Конструкция накопительного нагревателя

Без горячего водоснабжения современный комфортный дом просто немыслим. Ассортимент предлагаемого для его обеспечения оборудования достаточно широк. Купить - не проблема, главное, правильно выбрать. А чтобы правильно выбрать, нужно хорошо представлять, как устроены и как работают приборы, обеспечивающие горячее водоснабжение.

Рис. 1. Схема электрического накопительного водонагревателя.

Познакомить в одной статье со всеми этими устройствами невозможно, поэтому ее задача несколько уже - рассказать, какова конструкция накопительного водонагревателя, как он работает.

Итак, накопительный водонагреватель (бойлер) - относительно большая емкость с расположенным чаще всего внутри нее источником тепла. Водонагреватели косвенного нагрева, в которых вода нагревается паровым или водяным теплообменником, в быту практически не применяются, поэтому в статье подробно рассматриваются электрические и газовые бойлеры.

Устройство электрического накопительного водонагревателя

У водонагревателя этого типа, как следует из его названия, источником тепла является электронагревательный элемент (ТЭН). Мощность, которую потребляют электрические водонагреватели, обычно составляет 1-3 кВт, то есть их можно питать от обычной осветительной электросети. Есть модели, рассчитанные на большее энергопотребление (потребляемая мощность до 6 кВт), которые требуют подключения к силовой линии питания.

Рис. 2. Схема внутреннего бака газового накопительного водонагревателя: 1 - газовая горелка- 2 - дымоход- 3 - патрубок подачи холодной воды- 4 - труба отбора горячей воды.

В некоторых моделях ставят не один, а два ТЭНа. Например, вместо одного нагревателя, имеющего мощность 3 кВт, ставят два по 1,5 кВт или пару - 1 кВт и 2 кВт. Бойлеры такой конструкции имеют следующие преимущества:

• когда не нужно много горячей воды, можно включить один ТЭН, снижая мощность, а значит, и нагрузку на сеть;
• если один из ТЭНов перегорит, бойлер может продолжать работать (но сгоревший ТЭН, конечно, нужно будет позже заменить).

Конструкция электрического накопительного водонагревателя показана на рис. 1. Его элементы обозначены следующими цифрами:

1. Внутренний бак.
2. ТЭН.
3. Магниевый анод.
4. Наружный корпус.
5. Патрубок подвода холодной воды.
6. Труба отбора горячей воды.
7. Термометр.
8. Теплоизоляция.
9. Термостат с регулятором.
10. Декоративная крышка.
11. Индикаторная лампочка.
12. Кронштейн для крепления к стене.

Для того чтобы бак водонагревателя хорошо сохранял тепло, он должен иметь хорошую теплоизоляцию. Большинство современных бойлеров с этой задачей справляются неплохо, допуская остывание воды не более чем на 5-7°С в сутки. Тем не менее чем толще слой теплоизолятора (обычно пенополиуретана), тем лучше. Но и габариты устройства при этом тоже возрастают.

Рис. 3. Схема подключения бойлера.

Важной деталью в устройстве электрического водонагревателя является термостат, осуществляющий контроль температуры воды. При достижении установленной на его шкале температуры ТЭН отключается, при остывании на полградуса вновь включается энергопотребление. С точки зрения безопасности очень хорошо, если водонагреватель кроме основного имеет еще и дополнительный термостат.
Нагрев воды до температуры 60-65°С обеспечивают все бойлеры, тем более, что максимальная температура ее нагрева не так уж и важна. Обычно на регуляторе термостата имеется значок «Е» - нагрев до температуры 60°С, которая считается оптимальной и с точки зрения экономичности, и с позиции долговечности прибора. Дело в том, что при более высокой температуре активизируется выделение солей на ТЭНе и внутренних стенках бака.
Для обеспечения дополнительного предохранения внутреннего бака от коррозии служит магниевый анод. При его взаимодействии с водой образуются малорастворимые соединения, которые, оседая на незащищенных участках, обеспечивают защиту стали от коррозии. При этом сам анод разрушается, поэтому примерно раз в 1-2 года его следует менять.
Нельзя подключать бак без защитного заземления. Это может быть опасно не только для здоровья, но и для жизни, а незаземленный внутренний бак быстрее выйдет из строя вследствие возникновения в нем вихревых и блуждающих токов.

Устройство газового накопительного водонагревателя

Выше уже говорилось, что источником энергии для бойлера может быть не только электричество, но и газ. Установка газового накопительного водонагревателя позволяет сократить время нагрева воды. Минимальная мощность газовых нагревателей 4-6 кВт, что в сравнении с электронагревателями (мощность 1,5-3 кВт) выглядит намного солиднее.
Сравнение газового и электрического водонагревателя с баком объемом 150 л:

Рис. 4. Схема подключения бойлера с горячим водоснабжением.

Вывод очевидный - именно газовый накопительный бойлер объединяет в себе основные преимущества водонагревателей:

• накопительный бак дает возможность без проблем пользоваться нагретой водой одновременно в нескольких заборных точках;
• возможность устройства при необходимости ветки рециркуляции, позволяющей не только сократить время ожидания горячей воды в удаленных от бойлера точках, но и сократить потери воды, которая во время ожидания просто сливается в канализацию;
• благодаря более низкой стоимости газ на сегодня - наиболее дешевый вариант подогрева воды.

Кроме очевидных преимуществ есть у газового водонагревателя и столь же очевидные минусы:

• высокая стоимость самого бойлера;
• высокая стоимость его установки;
• необходимость сооружения дымохода, который можно установить далеко не в каждой квартире.

