Электрические водонагреватели: накопительный или проточный?

Горячее водоснабжение, как и отопление, отно­сится к тем «удобствам», без которых немыслимо само понятие комфортного жилья. В многоквар­тирных городских домах оно воспринимается как обязательное условие. Герой известного анекдота мог мыться летом в речке, а на вопрос «А зимой?» отвечать «Да много ли этой зимы!». Горожанину доставляют дискомфорт даже несколько летних недель, в течение которых централизованную по­дачу горячей воды останавливают для профилак­тики системы. Выходов тут несколько. Можно пой­ти к кому-нибудь в гости (заодно и помыться) или приобрести небольшой водонагреватель, а если есть возможность,— уехать за город, на дачу. Впрочем, водонагреватель, безусловно, пригодит­ся и там.

Тем же, кто постоянно проживает за­городом, приходится решать задачи ГВС и отопления индивидуально в каждом доме. Иногда обе задачи можно совме­стить, поставив общий котёл, но бывают случаи, когда целесообразнее «развести» эти системы. В небольших городах и по­селениях встречается и вариант, при ко­тором отопление централизовано, а ГВС обеспечивается в индивидуальном по­рядке.

В общем, можно сказать, что водона­греватель — это устройство, которое мо­жет пригодиться любому: от горожанина до владельца отдельного комфортабельно­го дома.

Практически все современные водона­греватели работают либо от электричества, либо от газа Прочие варианты, вроде дро­вяных или угольных колонок, можно отне­сти к экзотике.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ

С точки зрения простоты конструк­ции нагрев воды электричеством — самое удобное решение. И, как это часто случа­ется, самое дорогое. Однако преимуществ у систем электрического подогрева воды больше, чем недостатков, и во многих слу­чаях удобнее всего обходиться ими. В пер­вую очередь к преимуществам отнесём компактность и невысокую стоимость устройств. Все они делятся на два типа — проточные и накопительные.

Проточные электрические водона­греватели. Конструкция у таких моде­лей простая: внутри корпуса расположен блок нагрева (один или несколько ТЭНов в колбе или жаропрочный фторопласто­вый кожух, внутри которого установлены нагревательные элементы из неизолиро­ванной проволоки), устройства управле­ния и безопасности. По особенностям все они делятся на безнапорные и напорные.

У первых кран, перекрывающий воду, устанавливается на входе холодной воды. Эти модели применяются, прежде всего, при использовании на одной точке водо-разбора. Их мощность сравнительно неве­лика, многие поставляются совместно с ду­шевой насадкой или краном.

В бытовых условиях такие модели используют на даче или в моменты планового отключения цен­трализованного горячего водоснабжения. Как вариант, эти нагреватели годятся для обеспечения горячей водой отдельных по­мещений (например, умывальников и ду­шевых кабин) на предприятиях, например когда тянуть отдельную трубу ГВС не име­ет смысла.

Напорные модели рассчитаны на посто­янное подключение в штатную сеть водоснабжения, находящуюся под давлением Обычно это более мощные нагреватели, которые способны обеспечить несколько точек водоразбора одновременно или про­ток, сопоставимый с тем, который имеется в централизованной системе ГВС, напри­мер в городе. В принципе напорный водо­нагреватель можно использовать в безна­порном режиме, а вот наоборот — нельзя: их внутренняя ёмкость на высокое давле­ние не рассчитана.

Электрические водонагреватели делятся на устройства с механическим (гидравли­ческим) и электронным управлением За­дача системы управления — обеспечить включение и выключение в нужное время. «Механика» включает ТЭНы (обычно все вместе), основываясь на изменении поло­жения мембраны, имеющей механический привод па блок контактов.

Более сложные электронные схемы управления включа­ют нагревательные элементы постепенно в зависимости от расхода, температуры и давления воды. Это даёт экономию элек­троэнергии и воды, а также стабильную температуру воды на выходе. Стоят такие модели существенно дороже. В основном это мощные устройства, рассчитанные на несколько точек водоразбора.

Панель управления водонагревателя гоже может быть механической (имеющей прямой привод на блок управления мощ­ностью или протоком) или электронной (сенсорные кнопки и дисплей). Но и тут всё так же: «механика» дешевле, «электро­ника» даёт больше возможностей

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ «ПРОТОЧНИКОВ»

В первую очередь к преимуществам про­гонных водонагревателей следует отнести небольшие габариты и вес, что упрощает монтаж и установку. Они удобны и в тех случаях, когда точки водоразбора исполь­зуются лишь эпизодически.

