Доверяй, но проверяй: сравнительный тест косвенных водонагревателей

«Если на клетке слона прочтешь надпись «буйвол», не верь глазам своим», — говорил Козьма Прутков. Но мы верим. Современная реклама так изобретательна, что даже собственные глаза порой подводят. А ведь многое в товаре, особенно технически сложном, просто невозможно увидеть. Приходится доверять тому, что написано. Сегодня мы попробуем открыть глаза на косвенные водонагреватели. Невзирая на желание приукрасить и прорекламировать свою продукцию, постараемся быть максимально объективными и делать выводы, опираясь на факты.

По материалам журнала: ЭВАН news №3 (19)

Объективная основа

Именно для достижения этой цели — объективность оценки — во втором квартале 2016 года по заказу АО «ЭВАН» было проведено тестирование водонагревателей косвенного нагрева основных производителей, которые наиболее широко представлены на рынке России. За основу тестов был взят стандарт EN 12897:2006 (ГВС для косвенных закрытых нако- пительных водонагревателей).

В тестировании приняли участие 6 образцов водонагревателей наиболее ходового 200-литрового объема. В их числе приборы производства концерна NIBE — Mega W-E-220.81 и VLM 220 KS, а также косвенники наиболее известных на российском рынке производителей. Конструктивно косвенный водонагреватель может быть выполнен в нескольких вариантах. Первый, получивший наибольшее распространение, — это прибор с теплообмен- ным элементом в виде змеевика.

В этом случае в баке водонагревателя, который заполняется бытовой водой, располагается змеевик, по которому протекает горячий теплоноситель. Энергия теплоносителя через стенки змеевика передается в бак и нагревает воду. Пять из испытываемых водонагрева- телей, в том числе приборы NIBE, сконструированы по этому принципу.

Последние несколько лет в России набирают популярность косвенники, выполненные по технологии «бак в баке». В этом случае бак для ГВС размещен внутри бака, заполнен- ного теплоносителем. Вода во внутреннем баке нагревается за счет энергии, передаваемой от теплоносителя через стен- ки бака. Такая модель водонагревателя (образец А) тоже уча- ствовала в испытаниях.

 

Персонал, нормыи измерительные приборы

Персонал: лицензированный тест-эксперт VTT Timo Nordblum

Нормы: за основу тестирования принят стандарт EN 12897:2006 (ГВС длякосвенных закрытых накопительных водонагревателей)

Сбор данных и управление электромагнитным клапаном: Datataker-85, s: no 095033

Измерение температуры: K-Type thermocouples, + / –1°C

Измерение потока воды (бытовая): Krohne Optiflux 1000 flow sensor DN15, Krohne IFC 050 signal converter, ±0,4 %

Поток зарядки: ZENNER DE-13-MI001-PTB001

 

Бак баку рознь

Перед тем как перейти к измеренным показателям, давайте сначала взглянем на заявленные производителем характеристики. На что покупатель обращает внимание в первую очередь в водонагревателе? Конечно, на объем бака. Ведь именно объем определяет, сколько горячей воды будет доступно без дополни- тельной подзарядки. Казалось бы, объем бака — величина, кото- рую не спрячешь. Более того, эту величину все производители выносят в название модели.

Посмотрим на наших испытуемых. Действительно, все модели промаркированы цифрами, близки- ми по своему значению к объему бака. Однако обратите внима- ние на образец А. В маркировку модели вынесено значение объ- ема внешнего бака (эта модель сконструирована по технологии бак в баке), а непосредственно бак для ГВС гораздо меньше— все- го126 литров.

Справедливости ради нужно отметить, что в моде- лях со змеевиками количество нагреваемой воды будет тоже чуть меньше объема бака за счет того, что какое-то место в баке зани- мает змеевик. Но это сказывается несущественно. Например, объ- ем змеевика водонагревателя VLM KS составляет всего 2,2 литра, то есть в 200-литровый бак можно набрать 197,8 литра бытовой воды.

