на безнапірні і напірні. У перших кран, який перекриває воду, встановлюється на вході холодної води. Ці моделі застосовуються, перш за все, при використанні на одній точці водорозбору. Їх потужність порівняно невелика, багато подаються разом з душовою насадкою і / або краном. У побутових умовах такі моделі використовують на дачі або в моменти планового відключення централізованого гарячого водопостачання. Як варіант, ці нагрівачі годяться для забезпечення гарячою водою окремих приміщень (наприклад, умивальників і душових кабін) на підприємствах, наприклад коли тягнути окрему трубу ГВС не має сенсу.
Напірні моделі розраховані на постійне підключення до штатної мережу водопостачання, що знаходиться під тиском. Зазвичай це більш потужні нагрівачі, які здатні забезпечити кілька точок водорозбору одночасно або проток, який можна порівняти з тим, який є в централізованій системі ГВП, наприклад в місті. В принципі напірний водонагрівач можна використовувати в безнапірному режимі, а ось навпаки - не можна: їх внутрішня ємність на високий тиск не розрахована.
Електричні водонагрівачі діляться на пристрої з механічним (гідравлічним) і електронним управлінням. Завдання системи управління - забезпечити включення і виключення в потрібний час. «Механіка» включає Тени (зазвичай все разом), грунтуючись на зміні положення мембрани, що має механічний привід на блок контактів. Більш складні електронні схеми управління включають нагрівальні елементи поступово в залежності від витрати, температури і тиску води. Це дає економію електроенергії та води, а також стабільну температуру води на виході. Коштують такі моделі істотно дорожче. В основному це потужні пристрої, розраховані на кілька точок водорозбору.
Панель управління водонагрівача теж може бути механічною (має прямий привід на блок управління потужністю або протокою) або електронною (сенсорні кнопки і дисплей). Але і тут все так само: «механіка» дешевше, «електроніка» дає більше можливостей.
Плюси і мінуси «проточніков»
В першу чергу до переваг проточних водонагрівачів слід віднести невеликі габарити і вага, що спрощує монтаж і установку. Вони зручні і в тих випадках, коли точки водорозбору використовуються лише епізодично. Енергія витрачається тільки в момент проходження води через нагрівач. Практично все, що підігрітий, відразу і витрачається (обсяг невитраченою рідини в трубах напірного водонагрівача невеликий, теплові втрати у всіх видів теж нехтує малі).
Основне обмеження в їх застосуванні пов'язано з споживаної електричної потужністю. Самі-то такі моделі випускаються потужністю від 2,5 до 8-10 кВт при однофазному підключенні і до 30 кВт - при трифазному, ось тільки взяти таку потужність в побутових умовах зазвичай важко. Електропроводка в будинку навряд чи розрахована на потужність понад 5-6 кВт (в старих будинках і того менше), а цього для моментального прогріву великої кількості води явно недостатньо. Так що перед вибором доведеться уточнити максимально допустиму потужність для власних умов. Найпростіше це з'ясувати у енергопостачальної організації. Швидше за все, буде потрібно заміна проводки або підводка нової до місця установки нагрівача.
Друге питання зазвичай пов'язаний з тією ж потужністю, точніше, з різницею температур на вході і виході. Холодна вода, що надходить із системи водопостачання, взимку і влітку має різну температуру, причому різниця цілком може досягати 10-15 ° C. Це означає, що нагрівач, який успішно працює влітку, взимку може просто «не впоратися». У коротких описах техніки багато компаній вказують приблизну продуктивність по гарячій воді в л / хв, але для більш точного підбору треба враховувати і значення Δt (дельта ТЕ в характеристиках нагрівачів може писатися і з великої (Т), і з малої літери), т. е. заявлена різниця температур на вході і виході. Цей параметр зазвичай легко знайти в документації на пристрій, хоча можна і порахувати самостійно виходячи з потужності нагрівального елементу і витрати води.
