Водонагреватели в частном доме

Горячее водоснабжение – необходимый атрибут комфортного дома. В большинстве случаев загородные участки не подключены к централизованной системе горячего водоснабжения, и ее устройство – забота застройщика. Современные системы способны обеспечить горячее водоснабжение дома, как минимум не уступающее городскому типу, а еще и дать автономность снабжения горячей водой и независимость от коммунальных служб.

1. Водонагреватели в системе горячего водоснабжения

Оптимальная современная система горячего водоснабжения должна отвечать определенным требованиям

1. Обеспечивать жильцов дома достаточным объемом воды. В среднем, по статистическим данным, расход горячей воды в сутки на человека – порядка 100-150 литров.
2. Создание достаточного напора воды для удобного пользования душем, мытья посуды и т.д.
3. Потреблять как можно меньше ресурсов, в частности, электроэнергии
4. Иметь достаточную безопасность, надежность и долговечность
5. По возможности соответствовать достойному интерьеру жилья

Все эти требования определяют выбор водонагревателей и их встраивание в систему водоснабжения

2. Классификация водонагревателей по способу нагрева

Для водонагревателей используются различные источники нагрева:

• Нагрев в системе котельного отопления и горячего водоснабжения
• Автономные газовые водонагреватели
• Электрические нагреватели

Для домов круглогодичного проживания, по комфорту не уступающего городской квартире, оптимальным считается использование общей, двухконтурной системы отопления и горячего водоснабжения.

В двухконтурной системе нагревается в отопительных котлах и разделяется на два контура – замкнутый отопительный и проточный для подачи горячей воды. Эти системы достаточно сложны и требуют установки специального оборудования.

Принципиально работа контура водоснабжения идентична работе отопительной системы.

Автономные газовые нагреватели работают по принципу газового котла отопления. Такие устройства начали использовать еще в начале 20-го века. В рабочей камере нагревателя равномерно подающийся газ в смеси с воздухом воспламеняется и  нагревает воду, заключенную в трубопроводный контур.

Электрические нагреватели воды тоже используются очень давно – примером могут служить электрические чайники и электросамовары. В них вода нагревается от контакта с нагревательным элементом, кратко называемым ТЭНом.

ТЭН – это трубчатый электрический нагреватель (другая расшифровка аббревиатуры – термический электрический нагреватель, что не меняет сути). Электропроводник, заключенный в нем, разогревается от прохождения электрического тока. Он надежно заизолирован и передает свое тепло теплопередающей оболочке. Конструктивно ТЭН состоит из токопроводящего стержня, электроизолятора и оболочки, непосредственно контактирующей с водой.

3. Напорные и безнапорные системы

Кроме получения достаточной температуры, вода должна иметь на выходе соответствующий напор. По способу подачи воды потребителю водонагреватели разделяют два вида – напорные и безнапорные. Впрочем, независимо от названия, напор воды на выходе может быть примерно одинаков.

Безнапорные нагреватели образуют давление воды за счет ее массы, заключенной в определенной емкости. Из курса физики мы знаем, что давление на стенки сосуда прямо пропорционально зависит от массы воды и увеличивается при уменьшении диаметра выходного отверстия при вытекании из емкости.

Какого-то дополнительного давления в системе не создается. Попросту, такие нагреватели представляют собой вместительный открытый бак, где вода нагревается. Чем больше воды в этом баке и чем меньше диаметр отводной трубы, тем выше давление выходящего потока.

Такие устройства просты в эксплуатации, надежны и долговечны.

Зачастую их ставят на чердаке – в целях экономии жилой площади и равномерной подачи в разные точки, а главное – для повышения давления, которое также зависит от высоты емкости.

Одна из особенностей использования таких нагревателей – нужно следить, чтобы уровень воды в баке постоянно пополнялся – чтобы электронагреватели не оказались сухими. Но и  переполнения бака нельзя допускать. Подача воды в бак имеет устройства автоматического отключения, чтобы избежать переполнения – возможно даже использования механического клапана поплавкового типа.

Отдельного перекрывания выходного канала из бака нет – краны ставят уже в точках потребления – над раковинами, в душе и т.д

В дорогих моделях все это обеспечивает электроавтоматика.

В напорных нагревателях давление создается вследствие расширении воды при нагревании. Для создания давления система должна быть замкнута, соответственно, напорные нагреватели называют еще накопителями закрытого типа.

При нагревании воды неизбежно происходит выделение пара, и он отводится через специальные клапаны. Кроме того, в баке предусмотрены отводы лишней нагретой воды для снижения ее давления.

