Емкостные водонагреватели: Водонагреватели. Описание, виды, выбор при покупке

Водонагреватели. Описание, виды, выбор при покупке

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

12 декабря 2020

Водонагреватель — это устройство, благодаря которому потребители получают доступ к горячей воде везде, где нет возможности подключения к городской сети. На рынке есть проточные и емкостные водонагреватели. Оба типа могут работать от электричества или газа.

Виды водонагревателей

Водонагреватели — это устройства, которые следует оборудовать дома, если нет возможности использовать общедоступную сеть или существующую установку для горячего водоснабжения. Водонагреватели чаще всего устанавливают в одноквартирных домах, квартирах, в старых домах и садовых беседках. По способу нагрева воды можно выделить проточные и накопительные нагреватели. Однако по способу нагрева бывают газовые и электрические обогреватели.

Проточный водонагреватель

Проточные водонагреватели срабатывают, когда через них начинает течь вода, они нагревают воду постоянно — по мере прохождения через устройство вода нагревается, а из крана вытекает уже теплая вода.

Это происходит не сразу — нужно немного подождать нагрева воды. Проточные типы устройств имеют небольшие размеры и могут быть установлены у крана или под раковиной в ванной комнате. Преимущество проточных водонагревателей — дешевая эксплуатация и невысокая стоимость сборки, а недостатком является ограниченное количество возможных точек нагрева воды. Если нужно нагреть воду и на кухне, и в ванной, необходимо иметь два устройства.

Емкостный водонагреватель

Емкостные водонагреватели оборудованы баком, часто называемым бойлером, в котором происходит как нагрев, так и накопление воды. Большим преимуществом котла является возможность его взаимодействия с термостатом, с помощью которого устанавливается желаемая температура воды в баке. Когда температура воды в бойлере опускается ниже предполагаемого значения, термостат автоматически включает нагреватель. Благодаря емкости, в которой хранится нагретая вода, водонагреватель может обрабатывать сразу несколько точек. Недостатком такого типа является большой размер устройства, поэтому его сложно использовать, например, в небольшой квартире.

Стоимость установки и эксплуатации накопительного нагревателя выше, чем у проточного.

Электрический водонагреватель

Электрические водонагреватели, работающие от электричества, считаются безопасными в эксплуатации, хотя по сравнению с газовыми вариантами они дороже. Использование электрических моделей не ограничено никакими стандартами, кроме того, они обеспечивают комфортную работу. На рынке представлены одно- и трехфазные водонагреватели. Их выбор будет зависеть от требуемой производительности устройства. Трехфазные версии более эффективны и часто используются, например, в крупных хозяйствах. Электрические модели доступны как в проточном, так и в емкостном вариантах.

Газовый водонагреватель

Газовые водонагреватели работают на природном или сжиженном газе. Современные устройства такого типа — безопасный и достаточно дешевый способ получить горячую воду. Безопасность использования гарантирует датчик дымовых газов, которым должен быть оборудован такой обогреватель.

Газовый обогреватель следует подключить к отдельной вытяжной трубе для дымовых газов и разместить в месте, где члены семьи не остаются дольше 2 часов в день. Как и в случае с электронагревателями, есть выбор как проточных, так и накопительных водонагревателей.

Выбор водонагревателя

Планируя купить водонагреватель для дома, стоит обращать внимание не только на его тип, но и на параметры, такие как мощность, напор воды и емкость.

Электроэнергия — представляемые на рынке водонагреватели имеют мощность 1,5–50 кВт. Выбор подходящей мощности устройства должен зависеть от потребности в горячей воде;

Напор воды — касается в первую очередь проточных нагревателей. Каждое устройство этого типа имеет определенный диапазон максимального и минимального давления, в котором оно может работать. Нагреватель следует выбирать таким образом, чтобы этот диапазон соответствовал диапазону работы в данной сети;

Вместимость — относится к емкостным водонагревателям, в которых емкость бака должна соответствовать количеству людей, пользующихся горячей водой и точками забора горячей воды. При использовании двумя людьми и двумя точками сбора рекомендуется использовать бак емкостью не менее 50 литров.