Наприклад, щоб підігріти 100 літрів води на 30 градусів протягом години, нам знадобиться водонагрівач з Теном потужністю трохи більше 3,5 кВт (тепловтратами нехтуємо і до того ж вважаємо, що напруга в мережі відповідає заявленому). Залежність практично лінійна, «погратися» можна з будь-яким параметром. Наприклад, в хвилину це виходить приблизно 1,6 літра води, нагрітої з 5 до 35 ° C (зимові умови). Прямо скажемо, не густо, але якщо потрібно підігрів на 10 градусів (наприклад, з 20 до 30 ° C, як буває досить влітку) - це вже 5 л / хв. Цілком зрозуміло, що влітку душ за допомогою такого нагрівача прийняти вдасться, а взимку - навряд чи, потрібно щось міняти, швидше за все, збільшувати потужність. Саме тому область застосування невеликих проточних електронагрівачів (до 6-8 кВт) - перш за все, річне використання. Моделі більшої потужності годяться і для цілорічної роботи, і при одночасному включенні декількох водорозбірних точок.
Накопичувальні електричні водонагрівачі. На відміну від проточних, такі пристрої здатні забезпечити досить великий обсяг гарячої води в одиницю часу. Спеціально переробляти проводку для побутових моделей не буде потрібно - вони цілком здатні працювати і від звичайної електромережі, лише деякі з них можна (при бажанні) підключити до трифазної мережі, що дасть можливість задіяти більшу потужність і відповідно швидше нагріти воду. Однак прилади з подібними опціями коштують дорожче.
Щоб підключити однофазний накопичувальний водонагрівач, вимоги мінімальні. Використовувати їх можна і при порівняно «слабкою» проводці. Вода в баку гріється протягом деякого часу, а витрачається по потребі.
Ємність бака накопичувальних водонагрівачів становить від 5 до 500 (і більше) літрів. Найбільш часто застосовуються баки об'ємом від 30 до 200 літрів. Меншого обсягу буде недостатньо для тривалого використання (але вистачить, наприклад, для кухонного миття), більший виявиться занадто великий для побутових умов. Виконання у більшості моделей - настінне, на підлогу встановлюються тільки «великовантажні» нагрівачі. Настінні нагрівачі розрізняються за способом монтажу: горизонтальному або вертикальному, хоча деякі моделі допускають обидва варіанти установки.
Накопичувальні нагрівачі, як і проточні, можуть бути безнапірними, т. Е. Відкритого типу, і напірними, які можна вбудувати в систему, що знаходиться під тиском. У безнапірних нагрівачів перекриває воду кран встановлений перед баком, при його відкритті надходить в бак холодна вода витісняє гарячу, яка зливається через спеціальний змішувач. Такі моделі годяться тільки для однієї водорозбірної точки і зазвичай мають невеликий обсяг бака. Більш популярні водонагрівачі закритого типу підходять і для організації ГВС декількох точок.
МАТЕРІАЛИ
Найчастіше матеріал для виготовлення внутрішнього бака - сталь з емалевим (або склокерамічним) покриттям. Емаль захищає внутрішній сталевий резервуар від корозії. Оскільки баки працюють в умовах високих теплових навантажень, емаль повинна бути достатньо еластичною і мати близький (в ідеалі - однаковий) коефіцієнт теплового розширення з матеріалом бака, щоб виключити можливість виникнення тріщин. Виробники можуть використовувати різні за складом емалі і наносити їх різними методами. Дещо рідше баки роблять з нержавіючої сталі, іноді теж з додатковим захисним покриттям. Ще рідше, в водонагрівачах невеликого обсягу, використовують мідь або пластик.
Зрозуміло, матеріал бака повинен бути хімічно інертний, щоб не «псувати воду». І емалеве покриття, і «харчова» нержавіюча сталь задовольняють цим вимогам, але тут є нюанси.