Вследствие этих причин газовые водонагреватели пока широкого распространения не получили.
Конструкция внутреннего бака газового накопительного водонагревателя показана на рис. 2. Его основные элементы обозначены следующими цифрами:

1. Газовая горелка.
2. Дымоход.
3. Патрубок подачи холодной воды.
4. Труба отбора горячей воды.

Конструкция самого газового бойлера похожа на конструкцию электрического бойлера - тот же эмалированный или нержавеющий бак, та же пенополиуретановая теплоизоляция. Только нагревателем является газовая горелка, требуется дымоход, контролирующая и регулирующая автоматика. Довольно высокие первоначальные затраты на установку такого бойлера компенсируются позже низкой себестоимостью производства горячей воды.

Объем бака накопительного водонагревателя

Схема подключения накопительного водонагревателя.

Понятно, что этот объем должен быть таким, чтобы воды хватало с запасом на все нужды. Слишком большой объем - тоже плохо: стоит дорого, да и установить громоздкий бойлер в стандартной квартире непросто. Кроме того, у такого бойлера больше мощность и, как следствие, большее энергопотребление. Нужна золотая середина.
В большинстве случаев горячая вода нужна не только для мытья посуды, но и для того, чтобы принять ванну или душ. Больше всего воды понадобится для ванной. Объем стандартной ванны 100-250 л. Это совсем не означает, что бойлер должен иметь аналогичный объем. Если учесть, что ванна не должна наполняться до краев, а горячая вода разбавляется холодной, объем горячей воды должен составлять примерно 60% объема ванны.
Каких-то конкретных формул для расчета необходимого объема бака нагревателя не существует. Опыт показывает, что расход горячей воды с температурой 60°С на одного человека в сутки составляет:

• кухонная мойка - 8-16 литров;
• ванна - 60-120 литров;
• душ - 16-27 литров;
• раковина - 6-10 литров.

Если ограничиться мытьем посуды на кухне, вполне можно обойтись накопителем объемом 5-15 литров. Он может быть установлен над мойкой или под ней.
В общем случае можно воспользоваться следующими ориентировочными данными для семей разного численного состава:

• один человек - рекомендуется бойлер на 50-80 литров;
• 2-3 человека - рекомендуемый объем бойлера 80-100 литров;
• 4 человека - водонагреватель объемом 120-200 литров.

Если не ставить условия приема ванны членами семьи друг за другом, а тем более, если ограничиваться душем, можно брать нижнюю границу рекомендуемого диапазона. Большой бак стоит использовать лишь тогда, когда нагретая вода нужна в больших количествах в течение всего дня. Иначе бойлер не оправдает средств, вложенных в него.

Внутреннее покрытие бака накопительного водонагревателя

Схема устройства бака нагревателя.

В качестве внутреннего антикоррозийного покрытия в баках используются:

• титановое напыление;
• нержавеющая сталь;
• эмаль (стеклоэмаль, стеклокерамика, стеклофарфор);
• полимерное покрытие.

Самое ненадежное покрытие - полимерное, поэтому в последних моделях оно практически не применяется. Наиболее популярные (и самые дешевые) покрытия из эмали. Самый большой недостаток этих покрытий - чувствительность эмали к перепадам температуры. Следствием является появление на покрытии микротрещин.

Считается, что более надежен тот бойлер, конструкция которого основана на покрытиях из нержавеющей стали или титановой эмали. Если на баки, покрытые эмалью, дается гарантия не более года, то на баки из нержавейки или с титановым напылением - на 7-10 лет. Понятно, что такие нагреватели (особенно с титановым напылением) и стоят заметно дороже. Слабые места этих покрытий - точки сварки.

Подключение бойлера к системе водоснабжения

Схема подключения бойлера к отоплению.

Видео по теме "Парокапельный нагреватель или честный обзор "энергосберегающей технологии""

Для подключения нагревателя к системе водоснабжения важно, чтобы была обеспечена правильная разводка водопроводных труб. При отсутствии горячего водоснабжения схема подключения бойлера выглядит так (см. рис. 3):

1. Водонагреватель.
2. Основной запорный вентиль.
3. Запорные вентили для монтажа-демонтажа.
4. Сливной вентиль для спуска воды.
5. Предохранительный (обратный) клапан.
6. Гибкие водопроводные шланги.
7. Смеситель.

Бойлер хорош тем, что может быть подключен к существующей системе с горячим водоснабжением в качестве дополнительного источника горячей воды. Для этого случая схема подключения бойлера приведена на рис. 4. Обозначения на этой схеме те же, что и на рис. 3. При работе этого бойлера вентиль (2) от трубы горячего водоснабжения должен быть обязательно перекрыт, иначе нагретая бойлером вода будет уходить в эту трубу.

Как сделать эксплуатацию бойлера долгой, экономичной и безопасной

Для обеспечения максимально долгой эксплуатации нагревателя рекомендуется соблюдать следующие правила:

• каждые год-два менять в обычных моделях магниевый анод, а в моделях с покрытием из нержавейки - ТЭН;
• не устанавливать регулятором максимальную мощность - достаточно 80%;
• регулярно осуществлять чистку бака;
• уезжая зимой на длительное время, сливать из бака воду.

Для повышения экономичности бойлера рекомендуется:

• при двухтарифном счетчике нагревать воду ночью, а днем отключать нагреватель;
• очень хорошо утеплить дополнительно бойлер фольгированной стекловатой.

И, наконец, чтобы его эксплуатация была максимально безопасной, следует выполнять следующие требования:

• тщательный и прочный монтаж на стене;
• обязательная установка предохранительного клапана на подводящую трубу;
• электробезопасность - заземление, УЗО (устройство защитного отключения), подключение только через влагозащищенную розетку.

Пусть выбранный вами накопительный водонагреватель долго радует вас надежной работой, делая вашу жизнь более комфортной.