Налаженная система горячего водоснабжения (ГВС) — одно из основных условий комфортного проживания человека, о каком бы виде жилья ни шла речь: городская квартира, собственный дом или загородная дача. Даже при условии отключения центрального водоснабжения на ежегодную профилактику, многие предпочитают использовать локальные системы нагрева воды, чтобы не зависеть от центральной котельной.
Использование собственной системы ГВС тем более актуально, если дом не подключен к центральному трубопроводу с горячей водой и отоплению. Поэтому вопрос выбора типа водонагревателя в этой ситуации становится вопросом № 1.
Нагревателем можно назвать любое устройство, благодаря которому энергия сгорания топлива, химической реакции или электроэнергия преобразуется в тепловую, которая и нагревает воду.
В системах ГВС используются преимущественно водонагреватели 2 типов: проточные и накопительные. К нагревателям накопительного типа относятся бойлеры. Они могут иметь резервуары емкостью от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч литров. Нагрев воды в бойлере может быть прямым или косвенным. Иногда оба типа сочетаются в комбинированных конструкциях.
Чтобы выбрать тип водонагревателя, который наиболее полно решит все проблемы потребителя, нужно принять во внимание несколько факторов:
- дом подключен к системе централизованного ГВС;
- в доме есть централизованная подача воды, но только холодной;
- подача воды в дом автономная, например, при помощи насоса со скважины или из заранее наполненного резервуара.
В первом случае возможно использование дополнительного водонагревателя в качестве резервного. В 2-х последних, нагреватель будет служить основным источником горячей воды.
При выборе подходящей системы важно учитывать наличие или отсутствие в доме газопровода, расчетную мощность электропроводки, возможность ее установки в отдельном изолированном помещении. Если говорить об основных критериях выбора, водонагреватели должны быть:
- энергоэффективны и функциональны;
- автоматизированы, по крайней мере, для основных процессов;
- иметь дистанционное управление;
- просты в обслуживании.
Часто вопрос выбора водонагревателя решается той суммой, которую в состоянии потратить на него покупатель.
Открытые и закрытые системы ГВС
Подача горячей воды может происходить сразу нескольким потребителям или только на одну точку разбора. В первом случае вода подается под давлением, а поток воды перекрывается на выходе. Такие системы называют закрытыми. В открытой системе поступление воды под давлением перекрывается на входе, а при разборе используются специальные смесители.
При использовании в закрытой системе бойлера, предпринимаются меры безопасности для защиты системы от разрыва при расширении, например, в системе предусмотрен расширительный бак. Кроме того, дополнительно используют предохранительные клапаны, например, при значительном увеличении объема срабатывает клапан сброса, отправляя лишний объем в канализацию. Для предотвращения поступления нагретой воды, имеющей большее давление, в трубу подачи холодной, ставится обратный клапан.
Такая совокупность мер предосторожности называется группой безопасности и применяется на входе бойлера.
Сам бойлер, работающий в закрытой системе, выполняется в прочном стальном эмалированном или нержавеющем корпусе, иногда в медном.
Отличие бойлера, использующегося в открытой системе, обусловлено ее особенностями. В открытой системе нет такого давления, поэтому его корпус может изготавливаться из пластмассы. Нет необходимости и в группе безопасности или расширительном баке.
Проточные водонагреватели позволяют получить горячую воду сразу, как только будет открыт кран на одной из точек водоразбора, нагрев ее осуществляется за короткий промежуток времени прохождения через теплообменник. Такие системы также могут быть закрытого типа, когда подача производится под давлением, например, при подключении к центральному трубопроводу с холодной водой или насосу от скважины.
Для закрытых систем с проточными нагревателями необходимости в группе безопасности или расширительном баке просто не возникает. При высоком давлении увеличивается скорость потока, что требует повышенной мощности водонагревателя для получения нужной температуры. В случае прекращения подачи воды, обогревательный элемент просто выключается. В качестве нагревателя используется электричество или газ.
В открытой системе проточный нагреватель устанавливается только для одной точки.
Использование электрической энергии
Самой простой конструкцией электрического водонагревателя можно считать 2 стальных лезвия, между которыми спички. На этом же принципе работают электродные котлы. Принцип их работы заключается в протекании электрического тока между электродами в баке. Вода с растворенными в ней солями служит проводником, имеющим какое-то сопротивление. За счет этого и происходит нагрев. Интенсивность его зависит от концентрации солей, площади поверхности электродов и расстояния между ними.
Другая конструкция нагревателя тоже хорошо всем известна. Это кипятильник. В зависимости от его размеров, можно быстро согреть стакан или ведро воды. В основе такого водонагревателя лежит металлическая трубка, внутри которой вставлен греющий провод или спираль с высоким сопротивлением. То есть обычный трубчатый нагреватель — ТЭН. Но нагретая кипятильником вода сразу используется, иначе она просто остынет.