У приладів з емальованим резервуаром з часом можлива поява вад і дефектів емалевого покриття. Але, незважаючи на це, водонагрівач здатний служити ще дуже довгий час. Однак для цього необхідно перевіряти і своєчасно змінювати захисний магнієвий анод, який є в кожному емальованому водонагрівачі і який нейтралізує процес корозії (окислення), шляхом накладення протилежної струму. Виникає через це надлишок електронів (катодний напруга) на пошкодженій ділянці зміщує різницю потенціалів межу анодом і катодом (баком) і зупиняє корозію. Анод, який чи електрони, з'єднаний зі сталевим внутрішнім баком. Від анода виходить ток до можливих пошкодженим ділянкам. Цей анодний струм, що виникає внаслідок руйнування більш активного матеріалу (Mg), запобігає корозії на пошкодженій ділянці.
У нержавіючої сталі протікання зазвичай відбуваються в місцях зварних швів. При зварюванні складу нержавіючої сталі в місцях зварних швів змінюється і корозійна стійкість зменшується. Причому візуально оцінити стан бака з нержавіючої сталі навряд чи вдасться. Як не вдасться без спеціального аналізу з'ясувати якість нержавіючої сталі, використовуваної в баку. У дешевих моделях економія може бути за рахунок здешевлення матеріалу, порушення і спрощення технологій зварювання. Бак все одно «не видно», так що недобросовісний виробник готовий заощадити саме на цьому. Тим часом від якості нержавіючої сталі залежить термін служби всього водонагрівача: ремонтувати його в разі протікання безглуздо. Багато провідні виробники надають гарантію на баки терміном 5-10 років (на інші компоненти водонагрівачів гарантія менше).
В якості нагрівальних елементів зазвичай використовують ТЕНи різної форми, іноді поміщаються в спеціальну емальовану колбу для зниження накипу. Звичайне їх кількість - один-два. Для звичайного (економічного) режиму включається один ТЕН, якщо потрібно прискорений нагрів - підключається і другий. Якщо використовуються два різної потужності, можна отримати і три ступені нагріву.
Також всередині бака розташовують вищезгаданий анод. Щоб запобігти проходження анодного струму на такі вузли бака, як нагрівальний елемент і теплообмінник, останні встановлюються через ізолятори. Так само, щоб анод НЕ витрачався даремно, застосовується технічне рішення, яке дозволяє врівноважити цей захист: компенсаційне опір. Це опір врівноважує потенціали і дозволяє магнієвому аноду захищати тільки внутрішню поверхню резервуара.
Анод час від часу слід змінювати. Наскільки часто - залежить від розміру (маси) анода, вмісту у воді солей жорсткості і інтенсивності використання. Найчастіше ревізувати стан анода, а заодно і стінок бака рекомендують раз на рік. «Активний анод», що вимагає електроживлення, але не витрачається, для побутових моделей застосовується досить рідко. Тени, анод, датчик термостата зазвичай монтуються на загальному фланці, який кріпиться в нижній частині бака (при вертикальному виконанні). Подає трубка - коротка. Приймальна забирає нагріту воду зверху. При горизонтальному виконанні приймальню трубку згинають так, щоб її кінець розташовувався у верхній частині бака. Якщо допускаються обидва варіанти монтажу, кінець трубки виводять «в кут».
Плоскі нагрівачі мають два резервуари, з'єднані декількома горизонтальними трубками-переливами. Вода подається вниз першого резервуара, а забирається з другого, зверху. При великій витраті, порівнянному з об'ємом бака, що надходить холодна вода змішується з залишилася гарячої більш рівномірно.
Між внутрішнім баком і корпусом знаходиться шар теплоізоляції - пінополіуретану, яким заповнюють весь вільний простір між внутрішнім резервуаром і зовнішнім корпусом водонагрівача. Шару завтовшки в декілька сантиметрів в принципі достатньо, щоб зберігати тепло тривалий час.
Корпус водонагрівача найчастіше роблять зі сталі з порошковим покриттям. Також зустрічаються корпусу з пластика. Зрідка, «для краси», корпус виготовляють з нержавіючої сталі. Перетин форми корпусу може бути квадратним, прямокутним, круглим.