Помимо объема, не менее важен материал бака. От этого зави- сит, как долго он прослужит и какие условия эксплуатации выдер- жит. Среди рассматриваемых образцов 4 имеют эмалированную сталь, два — нержавеющую. Сравнивать эмали довольно слож- но, а так как мы обещали обойтись без рекламы, то не будем гово- рить подробно о том, что завод, где производится MEGA, имеет одну из лучших линий по эмалированию в Европе. Что касается образцов из нержавейки, то здесь нам известны их марки. Образец А имеет бак из стали марки AISI316L, модель VLM KS — AISI 444. Обе эти марки достойны быть использованными при произ- водстве водонагревателя.

Однако приведем выдержки из данных, подготовленных на основании отчета производителя AcelorMittal. «Сталь AISI 444 обладает очень хорошей устойчивостью ко всем видам коррозии благодаря содержанию хрома (Сг), молибдена (Мо) и двойной стабилизации ниобием (Nb) ититаном (Ti). Их содержа- ние отражается на очень хорошем сопротивлении точечной кор- розии, которое выше, чем у аустенитных марок стали AISI304L, AISI316L и AISI316Ti. Ее значение PREN (числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии) соответствует 24 / 25, что говорит об очень хорошей коррозионной стойкости, превосходящей дан- ный параметр у аустенитных марок 304L, 316L и316Ti»

Таким образом, лидером по качеству материала бака мож- но назвать NIBE VLM KS. Кстати, обратите внимание, в образ- це А из нержавеющей стали выполнен только внутренний бак для ГВС, наружный бак— из обычной конструкционной стали. Еще одна характеристика, касающаяся бака, это давление, которое он выдерживает. Все испытуемые косвенники имеют дав- ление подачи ГВС 6 бар, соответственно эксплуатационное дав- ление в баке не может быть меньше данной величины. Однако при нагреве происходит расширение воды, давление внутри бака может усиливаться. Поэтому неплохо иметь некоторый запас. Такой запас обеспечивают образец А (давление в баке 8,6 бар), образец В (10 бар) и NIBE VLM KS (10 бар).

Производители также в обязательном порядке регламенти- руют максимальную температуру воды в баке. И хотя в обычном быту мы чаще всего пользуемся 40-градусной водой, чем сильнее можно нагреть воду, тем больше получится той же 40-градусной воды при равных объемах бака. Кроме того, это расширяет спектр использования водонагревателя, помимо обычного бытового, он может быть также задействован в каких-либо техпроцессах, где требуется вода высокой температуры. Лидером по этому показа- телю является VLM KS, который допускает нагрев в баке до 100°С. Близок к этому показателю (95°С) образец B.

 


СоветВыбор водонагревателя начинаем с оценки бака. Объем,материал, эксплуатационное давление, максимально допустимая температура в баке – вот значимые характеристики. Обратите внимание, у водонагревателя «бак в баке» несколько значений объемов: общий объем, объем первичного контура, объем бака гвс. Важен объемименно внутреннего бака, предназначенного для приготовления горячей воды.


 

Змеевик и не только

Второй важнейший элемент косвенника — теплообменник. Как мы уже говорили, это либо змеевик, либо первичный кон- тур — бак. Характеристика теплообменника, которую указывают все производители, его площадь. По сути это одна из немногих величин, которая может быть точно измерена, задеклариро- вана и неизменна. Остальные показатели (мощность, произ- водительность и т.п.) зависят от большого числа факторов, их довольно сложно сравнивать, но об этом поговорим чуть позже.

Итак, почему именно площадь? Потому что чем больше площадь теплообмена, тем выше мощность при прочих равных условиях. Это одно из преимуществ конструкции «бак в баке». Ведь змеевик такой маленький, а бак такой большой. Однако и при маленьком по объему змеевике можно добиться большой площади теплообмена. Пример такого решения — гребенча- тый змеевик водонагревателя VLM KS, который имеет площадь1,9 м2. Это даже больше, чем у модели А («бак в баке»), и втрое больше образца B со змеевиком наименьшей площади0,6 м2.

Однако мы за объективность. И окончательные выво- ды о работе того или иного теплообменника будем делать по результатам испытаний. Что касается материала теплообменника, то у наших испыту- емых он представлен в 2 вариантах, начиная с лучшего:

• медь (модель VLM KS) — имеет наибольшую теплопрово- дность, поэтому получает первое место;

• конструкционная сталь (образцы A, B, D, H, NIBE MEGA) — второе место.