Для прямого нагрева бойлера тоже часто используются электрические ТЭНы. Отличие бойлера заключается в том, что он постоянно наполняется новой водой взамен использованной. Но температура воды внутри бойлера поддерживается на постоянном уровне.
Для того чтобы температура не падала, стенки бойлера покрывают слоем термоизоляции. Холодная вода подается снизу, там же, где устанавливаются ТЭНы. Чтобы ее поток проходил ближе к поверхности дна, в конструкции входного штуцера устанавливается рассекатель.
Горячая вода всегда наверху, там же находится и выходной штуцер (выход воды из бойлера может находиться и внизу, соединяясь с этим штуцером патрубком). При снижении температуры срабатывает термостат, автоматически включая ТЭНы. Таким образом, он постоянно сохраняет определенный объем воды при заданной температуре. Поэтому его и называют нагревателем накопительного типа. Стальные баки защищают от коррозии размещенным внутри сменным катодом из цинка или магния.
Проточные водонагреватели имеют обычно корпус небольших размеров, в котором располагается электронный блок управления и теплообменник. Поток проточной воды проходит через блок управления, который выравнивает его скорость, и поступает теплообменник, где мощный ТЭН нагревает его до нужной температуры. Теплообменник обычно изготавливают из меди, а корпус, в целях электробезопасности, из пластмассы.
Газ и другие источники энергии
Как проточные водонагреватели, так и нагреватели накопительного типа могут использовать для работы энергию газовой горелки. Проточные нагреватели, работающие на газе, отличаются в основном типом розжига газа. В них часто устанавливают небольшие гидротурбины, дающие запальный импульс при движении воды. Но могут использоваться и электронные датчики движения и температуры, подающие команду на пьезоэлемент.
Термодатчики, которыми оснащен водонагреватель, подают команду не только на розжиг, но и на изменение количества подаваемого в горелку газа, регулируя температуру теплообменника или полностью перекрывая его подачу.
Газовые бойлеры используют в местах, где нужно обеспечить горячей водой сразу несколько точек, например, несколько этажей в коттедже. В отличие от проточного водонагревателя, нагреватель накопительного типа не зависит от изменения давления в трубопроводе.
В таком бойлере используется газовая горелка, встроенная в металлический бак с термоизоляцией. Управление горелкой автоматическое, через датчики, так же, как и в проточном исполнении водонагревателя. Все типы газовых нагревателей должны быть оборудованы отдельным или коаксиальным дымоходом.
Бойлер косвенного нагрева отличается от других тем, что может использовать не энергию сжигаемого топлива или электричества, а готовое тепло стороннего источника, например котла. При этом сам котел может работать на чем угодно: газе, мазуте, электричестве или твердом топливе.
Бойлер такого типа более экономичен, чем нагреватели, работающие на газе или электричестве. В качестве теплоносителя, передающего тепло, чаще всего используется антифриз или просто вода, нагретая в контуре котла. Для этого внутри бойлера располагают змеевик, подключенный к циркуляционному контуру, циркуляция теплоносителя происходит за счет насоса, управляемого автоматикой котла.
Отопительные котлы обычно намного мощнее электрических и газовых нагревателей, поэтому бойлер разогревается очень быстро при небольших затратах.
Сам бойлер может иметь в качестве дополнительного нагревателя, например электрические ТЭНы, которые включаются в работу летом, когда в отоплении и использовании котла нет необходимости. В остальное время косвенный нагрев позволяет использовать более дешевое топливо.
Достоинства и недостатки каждой конструкции
Использование проточных водонагревателей позволяет получить горячую воду быстро, просто открыв кран.
Когда центральное ГВС отключено или отсутствует, это очень удобно. Даже использование обычных кипятильников требует времени. Если использовать такой способ получения горячей воды, нужно делать это экономно, не оставлять открытых кранов, не допускать утечек. В этом случае затраты на электроэнергию будут вполне оправданы.
/youtu.be/VQYT1rchHdc
Основным недостатком электрических проточных нагревателей является высокая мощность их нагревательных элементов. При использовании их в обычной квартире необходимо как минимум использовать отдельный автомат и устройство защитного отключения. Чаще всего приходится кидать для них новую отдельную электропроводку.
Тем не менее, использование бойлеров выглядит экономически более выгодным, особенно если в доме оборудована котельная, которая вместе с системой отопления может косвенно нагревать бойлер. Хорошая теплоизоляция бойлера может свести затраты к минимуму. Основным недостатком таких приборов можно назвать только время, затрачиваемое на их начальный прогрев.