ЩО ВСЕРЕДИНІ?
До складу будь-якого водонагрівача входять термостат, датчик перегріву (термообмежувач), а також зовнішній дуже важливий вузол - група безпеки, іноді - додатковий стрілочний термометр (його мета - швидше естетична, ніж практична) і, звичайно, панель управління. У простих моделях на панелі знаходяться кнопка включення і регулятор температури - для роботи достатньо і цього. Більш складні моделі мають сенсорну панель управління з рідкокристалічним або світлодіодним дисплеєм, що дозволяє контролювати всі режими роботи приладу. Перерахуємо лише деякі з них:
-завдання необхідної температури. У деяких моделях - з точністю до 1 ° C;
-швидкий нагрів на повній потужності одним натисканням;
-завдання різних програм нагріву, в тому числі по таймеру, денного або тижневого;
-зниження температури води при тривалому невикористанні з метою економії енергії і ресурсу;
-періодичне включення нагріву до високої температури з метою дезінфекції;
-режим обмеження температури нагріву в діапазоні 40-60 ° С;
-режим блокування від дітей.
У різних виробників зустрічаються і інші різні режими. Деякі нагрівачі здатні працювати з пристроями дистанційного і навіть віддаленого управління. Кожна з цих функцій прямо або побічно здатна збільшити комфорт при експлуатації, більшість з них дозволяють також знизити енергоспоживання (до режиму включення максимального нагріву це, само собою, не відноситься). В даний час «еволюція» водонагрівачів йде в основному в цьому напрямку: принципово нових конкурентоспроможних технічних рішень по «механічної частини» винайти не вдається, зате у електроніки потенціал досить великий.
ПРОТОЧНИЙ АБО НАКОПИЧУВАЛЬНИЙ?
Для початку слід нагадати: електроенергії на нагрів однакової кількості води обидва типи водонагрівачів витратять теж однаково. Тільки проточного її потрібно багато і відразу, а накопичувального - поступово. «Мінуси» накопичувальних нагрівачів - більш висока ціна, великі габарити, неможливість швидко отримати гарячу воду (доведеться дочекатися, поки нагріється). Тепловтрати у накопичувального нагрівача будуть більше, при рідкісному використанні також доведеться миритися з тим, що нагріта вода безцільно буде остигати в баку. Правда, тут варто зробити невелику обмовку: при використанні багатотарифних лічильників накопичувальний водонагрівач з вбудованим таймером можна налаштувати на підігрів води в нічний час, і вартість нагріву помітно знизиться.
Власне основне експлуатаційне відміну саме в цьому: для періодичного використання доцільніше проточна модель (якщо проводка дозволить). При постійному проживанні накопичувальний виявиться зручніше і дешевше. Ну а потужність і обсяг бака слід підбирати виходячи з власних потреб.
гАЗОВІ ВОДОНАГРІВАЧІ
Як і електричні, вони можуть бути або проточними, або накопичувальними, але в будь-якому випадку - вбудовуються в штатну систему ГВП, т. Е. Є напірними. Тут ми не станемо розглядати багато особливостей конструкції таких нагрівачів. Вони мало чим відрізняються від котлів, що використовуються для опалення приміщень, а відповідна стаття «про котли» є в цьому випуску журналу.
Більшість газових водонагрівачів, представлених на ринку, обладнані закритою камерою згоряння і є «традиційними» (конвекційними), до того ж - проточними. Причина проста. Більшу частину потенційного ринку таких нагрівачів складають давно спроектовані і побудовані будинки, в яких є центральне опалення, підведено газ, немає загальної системи гарячого водопостачання і є працюючий димохід. Фактично нове обладнання пропонується на заміну раніше встановленим газових колонок, у яких теж застосовувалася відкрита камера згоряння. Загалом, особливого сенсу займатися капітальними переробками немає, та й зайве місце, щоб встановити накопичувальний бак, навряд чи знайдеться. Звичайно, це не означає, що моделі з закритою камерою згоряння або накопичувальними баками не випускаються. Їх просто набагато менше. Що ж стосується конденсаційних колонок, то їх використання тільки для нагріву води в побуті навряд чи окупиться - занадто дорогі. Такі нагрівачі є, але призначені для промислового застосування.
