Персональный водогрей

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.

 

Материалы

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 "Q

— 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.

Газовые водонагреватели

Как и электрические, они могут быть либо проточными, либо накопительными, но в любом случае — встраиваются в штат­ную систему ГВС, т. е. являются напорными. Здесь мы не станем рассматривать многие особенности конструкции таких нагревателей. Они мало чем отличаются от котлов, использующихся для отопления помещений.

Большинство газовых водонагревателей, представленных на рынке, оборудованы открытой камерой сгорания и являются «традиционными» (конвекционными), к тому же — проточными. Причина про­ста.

Большую часть потенциального рын­ка таких нагревателей составляют давно спроектированные и построенные дома, в которых есть центральное отопление, подведён газ, нет общей системы горячего водоснабжения и имеется работающий дымоход.

Фактически новое оборудование предлагается на замену ранее установлен­ным газовым колонкам, у которых тоже применялась открытая камера сгорания. В общем, особого смысла заниматься ка­питальными переделками нет, да и лиш­нее место, чтобы установить накопитель­ный бак, вряд ли найдётся.

Конечно, это не значит, что модели с закрытой камерой сгорания или накопительными баками не выпускаются. Их просто гораздо мень­ше. Что же касается конденсационных колонок, то их использование только для нагрева воды в быту вряд ли окупится — слишком дороги. Такие нагреватели есть, но предназначены для промышленного применения.

 

Проточные газовые водонагрева­тели

Обычный диапазон максималь­ной мощности в бытовом секторе — от 15 до 30 кВт. Для нескольких точек водоразбора этого достаточно, т.е. по­требности квартиры или небольшого дома эти модели перекрывают с запасом.

Такие нагреватели принято классифици­ровать в первую очередь по способу роз­жига колонки. Самое простое — с пьезо-розжигом от кнопки.

Немного дороже, но удобнее нагреватели с электророзжигом. Он осуществляется автоматически, источником энергии чаще всего служит пара батареек. Существуют также мо­дели, не требующие элементов питания: в их состав входит небольшой гидрогене­ратор, который генерирует необходимую электрическую энергию, используя энер­гию потока воды.

Примечательно, что все три этих вида нагревателей (с открытой камерой сгора­ния) энергетически независимы. Для мо­делей с закрытой камерой и встроенным вентилятором потребуется подключение электричества от сети.

 

Накопительные газовые водонагреватели

Как обычно, важнейший их параметр — объём бака, который может составлять 50-300 литров, для неболь­ших моделей установка обычно настенная, у больших - разумеется, напольная. Мак­симальная тепловая мощность — в районе 5-10 кВт.

Вели проточные нагреватели в основ­ном используются в квартирах, то нако­пительные имеет смысл устанавливать в отдельно стоящих домах, за городом.

Сравнительно невысокая их распростра­нённость объясняется тем, что сложно найти загородный дом, в котором отопле­ние и ГВС нужно реализовывать по от­дельности. Проще организовать объеди­нённую систему с нагревом от одного котла. Хотя варианты могут быть разные и за городом иногда встречаются дома с централизованной системой отопления. Или, как вариант, если точки водоразбора находятся далеко от домашней котель­ной, будет проще поставить такой нагре­ватель ближе к ним.

Преимущества и недостатки проточных и накопительных газовых нагревателей аналогичны электрическим, только, ко­нечно, вопрос выделенной электрической мощности не стоит.

Комбинированные водонагреватели

Хотя такие модели и не рассматрива­ются в обзорах в этом выпуске, упомя­нуть о них стоит. Такие водонагреватели, также называемые бойлерами косвенного нагрева, получают энергию от сторонних источников. Они представляют собой бак с установленными внутри трубчатыми зме­евиками, по которым проходит теплоноси­тель системы отопления.

Обычно основной нагрев воды производится от стационар­ной системы отопления, т.е. котла любого типа или теплового насоса. В большинстве таких бойлеров также установлен ТЭН, который включается при большом расходе горячей воды или в момент запуска систе­мы после перерыва.

Существуют и более интересные ре­шения. Для подогрева воды нам требу­ется энергия, а, значит, в конечном счёте её потребуется оплачивать. Самый про­стой способ экономии — использование солнечных коллекторов.

Нагрев воды от солнца обходится дешевле всего, затра­ты тут будут только на циркуляцию те­плоносителя между бойлером и коллек­торами (хотя в некоторых схемах и насос не нужен) и работу электроники.

Приня­то считать, что одной панели солнечного коллектора площадью порядка 2 м² впол­не достаточно, чтобы получить требуемое количество горячей воды в средних ши­ротах для одного-двух человек. Остальное можно получить либо от системы отопле­ния, либо от ТЭНа. Вариантов тут много.

С солнечными коллекторами выпускают­ся как «сольные» системы, не связанные с системой отопления, так и комбиниро­ванные. Основной недостаток — сравни­тельно высокая начальная стоимость этих систем, но в дальнейшем они окупаются.