Энергия тра­тится только в момент прохождения воды через нагреватель. Практически всё, что на­грето, сразу и расходуется (объём неизрас­ходованной жидкости в трубах напорного водонагревателя невелик, тепловые потери у всех видов тоже пренебрежимо малы).

Основное ограничение в их применении связано с потребляемой электрической мощностью. Сами-то такие модели выпу­скаются мощностью от 2,5 до 8—10 кВт при однофазном подключении и до 30 кВт — при трёхфазном, вот только взять такую мощность в бытовых условиях обычно за­труднительно.

Электропроводка в доме вряд ли рассчитана на мощность свыше 5—6 кВт (в старых домах и того меньше), а этого для моментального прогрева боль­шого количества воды явно недостаточно.

Так что перед выбором придётся уточнить максимально допустимую мощность для собственных условий. Проще всего это вы­яснить у энергоснабжающей организации. Скорее всего, потребуется замена провод­ки или подводка новой к месту установки нагревателя.

Второй вопрос обычно связан с той же мощностью, точнее, с разницей темпера­тур на входе и выходе. Холодная вода, по­ступающая из системы водоснабжения, зимой и летом имеет разную температуру, причём разница вполне может достигать 10—15 °С Это значит, что нагреватель, успешно работающий летом, зимой мо­жет просто «не справиться».

В кратких описаниях техники многие компании ука­зывают примерную производительность по горячей воде в л/мин, но для более точ­ного подбора надо учитывать и значение At (дельта тэ в характеристиках нагрева­телей может писаться и с прописной (AT), и со строчной буквы), т. е. заявленная раз­ница температур на входе и выходе. Этот параметр обычно легко найти в докумен­тации на устройство, хотя можно и посчи­тать самостоятельно исходя из мощности нагревательного элемента и расхода воды.

К примеру, чтобы подогреть 100 литров воды на 30 градусов в течение часа, нам понадобится водонагреватель с ТЭНом мощ­ностью чуть более 3,5 кВт (теплопотерями пренебрегаем и к тому же считаем, что на­пряжение в сети соответствует заявленно­му). Зависимость практически линейная, «поиграться» можно с любым параметром.

Например, в минуту это получается при­мерно 1,6 литра воды, нагретой с 5 до 33 °С (зимние условия). Прямо скажем, не густо, но если требуется подогрев на 10 градусов (например, с 20 до 30 °С, как бывает доста­точно летом) — это уже 5 л/мин.

Вполне понятно, что летом душ с помощью такого нагревателя принять удастся, а зимой — вряд ли, нужно что-то менять, скорее всего, увеличивать мощность. Именно поэтому область применения небольших проточных электронагревателей (до 6-8 кВт) — пре­жде всего, летнее использование. Модели большей мощности годятся и для круглого­дичной работы, и при одновременном вклю­чении нескольких водоразборных точек.

НАКОПИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВО­ДОНАГРЕВАТЕЛИ 

В отличие от проточных, такие устройства способны обеспечить достаточно большой объём горячей воды в единицу времени.

Специально пере­делывать проводку для бытовых моделей не потребуется — они вполне способны работать и от обычной электросети, лишь некоторые из них можно (при желании) подключить к трехфазной сети, что даст возможность задействовать большую мощность и соответственно быстрее на­греть воду. Однако приборы с подобными опциями стоят дороже.

Чтобы подключить однофазный накопи­тельный водонагреватель, требования ми­нимальны. Использовать их можно и при сравнительно «Слабой» проводке. Вода в баке греется в течение некоторого време­ни, а расходуется по потребности.

Емкость бака накопительных водона­гревателей составляет от 5 до 500 (и более) литров.

Наиболее часто применяются баки объёмом от 30 до 200 литров. Меньшего объёма будет недостаточно для длитель­ного использования (но хватит, например, для кухонной мойки), больший окажется слишком велик для бытовых условий.

Ис­полнение у большинства моделей — на­стенное, на пол устанавливаются только «большегрузные» нагреватели. Настенные нагреватели различаются по способу монтажа: горизонтальному или вертикально­му, хотя некоторые модели допускают оба варианта установки.