Равно как и для бака, для теплообменника устанавливаются значения эксплуатационного давления и максимально возмож- ной температуры. Так, большинство отопительных приборов рассчитано на давление в 3 бара, это минимально допустимое значение для давления в змеевике. Ему соответствует обра- зец A.Однако есть много котельного оборудования, для кото- рого нормальное рабочее давление значительно выше. Напри- мер, электроотопительный котел FIL SPL работает с давлением 10 бар. Соответственно, чем выше допустимое давление в зме- евике, тем шире диапазон их возможного использования. Наи- большее эксплуатационное давление у приборов NIBE— 16 бар

Что касается максимально возможной температуры в зме- евике / первичном контуре, то она, во-первых, определяет, на какую температуру может нагреться вода в баке. Очевид- но, что если температурное значение теплоносителя ограничено, например, 90 градусами, воду в баке выше этого значения без дополнительного источника, например ТЭНа, не нагреть.

Два испытываемые образца D иH имеют ограничения по это- му параметру в 80°С. Это значит, что, например, при совмест- ной работе с котлами ЭВАН, большинство из которых поддер- живает температурный диапазон до 85°С, придется всегда огра- ничивать температуру теплоносителя или усложнять систему, организуя подмес холодной воды перед входом в змеевик. В про- тивном случае будут нарушены условия эксплуатации водона- гревателя, заявленные производителем

Если 85°С— это нормальная пороговая температура для при- боров бытового назначения, то вот в промышленном секто- ре нередко встречаются куда большие температуры. Напри- мер, котел FIL позволяет нагревать теплоноситель до 100°С, а со спецтермостатом — до 110°С! Такую температуру допуска- ют только три рассмотренные модели: образец B, модели MEGA и VLM KS.

Еще одна регламентируемая производителем характеристи- ка— номинальная скорость потока в змеевике / первичном кон- туре. Номинальная — это, по сути, рекомендованная скорость, при которой измерены параметры работы прибора. Как мы уже не раз писали, мощность, производительность, время нагре- ва — все эти величины в работе косвенного водонагревателя крайне изменчивы и зависят от целого ряда параметров, один из которых — скорость потока.

С одной стороны, чем она выше, тем лучшие результаты работы показывает косвенник. С другой, если необходимо обеспечивать слишком высокую скорость потока, это влечет за собой дополнительные затраты: нужен более мощный котел, более производительный насос, трубопро- воды большего сечения и т.д. И чем выше требования произво- дителя к требуемой скорости потока теплоносителя, тем выше требования к теплоизоляции всей линии зарядки.

Чем больше требуемая скорость потока, тем сильнее сказываются на резуль- татах работы водонагревателя потери между источником и баком. Например, для образца А, который имеет самую высо- кую номинальную скорость (75 л/ мин), потеря всего 1 градуса температуры теплоносителя в трубопроводе приведет к потере 5 кВт / ч мощности (при цикле зарядки всего в 10 минут потери тепла составляют примерно 870 Вт/ч). Необходимо также обратить внимание на действующие нормативы. Так, согласно СНиП 41-01-2003 «ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ» допустимая скорость движения воды в трубах не должна превышать1,5 метрав секунду.

 


СоветСкорость потока в теплообменнике - это характеристика,от которой напрямую зависят результаты работыткосвенника. Каждый производитель определяет номинальную, то есть оптимальную для его водонагревателей скорость. Перед покупкой прибора выясните,сможете ли вы обеспечить требования к потоку и чего это будет стоить. В противном случае ожидания,возлагаемые на прибор,могутне оправдаться.


 

Подтверждаем делом

Все испытания водонагревателей производились прирекоменду- емой производителем (номинальной) скорости потока. Содной сто- роны, такой подход ставит испытуемых в неравные условия, с другой— испытания придругих параметрах шлибы вразрез срекомен- дуемыми производителями условиями эксплуатации.