Газовые емкостные водонагреватели: обзор рынка | C.O.K. archive | 2011

Газовые накопительные водонагреватели выпускаются в настенном (от 50 до 150 л) и напольном (от 100 л) вариантах. Описанные в обзоре водонагреватели имеют открытую камеру сгорания, т.е. используют для горения кислород из помещения, в котором они расположены. Основные элементы водонагревателя таковы:

• стальной бак, защищенный изнутри специальным покрытием и снабженный магниевым анодом либо анодом с внешним питанием для предотвращения коррозии;
• теплоизоляция толщиной от 25 до 50 мм;
• стальной наружный корпус;
• газовая горелка с пьезоили электроподжигом газа;
• блок управления и система защиты, перекрывающая поступление газа в случае каких-либо неисправностей;
• вытяжной колпак, препятствующий обратному потоку отходящих газов.

Обычно КПД газового бойлера составляет приблизительно 90 %. Температура воды в водонагревательной емкости задается при помощи терморегулятора и поддерживается автоматически. Зажигание горелки при наличии пьезоподжига производится в два этапа: для розжига запальной горелки, которая горит постоянно, нужно нажать кнопку, а основная горелка включается автоматически при снижении температуры воды в бойлере.

Если водонагреватель оснащен электроподжигом, то этап с розжигом запальника пропускается, но вместо него необходимо подключить водонагреватель к электросети. В конструкцию некоторых газовых водонагревателей входит водяной предохранительный клапан, который защищает бак от избыточного давления. Если его нет в комплекте базовой поставки, то необходимо обязательно установить на подачу холодной воды группу безопасности.

Большинство водонагревателей оснащены стальной горелкой для работы на магистральном природном газе, которую обычно можно при необходимости переоборудовать на эксплуатацию со сжиженным газом. Использование емкостного газового бойлера прямого нагрева можно рекомендовать в следующих случаях.

1. Наличие значительных единовременных водопотреблений. Максимальная мощность стандартной газовой колонки обычно составляет P = 24 кВт, некоторые производители предлагают отдельные модификации с мощностью 28 кВт. От таких водонагревателей можно ожидать проток v при температуре входящей воды tх = 10 °C и температуре нагретой воды tг = 50 °C не более:

где P — мощность нагрева, Вт; τ — время нагрева, с; c — удельная теплоемкость воды, равна 4,183 кДж/(кг⋅K), в приблизительных расчетах принимают значение 4200; ρ — плотность воды, равна 0,9982 г/см3, в приблизительных расчетах принимают значение 1. Такой проток подходит для полноценного обеспечения горячей водой не более двух водоразборных точек типа душа или рукомойников. Двухсотлитровая ванна будет наполняться примерно 20 минут, при этом вода будет иметь температуру, как указывалось выше, не более 50 °C. Поэтому для комфортного пользования горячей водой в домах с пиковым водопотреблением, превышающим 10 л/мин.

, можно уже рекомендовать установку газовых емкостных водонагревателей, а не проточных.

2. Необходимость нагрева воды в системе ГВС до значительных температур. Многие газовые колонки имеют ограничение на максимальную температуру нагрева не более 55–60 °C. Но даже если оно отсутствует, повышение температуры до, например, 80 °C все равно пройдет с ограничениями в силу недостаточно внушительного протока:

Поэтому, если имеется потребность в более высоких температурах, емкостной водонагреватель является наиболее простой альтернативой. Это может требоваться при различных технологических процессах, например, на пищевых производствах.

3. Наличие большого количества водопотребителей с большой вероятностью одновременной работы. Если предполагается, что водонагреватель должен обеспечивать несколько водоразборных точек в одно и то же время, лучше предпочесть накопительный тип. Это поможет избежать ситуации с уменьшением температуры нагретой воды или протока.

Примерами могут служить индивидуальные дома с несколькими санузлами, кафе или другие общественные заведения с несколькими рукомойниками, душевые на предприятиях. Например, для одновременной работы двух душевых с расходом 8 л/мин. потребуется проток: 8 × 2 = 16 л/мин. При таком расходе температура воды, получаемая при помощи проточного водонагревателя, не поднимется выше:

Нагрев воды при помощи проточного газового водонагревателя будет приводить к серьезному дискомфорту, что позволяет сделать вывод о необходимости обеспечения нагрева в накопительной емкости. В данном случае при пользовании душем в течение 15 минут потребуется 240 л воды с температурой 50 °C. Поскольку нужен не кипяток, а разбавленная вода, то используем выражение [2]:

cmг(tсмеш – tг) + cmх(tсмеш – tх) = 0,

где mг — масса горячей воды в бойлере, численно приблизительно равна объему бойлера; mх — масса холодной воды для подмешивания, численно приблизительно равна объему; tг — температура горячей воды в бойлере, tсмеш — температура смешанной воды, tх — температура холодной воды. Если нагретая в бойлере вода имеет начальную температуру 85 °C, необходимо разбавить ее ровно пополам, т.е. для обеспечения поставленной задачи подойдет газовый водонагреватель емкостью от 120 л.

