ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ

Н. А. Шонина, инженер, преподаватель МАрхИ «Вигорцентр»
А. Н. Орехов, директор ООО «СФ ЗЕВС»

Существуют различные типы водонагревателей, они различаются по способу нагрева: проточные или накопительные; и по виду используемого источника тепла: газовые, электрические, твердотопливные, комбинированные, а также косвенного нагрева, когда источником тепла, необходимого для нагрева воды, является отопительный котел.

Типы водонагревателей по виду используемого топлива

В районах, где существует возможность подключения потребителей к газу, в основном устанавливаются газовые водонагреватели, т.?к. газ значительно дешевле электричества. В то же время установка таких водонагревателей требует согласования, также регламентированы требования к помещению, где будет установлен водонагреватель, необходим отвод продуктов сгорания.

Электрические водонагреватели проще в установке и эксплуатации, чем газовые. Для небольших мощностей (до 12 кВт) используется однофазное подключение, а если необходимы большие мощности (от 12 кВт до 20–30 кВт в квартире) – трехфазное. Для нагревателей мощностью выше 5 кВт требуется отдельная электропроводка от щитка и установка дополнительного предохранителя. В старых домах, где проектом закладывалось маленькое сечение электрического кабеля, обычно не представляется возможной установка водонагревателей большой мощности.

Твердотопливные водонагреватели, работающие на дровах, пеллетах, угле применяются для нагрева воды в поездах, загородных домах, бассейнах.

В районах, где возможно отключение электричества, часто устанавливаются комбинированные водонагреватели. Нагрев воды для хозяйственных и технических целей возможен на газе или твердом топливе, а также с помощью электроэнергии. Установка таких котлов также может быть выгодна в тех районах, где используется многотарифная система оплаты электроэнергии и где ночной тариф достаточно низкий.

Комбинированные водонагреватели также могут быть снабжены солнечными коллекторами для использования солнечной энергии для нагрева воды в жаркие дни и для предварительного нагрева в теплые. Использование комбинированных систем снижает затраты на основное топливо (газ, электричество) на 30–80% в зависимости от климатических условий.

Водонагреватели косвенного нагрева используют для подогрева горячей воды тепло отопительного котла.

Рисунок 1. Конструкция косвенного водонагревателя 1 – отбор горячей воды; 2 – теплообменник; 3 – циркуляционный патрубок; 4 – корпус датчика термостата котла; 5 – предохранительный клапан; 6 – подача холодной воды; 7, 10 – магниевый анод; 8 – термометр; 9 – сервисное отверстие

Типы водонагревателей по способу нагрева воды

В накопительных водонагревателях вода в баке нагревается с помощью электро- или другого нагревательного элемента до 55–75 °C, после чего эта температура поддерживается в автоматическом режиме. Электрический накопительный водонагреватель не требует больших электрических затрат, т.?к. нагрев происходит постепенно.

Второе преимущество накопительных водонагревателей заключается в том, что горячая вода может расходоваться несколькими водоразборными точками одновременно, т.?е. одновременно можно включить душ и мыть посуду на кухне.

К минусам накопительных водонагревателей относятся их значительные габариты. Следует также учитывать, что объем горячей воды ограничен емкостью бака водонагревателя, а для нагрева следующей порции потребуется время.

Электрический проточный водонагреватель нагревает воду мгновенно при прохождении через прибор. Водонагреватель автоматически включается при открытии крана горячей воды и выключается при его закрытии. Достоинствами проточного водонагревателя являются его маленькие размеры и возможность подачи неограниченного количества горячей воды. Проточные водонагреватели, как правило, дешевле накопительных. Но, в отличие от накопительных водонагревателей, у электрических проточных количество производимой горячей воды определяется теплопроизводительностью аппарата, а температура на выходе зависит от температуры подводимой холодной воды, мощности прибора и расхода воды. И на выходе можно получить не горячую, а теплую воду. Основными элементами проточного газового водонагревателя (газовой колонки) являются: горелка для подогрева воды, теплообменник, через который проходит нагреваемая вода, и автоматика, которая обеспечивает безопасную работу. Система зажигания полностью автоматизирована и не требует регулировки, обеспечивая полное сгорание газа во время пуска, при погасании пламени автоматически отключается подача газа в горелку. В данных моделях водонагревателей можно плавно регулировать температуру подогреваемой воды.

Газовые накопительные водонагреватели в квартирах используются реже проточных, т.?к. имеют большие размеры и расходуют много газа на поддержание постоянной температуры. Также они отличаются более сложной установкой, требуют прокладки дымохода. Но при определенных условиях большая производительность емкостного водонагревателя позволяет ему успешно конкурировать с газовой колонкой. Они считаются самыми экономичными водонагревателями.

В то же время в накопительных водонагревателях вследствие поддержания высокой температуры воды повышается и ее химическая активность. В баке, наполненном водой, металлические стенки подвержены коррозии. Для защиты от коррозии баки изготавливают из нержавеющей стали, используют керамическое или иное покрытие. Также в накопительных водонагревателях устанавливаются магниевые аноды. Они служат для дополнительной защиты внутреннего бака от коррозии, а также для предотвращения образования твердой накипи в баке водонагревателя при нагреве. К недостаткам накопительных водонагревателей также можно отнести необходимость регулярного техобслуживания, которое включает замену магниевого анода, промывание внутренней поверхности, очистка ТЭНов.