Проточні газові водонагрівачі. Звичайний діапазон максимальної потужності в побутовому секторі - від 15 до 30 кВт. Для кількох точок водорозбору цього досить, т. Е. Потреби квартири або невеликого будинку ці моделі перекривають з запасом. Такі нагрівачі прийнято класифікувати в першу чергу за способом розпалювання колонки. Найпростіше - з пьезорозжігом від кнопки. Трохи дорожче але зручніше нагрівачі з електророзпалом. Він здійснюється автоматично, джерелом енергії найчастіше служить пара батарейок. Існують також моделі, які не потребують елементів живлення: до їх складу входить невеликий гідрогенератор, який генерує необхідну електричну енергію, використовуючи енергію потоку води.
Примітно, що всі три ці види нагрівачів (з відкритою камерою згоряння) енергетично незалежними. Для моделей із закритою камерою і вбудованим вентилятором буде потрібно підключення електрики від мережі.
Накопичувальні газові водонагрівачі. Як завжди, найважливіший їх параметр - обсяг бака, який може становити 50-300 літрів, для невеликих моделей установка зазвичай настінна, у великих - зрозуміло, для підлоги. Максимальна теплова потужність - в районі 5-10 кВт.
Якщо проточні нагрівачі в основному використовуються в квартирах, то накопичувальні має сенс встановлювати в окремо розташованих будинках, за містом. Порівняно невисока їх поширеність пояснюється тим, що складно знайти заміський будинок, в якому опалення та ГВП потрібно реалізовувати окремо. Простіше організувати об'єднану систему з нагріванням від одного котла. Хоча варіанти можуть бути різні: і за містом іноді зустрічаються будинки з централізованою системою опалення. Або, як варіант, якщо точки водорозбору знаходяться далеко від домашньої котельні, буде простіше поставити такий нагрівач ближче до них.
Переваги та недоліки проточних та накопичувальних газових нагрівачів аналогічні електричним, тільки, звичайно, питання виділеної електричної потужності не варто.
КОМБІНОВАНІ ВОДОНАГРІВАЧІ
Такі водонагрівачі, також звані бойлерами непрямого нагріву, отримують енергію від сторонніх джерел. Вони являють собою бак з встановленими всередині трубчастими змійовиками, по яких проходить теплоносій системи опалення. Зазвичай основний нагрів води здійснюється від стаціонарної системи опалення, т. Е. Котла будь-якого типу або теплового насоса. У більшості таких бойлерів також встановлено ТЕН, який включається при великій витраті гарячої води або в момент запуску системи після перерви.
Існують і більш цікаві рішення. Для підігріву води нам потрібна енергія, а значить, в кінцевому рахунку її потрібно оплачувати. Найпростіший спосіб економії - використання сонячних колекторів. Нагрівання води від сонця обходиться найдешевше, витрати тут будуть тільки на циркуляцію теплоносія між бойлером і колекторами (хоча в деяких схемах і насос не потрібен) і роботу електроніки. Прийнято вважати, що однією панелі сонячного колектора площею близько 2 м2 цілком достатньо, щоб отримати необхідну кількість гарячої води в середніх широтах для одного-двох чоловік. Решту можна отримати або від системи опалення, або від Тена. Варіантів тут багато. З сонячними колекторами випускаються як «сольні» системи, не пов'язані з системою опалення, так і комбіновані. Основний недолік - порівняно висока початкова вартість цих систем, але в подальшому вони окупаються.
Автор: Максим Грібоєдов
Стаття опублікована в весняному випуску журналу "Все для будівництва та ремонту" серії "Споживач" (ВЕСНА 2013)
ЩО ВСЕРЕДИНІ?
ПРОТОЧНИЙ АБО НАКОПИЧУВАЛЬНИЙ?