Накопительные нагреватели, как и про­точные, могут быть безнапорными, т.е. открытого типа, и напорными, которые можно встроить в систему, находящуюся под давлением.

У безнапорных нагревате­лей перекрывающий воду кран установлен перед баком, при его открытии поступаю­щая в бак холодная вода вытесняет горя­чую, которая сливается через специальный смеситель. Такие модели годятся только для одной водоразборной точки и обычно имеют небольшой объём бака. Более по­пулярные водонагреватели закрытого типа подходят и для организации ГВС несколь­ких точек.

ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ БАКИ?

Чаще всего материал для изготовления внутреннего бака — сталь с эмалевым (или стеклокерамическим) покрытием Эмаль защищает внутренний стальной резерву­ар от коррозии. Поскольку баки работают в условиях высоких тепловых нагрузок, эмаль должна быть достаточно эластичной и иметь близкий (в идеале — одинако­вый) коэффициент теплового расширения с материалом бака, чтобы исключить возможность возникновения трещин.

Про­изводители могут использовать различные по составу эмали и наносить их разными методами. Несколько реже баки делают из нержавеющей стали, иногда тоже с до­полнительным защитным покрытием. Ещё реже, в водонагревателях небольшого объ­ёма, используют медь или пластик.

Разумеется, материал бака должен быть химически инертен, чтобы не «портить воду». И эмалевое покрытие, и «пищевая» нержавеющая сталь удовлетворяют этим требованиям, но тут есть нюансы.

У приборов с эмалированным резервуа­ром со временем возможно появление изъ­янов и дефектов эмалевого покрытия. Но, несмотря на это, водонагреватель способен служить ещё очень долгое время. Однако для этого необходимо проверять и своевре­менно менять защитный магниевый анод, который есть в каждом эмалированном водонагревателе и который нейтрализует процесс коррозии (окисления), путем наложения противоположного тока.

Возни­кающий из-за этого избыток электронов (катодное напряжение) на повреждённом участке смещает разницу потенциалов межу анодом и катодом (баком) и останав­ливает коррозию. Анод, отдающий элек­троны, соединён со стальным внутренним баком. От анода исходит ток к возможным повреждённым участкам Этот анодный ток, возникающий вследствие разрушения более активною материала (Mg), предот­вращает коррозию на повреждённом участке.

У нержавеющей стали протечки обычно происходят в местах сварных швов. При сварке состав нержавеющей стали в местах сварных швов изменяется и коррозионная стойкость уменьшается. Причём визуально оценить состояние бака из нержавейки вряд ли удастся.

Как не удастся без спе­циального анализа выяснить качество не­ржавеющей стали, используемой в баке. В дешёвых моделях экономия может быть за счёт удешевления материала, наруше­ния и упрощения технологий сварки. Бак всё равно «не видно», так что недобросо­вестный производитель готов сэкономить именно на этом.

Между тем от качества нержавеющей стали зависит срок службы всего водонагревателя: ремонтировать его в случае протечки бессмысленно. Мно­гие ведущие производители предостав­ляют гарантию на баки сроком 5-10 лет (на остальные компоненты водонагревате­лей гарантия меньше).

В качестве нагревательных элементов обычно используют ТЭНы различной фор­мы, иногда помещаемые в специальную эмалированную колбу для снижения наки­пи. Обычное их количество - один-два.

Для обычного (экономичного) режима включа­ется один ТЭН, если требуется ускоренный нагрев — подключается и второй. Если используются два разной мощности, можно получить и три ступени нагрева.

Также внутри бака располагают выше­упомянутый анод. Чтобы предотвратить прохождение анодного тока на такие узлы бака, как нагревательный элемент и теплообменник, последние устанавливаются через изоляторы.

Так же, чтобы анод не рас­ходовался зря, применяется техническое решение, которое позволяет уравновесить эту защиту: компенсационное сопротивле­ние. Это сопротивление уравновешивает потенциалы и позволяет магниевому ано­ду защищать только внутреннюю поверх­ность резервуара

Анод время от времени следует менять. Насколько часто — зависит от размера (массы) анода, содержания в воде солей жёсткости и интенсивности использова­ния. Чаще всего ревизовать состояние ано­да, а заодно и стенок бака рекомендуют раз в год. «Активный анод», требующий электропитания, но не расходуемый, для бытовых моделей применяется доволь­но редко.