Существуют два типа теплонагревательных элементов (ТЭН) – открытый или закрытый. Элемент открытого типа помещен непосредственно в бак водонагревателя. ТЭНы закрытого типа погружаются в изолированные от воды трубки, обычно покрытые эмалью. Трубки запаяны с одного конца и приварены к фланцу. При второй схеме коррозионные процессы в бойлере протекают не так интенсивно, кроме того, на эмалевой поверхности меньше скапливается известковый налет.

Особенности монтажа и эксплуатации водонагревателей

Перед монтажом водонагревателя следует обратить внимание на степень электрической безопасности прибора IP – Международный класс защиты. После букв IP следуют две цифры, первая из которых характеризует степень защиты прибора от прикосновения человеком и попадания посторонних предметов (табл. 1), а вторая – от проникновения воды (табл. 2).

Чаще всего водонагреватели имеют защиту IP24 или IP25. Это означает, что водонагреватель с обозначением IP24 защищен от попадания прямых водных брызг. Такую конструкцию можно установить, например, в ванной комнате, но подальше от раковин и душа. А водонагревателю с IP25 не страшны даже прямые водяные струи.

Перед установкой водонагревателя необходимо удостоверится, что заземляющий электрод розетки должным образом заземлен. В случае отсутствия заземляющего электрода в розетке, необходимо заземлить водонагреватель отдельным проводом к выводу заземления на корпусе водонагревателя. При установке водонагревателей нужно также помнить о необходимости в дальнейшем обслуживать прибор, поэтому необходимо оставить достаточно места для этого.

Если вода, подаваемая в проточный водонагреватель, имеет высокую жесткость, то для продления срока службы водонагревателя рекомендуется первоначально умягчить воду. Если возможности умягчать воду нет, то нужно будет время от времени промывать водонагреватели специальными средствами для очищения от накипи. Среди потребителей существует мнение, что водонагреватели можно промывать лимонной кислотой, но производители не рекомендуют применять данное средство.

Если очистка от накипи у проточных водонагревателей не будет проводиться регулярно, то это приведет к понижению КПД водонагревателя, а затем может произойти полное зарастание труб накипью и, как результат, выход прибора из строя. Также у электрических проточных водонагревателей большое количество накипи приводит к нагреванию электроподводящего провода, что может привести со временем к его оплавлению и созданию пожароопасной ситуации. Подобная ситуация может возникнуть и в том случае, если занижено сечение электрической подводки. Необходимо точно соблюдать указания фирмы-производителя.

Также проточные водонагреватели чувствительны к шламу и прочим загрязнениям воды, рекомендуется устанавливать механический фильтр.

Во избежание выхода проточного водонагревателя из строя необходимо, чтобы при включении он был заполнен водой.

Также для работы проточного водонагревателя необходим определенный напор в водопроводной сети, не менее 5 мм вод. ст., т.к. при прохождении воды по змеевику происходят большие потери напора на трение.

Накопительные водонагреватели обладают большой массой, поэтому необходимо чтобы они были смонтированы на стене, способной выдержать их вес. Необходимо также предусмотреть спускной кран для слива шлама и установку предохранительного клапана от избыточного давления. Дренажная линия предохранительного клапана должна быть постоянно открытой.

Для накопительных водонагревателей свыше 100 л рекомендована установка расширительного бака. Также на вводе водопроводной холодной воды в водонагреватель нужно устанавливать обратный клапан, чтобы предотвратить обратный ток воды.

Во избежание протечек и выхода из строя оборудования соединительные трубопроводы необходимо монтировать без напряжения, также надо следить за тем, чтобы гибкие шланги не были переломлены или скручены.

Из-за неаккуратно проведенных монтажных работ возможно загрязнение питьевой воды. Монтаж бака-водонагревателя нужно проводить с соблюдением гигиенических норм и правил. Испытание бака-водонагревателя на герметичность производится только питьевой водой. Как для проточного, так и для накопительного водонагревателя рекомендуется также устанавливать регулятор давления во избежание гидравлического удара.

Очистку емкостного водонагреватели необходимо производить не менее чем раз в 2 года.

Чистка проходит эффективнее, если пустой бак водонагревателя нагреть перед промывкой, а потом промыть струей холодной воды (если данный способ не запрещен фирмой-производителем). Благодаря эффекту термошока известковые отложения лучше отделяются от гладкотрубного теплообменника.

Отвалившиеся куски можно удалить промышленным пылесосом с пластмассовым соплом.

При возникновении в баке-водонагревателе твердых отложений их можно удалить химической чисткой. При механической чистке нельзя пользоваться острыми предметами и прикладывать излишние усилия, это приведет к порче змеевика водонагревателя.

При длительном отсутствии потребителя установки (например, во время отпуска) рекомендуется оставить бак-водонагреватель работающим и включить программу управления «Отпуск» или установить наименьшую температуру горячей воды.

Остаточная влажность может стать причиной возникновения коррозии, если бак-водонагреватель после слива воды долгое время остается пустым. В этом случае нужно просушить внутренний объем бака (например, горячим воздухом) и оставить люк открытым.

При повторном пуске бака-водонагревателя в эксплуатацию после его отключения следует соблюдать гигиенические нормы и правила для установок питьевой воды, необходимо тщательно промыть трубопроводы и сам бак.

Также необходимо следить за состоянием магниевого анода, т. к. он изнашивается в процессе эксплуатации бака водонагревателя. Диаметр магниевого анода следует проверять не менее раза в два года, а в случае высокой жесткости воды – чаще.

Для устранения риска развития легионеллы необходимо не менее одного раза в неделю повышать температуру воды в баке водонагревателя до 65 °C.