Итак, что главное для потребителя в водонагревателе — сколь- ко горячей воды он выдает и как быстро он ее греет. Обычно опре- деляющим параметром в этом вопросе для водонагревателя — про- точного илинакопительного— является его мощность. Для«косвен- ника» этот параметр самый неопределенный.

В прошлом номере нашего журнала мы приводили графики изменения мощности косвенного водонагревателя. Мощность косвенника существенно зависит от разницы температур воды и теплоносителя, то есть в начале нагрева, когда вода в баке холодная, прибор демонстри- рует всплеск мощности. Далее, по ходу нагрева, мощность снижа- ется. Второй параметр, оказывающий большое влияние на мощ- ность косвенного водонагревателя, — это скорость потока тепло- носителя: с возрастанием скорости потока обычно возрастает и мощность

Тем не менее в рамках проведенных испытаний была замерена мощность представленных образцов. Условия испытаний: нагрев воды с 15 до 60°С 80-градусным теплоносителем при номиналь- ном (заявленном производителем) потоке. Мощность зарядки измерена без расхода ГВС и с расходом12 л/ мин (рис. 1).

В обоих измерениях лучший результат продемонстрировал образец А, что, впрочем, ожидаемо, так как скорость потока в его первичном контуре в разы превышает требования других образцов. При этом нужно отметить, что мощность увеличивается непропорциональ- но. Например, если сравнить со следующим по мощности VLM KS, то требуемая скорость потока образца А в три раза выше, а мощ- ность выше только на 20% (при расходе ГВС) и 50% (без расхода).

 

 Но перейдем к более понятным и практически зна- чимым характеристикам. Например, скорость нагрева. В ходе испытаний холодную воду температурой 10°С нагре- вали до 60°С при помощи теплоносителя температурой 80°С. Быстрее всего (17 минут) воду нагрел образец А. Одна- ко мы помним, что несмотря на схожую маркировку, все образцы имеют разные объемы баков ГВС, образец А — наи- меньший.

Поэтому приведем полученное время нагрева воды в баке к общему знаменателю — посчитаем скорость нагре- ва. В этом случае образец А отходит на второе место, пер- вое достается водонагревателю VLM KS, расчетная скорость нагрева которого составила8,33 л/ сек. Худшие показате- ли продемонстрировал образец B — 200-литровый бак, он нагревал 64 минуты (рис. 2)!

 Ответ на вопрос, сколько горячей воды выдает прибор, опре- деляют несколько показателей. Начнем с выработки. Для измерения этого показателя вода в баке была нагрета до 65 градусов, после чего зарядка останов- лена. Далее при помощи смесителя вода доводилась до 40-гра- дусной и сливалась со скоростью12 л/ мин. В случае, если бак водонагревателя не оборудован смесителем, выработка рас- считывалась по формуле (см. статью «Ферритная сталь, гребен- чатая медь» в журнале «ЭВАН-news» №2 (18) за июль2016 г.).

Лидером по выработке оказался водонагреватель MEGA, аут- сайдером— образец А.Оно и понятно, первый имеет самый боль- шой объем бака ГВС, второй — самый маленький. Кстати, коли- чество получаемой 40-градусной воды может быть и больше, если нагреть воду в баке до более высокой температуры. Одна- ко, как уже было сказано ранее, не все водонагреватели допуска- ют высокую температуру в баке. Поэтому выработка при нагреве воды в баке до 80 градусов посчитана только для водонагревате- лей VLM KS, MEGA и образца А. Результаты иллюстрирует рис. 3.

 

Ну и, наверное, важнейший показатель — время выра- ботки 40-градусной воды при постоянном расходе и зарядке. Проще говоря, этот показатель говорит, как скоро закончит- ся горячая вода в баке, если ее постоянно расходовать. Итак, теплоноситель температурой 65°С нагревает воду с 10 до 65 градусов, после чего начинается расход 40-градусной воды со скоростью12 литровв минуту. Зарядка возобновляется, как только температура в баке опускается ниже 55 градусов.