ТЭНы, анод, датчик термостата обычно монтируются на общем фланце, который крепится в нижней части бака (при вертикальном исполнении). По­дающая трубка — короткая. Приёмная забирает нагретую воду сверху. При гори­зонтальном исполнении приёмную трубку изгибают так, чтобы её конец располагал­ся у верхней части бака. Если допускаются оба варианта монтажа, конец трубки вы­водят «в угол».

Плоские нагреватели имеют два резер­вуара, соединённые несколькими гори­зонтальными трубками-переливами. Вода подаётся вниз первого резервуара, а забирается из второго, сверху.

При большом расходе, сравнимом с объёмом бака, поступающая холодная вода смешивается с оставшейся горячей более равномерно.

Между внутренним баком и корпусом находится слой теплоизоляции — пенополиуретана, которым заполняют всё сво­бодное пространство между внутренним резервуаром и внешним корпусом водона­гревателя.

Слоя толщиной в несколько сан­тиметров в принципе достаточно, чтобы сохранять тепло продолжительное время.

Корпус водонагревателя чаще всего де­лают из стали с порошковым покрытием Также встречаются корпуса из пластика. Изредка, «для красоты», корпус изготав­ливают из нержавейки. Сечение формы корпуса может быть квадратным, прямо­угольным, круглым

ЧТО ВНУТРИ?

В состав любого водонагревателя вхо­дят термостат, датчик перегрева (термоограничитель), а также внешний очень важный узел — группа безопасности, иногда — дополнительный стрелочный термометр (его цель — скорее эстети­ческая, чем практическая) и, конечно, панель управления. В простых моделях на панели находятся кнопка включения и регулятор температуры — для работы достаточно и этого. Более сложные моде­ли имеют сенсорную панель управления с жидкокристаллическим или светоди­одным дисплеем, позволяющим контро­лировать все режимы работы прибора. Перечислим лишь некоторые из них:

— задание требуемой температуры. В не­которых моделях — с точностью до 1 °С;

— быстрый нагрев на полной мощности одним нажатием;

— задание различных программ нагрева, в том числе по таймеру, дневному или не­дельному;

— снижение температуры воды при длительном неиспользовании в целях эко­номии энергии и ресурса;

— периодическое включение нагрева до высокой температуры с целью дезин­фекции;

— режим ограничения температуры на­грева в диапазоне 40—60 °С

— режим блокировки от детей

У разных производителей встречаются и другие различные режимы. Некоторые нагреватели способны работать с устрой­ствами дистанционного и даже удалённо­го управления. Каждая из этих функций прямо или косвенно способна увеличить комфорт при эксплуатации, большинство из них позволяют также снизить энерго­потребление (к режиму включения мак­симального нагрева это, само собой, не от­носится). В настоящее время «эволюция» водонагревателей идёт в основном в этом направлении: принципиально новых кон­курентоспособных технических реше­ний по «механической части» изобрести не удаётся, зато у электроники потенциал достаточно велик.

ТАК ВСЁ-ТАКИ: ПРОТОЧНЫЙ ИЛИ НАКОПИТЕЛЬНЫЙ?

Для начала следует напомнить: элек­троэнергии на нагрев одинакового коли­чества воды оба типа водонагревателей израсходуют тоже одинаково. Только проточному её потребуется много и сра­зу, а накопительному — постепенно. «Минусы» накопительных нагревате­лей — более высокая цена, большие га­бариты, невозможность быстро получить горячую воду (придётся дождаться, пока нагреется).

Теплопотери у накопительно­го нагревателя будут больше, при редком использовании также придётся мириться с тем, что нагретая вода бесцельно будет остывать в баке. Правда, тут стоит сделать небольшую оговорку: при использова­нии многотарифных счётчиков накопи­тельный водонагреватель со встроенным таймером можно настроить на подогрев воды в ночное время, и стоимость нагрева заметно снизится.

Собственно основное эксплуатацион­ное отличие именно в этом: для перио­дического использования целесообразнее проточная модель (если проводка позволит). При постоянном проживании нако­пительный окажется удобнее и дешевле. Ну а мощность и объём бака следует под­бирать исходя из собственных потребно­стей.