Понятно, что такая система достаточно сложна. Емкость и трубопроводы должны быть выполнены из прочных материалов. Для нагрева воды используется ТЭН, либо они включены в систему двухконтурного котельного отопления. Такие нагреватели еще называют бойлерами.

 

4. Накопительные и проточные водонагреватели

По типу водоснабжения нагреватели делятся на

• накопительные
• проточные

Из названия уже понятно их принципиальное различие.

В первом случае вода собирается в какой-то емкости, откуда она постепенно выбирается по мере надобности.  Понятно, что эту емкость нужно постоянно пополнять из общего источника в системе водоснабжения.

Во втором случае вода свободно движется непосредственно от источника.

Интуитивно понятно, что нагрев воды удобнее проводить в накопительной емкости, впрочем, сегодня существуют и методы нагревания проточной воды.

Собственно, мы уже коснулись способов нагрева накопительных баков – они могут быть бойлерами в системе двух контурного отопления или нагреваться ТЭНами. Обычно прогревание бака происходит постепенно и течение длительного срока. Система может снабжаться автоматической регулировкой данного процесса – нагревание может быть приостановлено и возобновляться по мере потребления воды. Обычно мощность таких приборов не более 1-2 кВт. Накопители могут иметь емкость от совсем небольших настенных баков до массивных напольных. Существенным моментом является низкая чувствительность к жесткости воды – мощные нагреватели достаточно защищены от этого фактора. Постепенный прогрев воды способен дать высокую температуру на выходе – до 70-80 градусов.

Нагревание проточной воды  – более сложная задача. Вода нагревается в очень короткий срок, что определяется конструкцией  и мощностью нагревателя, исключительно электрического типа. Электронагреватель встроен в систему проточной воды и имеют набольшие габариты. Впрочем, достоинства встроенных нагревателей ограничены:

1. Большим потреблением электроэнергии – до 5-6 кВт/час, с созданием зачастую пиковых нагрузок в сети
2. Существенной чувствительностью к накипям, жесткости воды
3. Требует специальных фильтров очистки и периодического ремонта.

Мало того – зачастую реальные проточные нагреватели не способны выдавать заявленную производителем температуру воды – это порядка 55-60 градусов Цельсия. Ведь при увеличении напора вода просто не успевает достаточно прогреться.

Как правило, проточные нагреватели ставят только в качестве резервного источника горячей воды над каким-то определенным узлом потребления – над мойкой или над ванной. Их использование больше подходит к городским квартирам – при плановых отключениях горячей воды.

https://www.youtube.com/watch?v=dU-RyzF2cG0

5. Конструктивные особенности водонагревателей и их монтаж

Конструкция водонагревателей зависит от их типа – по способу нагрева, напору воды, источнику тепла. Рассмотрим три наиболее употребимых вида водонагревателей.

Водонагреватель-бойлер системы двухконтурного отопления. Обычно это массивный замкнутый бак, соединенный с отопительным котлом системой трубопровода. Нагретая вода распределяется между потребителями. Бойлер может иметь сложную систему регулировки подачи воды, отведения избыточного давления воды и водяного пара. Отключение нагрева воды происходит с помощью термостата, при остывании воды или добавлении холодной, нагрев возобновляется.

Бак должен держать тепло, поэтому стенки его теплоизолированы по типу термоса. Между стенкой бака и корпусом закладывается утеплитель. Такое строение позволяет экономить электроэнегргию, периодически отключая его. Кроме того, на поверхности температура невысокая – из соображений безопасности.

Настенный газовый нагреватель. Настенный газовый нагреватель представляет собой компактный бак, монтируемый на стену. В него встроены газовая горелка и нагревательный контур, как правило в виде трубчатого змеевика. Сложные газонагреватели снабжены системой автоматики для аварийного отключения прибора и регулировки температуры.

Проточный электронагреватель. Такой нагреватель обычно имеет небольшие размеры и примыкает к трубе, на выходе водоснабжения. Он содержит в себе обмотку элктроТЭНа, изолированную от потока воды. Крепление такого нагревателя производится согласно инструкции по монтажу и эксплуатации. При монтаже нужно тщательно следить за электрической изоляцией токоведущих частей.

6. Итоги

Система отопления и горячего водоснабжения – наиболее оптимальный вариант отопления больших домов, рассчитанных на круглогодичное проживание. Однако, вполне допустимо использование локальных автономных нагревателей воды – в случае аварийных отключений системы или во время планового технического обслуживания. В домах сезонного проживания автономные нагреватели тем более востребованы – стоит ли городить сложную систему отопления в небольшом садовом доме или баньке?

В любом случае, застройщик может использовать и сложные, и упрощенные приборы для подогрева воды.