В результате три водонагревателя показали схожие характе- ристики: образцы H, B и D могут производить 40-градусную воду при вышеуказанных условиях в течение 15, 16 и 17 минут соответственно. А вот три других водонагревателя — образец А, NIBE VLM KS и NIBE MEGA — способны производить горя- чую воду постоянно! То есть при расходе12 литровв минуту, а этого достаточно для одновременной работы душа и мойки, владельцу этих моделей водонагревателей не нужно беспоко- иться, что горячая вода закончится и придется дожидаться, пока нагреется следующая партия. Этого не произойдет.

 

Минимизируя потери

Еще одна характеристика, которую невозможно оценить по паспортным данным, но которая очень важна, — это каче- ство теплоизоляции. Все современные приборы, представлен- ные на рынке, используют высокоэффективную теплоизоляцию, ведь остывание нагретой воды — это напрасно выброшенные деньги. Однако выяснить, кто более других преуспел в миними- зации теплопотерь, можно только в ходе эксперимента. Замеры производились при нагреве воды в баке до 65°С, температуре в помещении — 25°С (рис. 4).

Лидером — самые низкие тепло- потери — оказался водонагреватель VLM KS. Теперь мы знаем, что выражение «высокоэффективная теплоизоляция из полиу- ретана с закрытыми ячейками» не просто маркетинговый ход, а реально сэкономленные деньги. Обратите внимание, а соот- ветствуют ли указанные производителями показатели теплопо- терь результатам испытаний (табл. 1)? Дополнительно теплопотери были измерены при более высо- кой температуре в баке (80°С). Так как только для трех образцов допустимы такие значения, испытания были проведены для них. Очевидно, что чем выше дельта между температурой воды вну

 

 

Удачная доставка

Территория России занимает 1 / 9 часть всей суши. Это очень много. Да что тут говорить, достаточно взглянуть на карту, где от Калининграда до Владивостока более 7 тысяч километров. На таких просторах как нигде важна роль доставки продукции до потребителя с сохранением как внешних, так и внутренних свойств. А это во многом определяется качеством упаковки. В рамках проводимых испытаний по результатам осмотра экспертами была дана характеристика упаковки водонагрева- телей. Наиболее слабая прочность упаковки и, соответствен- но, наиболее высокий риск повреждений оказался у образца А.Самая оптимальная упаковка — с одной стороны, достаточ- но прочная, с другой — легко демонтирующаяся — у модели VLM KS.

 

Интеграл качества

Как ни крути, косвенный водонагреватель — сложный для оценки прибор. Практически каждая его характеристика сопровождается словами «если», «при условии», «при задан- ных параметрах». Тем не менее, подводя итог исследования, хотелось бы выйти на какой-то суммирующий результат. Для этого мы все параметры, изучаемые в результате испы- таний, оценили по 6-балльной шкале (по числу участвующих в испытании образцов). 1 балл получал образец с худшим пока- зателем по данному параметру, 6 баллов— лучший, остальные — в зависимости от их местоположения между лучшим и худ- шим. Исключением стали несколько нецифровых параметров. Во-первых, это материал бака.

Он представлен в двух вариантах и соответственно баллы были расставлены: 2 — нержавеющая сталь; 1 — эмалированная сталь. Во-вторых, материал змеевика, здесь вариантов также два: гребенчатая медь — 2 балла, сталь — 1 балл. И наконец, возможность работы в проточном режиме. Поскольку мы считаем этот показатель одним из важнейших, по 6 баллов получили водонагреватели, показавшие способность рабо- тать как проточник, по 1 баллу — те модели, у которых выработка горячей воды шла ограниченное время.

Конечно, что-то из рассматриваемых параметров более важно, что-то менее. Все характеристики испытанных образцов сведены в общую таблицу. Каждый сам может выбрать самые значимые пока- затели для своего проекта и составить свой рейтинг. Нашу инте- гральную оценку, полученную по всем заявленным и измеренным характеристикам, иллюстрирует итоговый график (рис. 5).

 

 

В рекламе часто можно услышать фразу: «выбирай сердцем», но мы считаем, водонагреватель нужно выбирать головой. Теперь у вас есть такая возможность.

ТАБЛИЦА 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ КОСВЕННЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

 

RSS
0
9 декабря 2016
1

Отзывы и комментарии

+1
Надежда, 24 декабря 2016 20:34
Работа проделана конечно колоссальная, спасибо авторам!