Водонагреватели: лекция с последствиями – какие бывают и как работают?

Автономное горячее водоснабжение — более надежное, более гибкое и, в конечном счете — более экономичное. Здесь минимальные потери тепла, простая установка автоматического водонагревателя с минимальным воздействием на стены и перекрытия при монтаже. 

Текст: Наталья КОНОПЛЕВА и Ирина СТАРОСЕЛЬСКАЯ.

Почему на Западе горячую воду никогда не отключают?

Леито - прекрасное время! Время плановых отключений горячей воды. А на даче — водичка из колодца или скважины. Ле-де-ная! Весь сезон...

Любящие побрюзжать журналисты время от времени с досадой напоминают: а вот на Западе плановые отключения воды для профилактического ремонта обычно составляют 6 часов в год!

Однако здесь кроется подвох: на Западе речь идет об отключении воды вообще, холодной, а не об отключении горячей воды. Потому что централизованного горячего водоснабжения там нет, как и нет связанных с ним проблем потребителей, проблем содержания и эксплуатации этих громоздких разветвленных систем, содержания персонала, больших потерь тепла в протяженных водопроводных трассах и так далее. Можно назвать наше централизованное горячее водоснабжение отголоском тоталитаризма...

Во всем мире к домам подводится только магистраль холодной воды, а нагревают ее до нужной температуры и в нужном количестве современные автоматические водонагреватели.

Для жителей загородных домов это наилучшее решение проблемы горячей воды. Да и жителям наших городских домов надо бы призадуматься: а стоит ли им круглый год зависеть от такой ненадежной, нестабильной и некачественной службы, как централизованное горячее водоснабжение?

Водичка льется, счетчик бежит... 

Горячей воды в домашнем хозяйстве, оказывается, нужно не так уж и много. Давайте рассмотрим цифры немецкой статистики (подобной российской статистики пока нет, поскольку счетчики расхода холодной и горячей воды в нашем обиходе встречаются все еще очень редко).

Итак, в Германии считается, что на одного человека достаточно 140 литров воды в день. Из них горячая вода нужна в ванной (52 л), в туалетной комнате (из указанных статистикой 43 л воды большая часть расходуется унитазом, а для умывания и бритья с лихвой достаточно 15 л горячей воды), для мытья посуды (9 л — это если вы не пользуетесь посудомоечной машиной), для уборки (8 л).

Для остальных позиций (унитаз, стирка в автоматической стиральной машине, мытье посуды в машине, уход за комнатными цветами и садом, приготовление еды) — изначально нужна холодная вода. Итого: на одного человека в день требуется горячей воды, текущей из крана, 74 литра, то есть примерно половина из заявленных 140 литров. А если вы пользуетесь посудомоечной машиной — то это всего 65 литров.

Такую потребность в горячей воде легко обеспечить с помощью современных водонагревателей, электрических или газовых. Надо только подобрать оптимальную модель, исходя из состава вашей семьи. Вот и начнем выбирать.

Водонагреватели бывают электрические и газовые. Начнем рассказ с электрических. Они подразделяются на проточные и накопительные.

Проточные водонагреватели

В проточных водонагревателях вода проходит через нагревательный элемент, и из крана сразу же течет горячая вода заданной температуры. Их преимущества — компактные размеры, мобильность (простота установки или переустановки на новое место).

К сложностям применения проточных водонагревателей относится их высокая мощность. Диапазон мощностей проточных нагревателей — от 3,7 кВт (это обеспечивает 2,2 литра горячей воды в минуту) до 24 кВт (13 литров в минуту), в зависимости от потребности.

Использовать проточный водонагреватель можно только там, где электрическая сеть рассчитана на высокую мощность, иначе слишком мощный прибор просто «вырубит» электричество в квартире. Водонагреватели мощнее 12 кВт требуют трехфазной сети, тогда как в быту чаще используется однофазная.

Накопительные водонагреватели

Если для вас неприемлемы условия, предъявляемые к электрической сети проточными водонагревателями, обратите внимание на накопительные водонагреватели. Это теплоизолированные емкости, в которых нагревается достаточно большой объем воды, и автоматика поддерживает его температуру. Это как бы термос с электроподогревом.

Для работы такого водонагревателя требуется сравнительно небольшая мощность от 1,2 до 6 кВт. Когда открывается кран, заранее нагретая вода вытекает из бака, а на место ее поступает порция холодной водопроводной воды, которая тут же начинает подогреваться. Вы можете выбрать объем бака от 10 до 150 л и выше, в зависимости от потребностей семьи.

Уроки экономии

• Уезжая из дома, отрегулируйте накопительный электрический водонагреватель на минимум.

• Приему ванны предпочтите душ. В Германии так делают и состоятельные люди, поскольку в пересчете на деньги прием горячей ванны стоит около 150 евро.

• Не оставляйте включенной горячую воду при полоскании посуды или бритье, чистке зубов. Пользуйтесь стаканом или тазиком.

Многообразие и особенности моделей проточных и накопительных водонагревателей даже приводят в замешательство. Как определиться, что именно нужно вам?

Гидравлика обещает: больше откроешь – сильнее нагреешь 

Проточный водонагреватель устроен просто: вода протекает через трубку, которую нагревает нагревательный элемент, а реле включает нагрев, когда из водопроводного крана идет вода, и выключает, когда кран закрыт.

В то же время это остроумное и совершенное устройство.

Начать хотя бы с того, что проточные водонагреватели могут быть гидравлическими, либо электронными. В гидравлических водонагревателях температура воды зависит от того, как сильно открыт кран, то есть от протока. Благодаря совершенной конструкции гидравлические нагреватели имеют низкий порог срабатывания. То есть они включаются даже при небольшом протоке воды и давлении от 0,3 бар.

Хороши гидравлические нагреватели и тем, что в них нет прямого контакта воды и нагревательного элемента. Потому что здесь нагревательный элемент припаян снаружи по всей длине спиральной медной трубки-теплообменника, внутри которой протекает вода (эта технология запатентована концерном BSH).

Благодаря отсутствию прямого контакта ТЭНа с водой, высокой теплопроводности меди, большой скорости потока воды и системе защиты от перегрева (максимальная температура воды 60 градусов Цельсия) здесь не образуется накипь.

Поэтому требования к жесткости воды нестрогие. Гидравлический водонагреватель — прочная и надежная конструкция. В нем стоит двухуровневая система безопасности: при перегреве два сенсора отключают питание прибора.

Электроника интересуется: сколько точно в градусах? 

Зато в электронных водонагревателях температура выходящей воды не зависит от температуры входящей. На выходе поддерживается постоянная заданная температура независимо от колебаний давления и изменения потока воды.

Это с высокой точностью отслеживает электроника. Такой водонагреватель можно использовать и для подогрева теплой воды от других источников (температура входящей воды может достигать 50 градусов Цельсия, и это не повредит прибор).

В электронных моделях нагревательный элемент помещен в воду. По змеевику из термостойкого пластика пропускается вода, а нагреватель находится внутри во взвешенном состоянии в виде подвижных спиралей из нержавеющей стали.

Но накипь не образуется, во-первых, благодаря свойствам поверхности пластика, во-вторых, спираль нагревателя колеблется в потоке воды и постоянно стряхивает частички накипи, в-третьих, накипь стряхивается за счет теплового расширения материала спиралей при нагревании. От пузырьков в воде защищает система термостатов. От перепадов давления и гидроударов защищает специальная демпферная камера.

Особенность этой конструкции в том, что она налагает повышенные требования на качество воды (при превышении допустимой удельной электропроводности воды, а также при наличии частичек ржавчины возможно срабатывание электрической защиты нагревателя).

Но, вернее всего, вода в вашей местности будет удовлетворять необходимым требованиям, об этом можно проконсультироваться в местной организации по водоснабжению.

При этом проточные нагреватели с электронным управлением обеспечивают более высокий уровень комфорта при пользовании. Они экономят энергию по сравнению с гидравлическими проточными нагревателями примерно на 20 процентов. И, кроме того, они имеют более долгий срок службы. 

Горячо или точно? 

Теперь мы достаточно разобрались в теме, чтобы среди теперь уже знакомых проточных водонагревателей выбрать гидравлический либо электронный. Выбор зависит от параметров водопроводной системы в вашем доме, а также от желаемого уровня комфорта. (Помните? Электронный нагреватель значительно комфортнее, но он и требовательнее к жесткости и электропроводности воды.)

Наконец вы выбрали наиболее подходящий для вас принцип действия нагревателя. Осталось подобрать модель нужной мощности. И это совсем не простой вопрос.

От мощности зависит производительность нагревателя. Она измеряется в литрах в минуту и указывается на корпусе прибора.

Естественно, чем мощнее прибор, тем толще будет струйка воды заданной температуры из-под крана. И все же конкретнее — сколько горячей воды вам нужно получать от своего водонагревателя в минуту?

Это зависит от ваших запросов. Одно дело, если горячая вода нужна только для мытья рук, умывания и бритья, гораздо больше воды и с более высокой температурой требуется для кухонной мойки, мытья посуды. И совсем другие масштабы расхода горячей воды при пользовании душем и ванной.

Есть простые эмпирические (подобранные опытным путем) формулы, связывающие производительность водонагревателя и его мощность. Для получения воды с температурой 37 градусов Цельсия (умывание, душ) производительность в литрах в минуту равна мощности прибора, поделенной на 2.

То есть если мощность 12 кВт, то прибор будет выдавать 6 литров воды в минуту. Это совсем немного, хватит на мытье рук или умывание и бритье.

А для получения воды с температурой 50 градусов (мойка на кухне, мытье посуды) мощность в киловаттах надо разделить на 3.

Чтобы быть совсем уж точными, вспомним, что гидравлические нагреватели, в отличие от электронных, дают на выходе не конкретную заданную температуру, а обеспечивают разность температур, и температура воды на выходе зависит от исходной температуры воды.

Формула выглядит так: получаемая разница температур равна мощности водонагревателя, деленной на проток воды в литрах в минуту, и все это надо умножить на коэффициент 14. Результат получается в градусах Кельвина, а если от полученной цифры отнять 273, получим искомую разницу температур в градусах Цельсия.

Мощность 12 кВт вполне годится для раковины, допустима для душа и уж совсем неприемлема для ванной. Зато мощность 21—24 кВт и выше годится для любых применений. Главное — чтобы электрическая сеть в вашем доме соответствовала этой мощности (нередко — при трехфазном подключении).

Для этого недостаточно поставить 25-амперные автоматические предохранители и УЗО (устройство защитного отключения) на 25, а то и на 40 ампер. Нужно, чтобы сама электропроводка выдержала требуемый мощному водонагревателю большой ток.

Например, медный провод сечением 1 квадратный миллиметр допускает плотность тока 10 ампер. Значит, для 24-27 ампер нужно установить электропроводку с запасом, из медного провода сечением 3 квадратных миллиметра.

Нагреем, если воды будет много

Они нагревают сразу значительный объем воды и автоматически поддерживают его температуру в теплоизолированном баке. Пользуясь краном горячей воды, мы даем доступ в бак снизу новой порции холодной воды, которая не смешивается с уже нагретой благодаря специальным рассекателям.

Для разных моделей таких нагревателей требуется от 1,2 до 6 кВт, чаще всего достаточно 2 кВт. По особенностям конструкции они делятся на открытые, или безнапорные, и закрытые, или напорные.

У напорных водонагревателей корпуса изготавливаются из прочных материалов (нередко из стали). Это нужно для того, чтобы держать давление, создаваемое при тепловом расширении нагреваемой воды. Безнапорные бойлеры могут иметь более легкие пластиковые корпуса, поскольку при тепловом расширении избыток воды «стравливается» через специальную трубку, например, в раковину.

Кроме того, по способу монтажа и по емкости бойлеры могут быть настенные малой емкости (менее 15 л), настенные средней емкости (30-120 л) и напольные (емкостью 200 л и более).

У напорных бойлеров внутренняя поверхность стального бака имеет прочное покрытие из специальной эмали. У бойлеров это покрытие — трехслойное. Оно обеспечивает защиту от коррозии.

Пока магниевый анод не рассосется, ржавчина не пройдет 

В качестве дополнительной защиты от коррозии в напорных бойлерах имеется остроумное приспособление — магниевый анод. Срок службы магниевого анода зависит от многих обстоятельств: от качества воды, от рабочей температуры бойлера, от интенсивности его использования.

В среднем один раз в 2 года нужно проверить состояние магниевого анода и при необходимости заменить его. Ведь это гораздо проще, чем заменить пришедший в негодность из-за сквозной коррозии бак. Тем более что анод расположен в верхней части бойлера, и при его проверке или замене даже не нужно сливать воду из бака.

И у тех, и у других конструкций бак утеплен пористым материалом. Все же небольшие потери тепла неизбежны. Для того чтобы восполнять потери тепла, автоматика периодически включает нагрев и поддерживает температуру воды в емкости на заданном уровне.

При внешней температуре воздуха +20 градусов и заданной температуре воды +65 градусов на это уходит в сутки 450-900 Вт, в зависимости от емкости. Накопительные водонагреватели снабжены терморегулятором, указателем температуры и светодиодным индикатором работы.

В некоторых моделях есть режим предотвращения замерзания, он очень полезен в загородном доме. Этот режим обозначается на панели управления пиктограммой «снежинка», он поддерживает минимальный нагрев, чтобы предотвратить замерзание воды в баке при минусовой температуре в помещении.

Кроме того, бывают одноконтурные и двухконтурные бойлеры. Второй контур может быть полезен в местностях, где есть сниженный ночной тариф на электроэнергию. Двухконтурный бойлер автоматически включается при наступлении дешевого ночного тарифа и греет воду «в запас».

Итак, накопительный водонагреватель — удобное, надежное и вполне беспроблемное устройство для обеспечения горячей водой.