4. Значительная протяженность трубопроводов ГВС. Даже если сама газовая колонка способна обеспечить комфортную температуру и проток, при большой протяженности трубопроводов (допустим, колонка, расположена на первом этаже, а водоразборная точка — на третьем в противоположном углу здания) нагретая вода успевает остыть, поэтому, если нет возможности переноса водонагревательного прибора ближе к водопотребителям, целесообразно использовать емкостной водонагреватель, прогревающий горячую воду до более высокой температуры.

Многие напольные емкостные водонагреватели также позволяют организовывать линию рециркуляции, что создает дополнительный комфорт при эксплуатации. При необходимости имеется возможность каскадного подключения нескольких водонагревателей и/или буферной емкости для увеличения объема готовой к употреблению нагретой воды.

5. Нестабильное давление газа. Несмотря на то, что газоснабжение в России носит довольно стабильный характер, и полное отключение магистрального газа встречается нечасто, в сельской местности нередко имеют место серьезные колебания давления газа, которые приводят к значительному изменению максимальной мощности газового водонагревательного оборудования. В случае с колонкой все скачки будут сказываться на температуре и протоке нагретой воды, если же используется емкостной водонагреватель, проблема коснется лишь скорости нагрева воды.

6. Низкое качество входящей воды. При отсутствии предварительной водоподготовки низкое качество воды может повлиять на срок службы водонагревательного оборудования. Это касается не только высокого содержания в воде солей жесткости, но и прочих примесей — железа, песка, органических веществ и даже микроорганизмов. При карбонатной жесткости водопроводной воды в пределах 7–8 мг-экв/л скорость накипеобразования составляет 2–3 мм/мес.

Это может привести к значительному уменьшению внутреннего диаметра трубок газовой колонки и снижению теплосъема. В случае с накопительным бойлером проблема стоит не столь остро. Стоит отметить, что вода в колонке обычно греется до более низких температур, значит, скорость накипеобразования будет меньше. Кроме того, при увеличении скорости протока увеличивается касательное напряжение сдвига, приводя к размыву отложений [3].

Вероятно присутствующие в воде взвеси различных химических элементов (Si, Fe и т.д.) также с большой долей вероятности вскоре забьют тонкие трубки теплообменника газовой колонки.

7. Низкое давление входящей воды, незначительный расход. Газовые емкостные водонагреватели (как и вообще нагреватели накопительного типа) обладают малым гидравлическим сопротивлением: напор в точке водоразбора практически равен напору на входе. Емкостные водонагреватели могут без проблем работать при небольшом расходе (2,5–3 л/мин.) и низком давлении воды (для некоторых моделей хватает давления от резервуара с водой, расположенном непосредственно над аппаратом).

8. Ограничения, связанные с дымоотведением. По различным причинам в помещении, где предполагается установка водонагревательного прибора, может быть заложен дымоход с сечением, недостаточным для отвода продуктов сгорания от газовой колонки (для нее диаметр трубы должен быть не менее 110– 130 мм). В этом случае вариант с газовым бойлером представляется наиболее оптимальным выходом из ситуации, поскольку его мощность меньше, а, значит, требуется дымоход меньшего сечения.

Так, емкостному водонагревателю с тепловой мощностью 7–10 кВт достаточно диаметра 90 мм. На рынке встречаются также модели, не предусматривающие подключения к дымоходу в принципе (их производит, например, венгерский FEG Konvektor), продукты сгорания выводятся непосредственно в помещение. Мощность таких приборов не превышает 1,8 кВт, что соизмеримо с мощностью газовой горелки обычной бытовой плиты, поэтому для удаления продуктов сгорания хватает естественной вытяжки на кухне или проветривания помещения.

9. Ограничения по кубатуре помещения. Этот вариант также связан с более низкой мощностью накопительных водонагревателей по сравнению с колонками. Установить же газовый проточный водонагреватель с закрытой камерой сгорания имеется возможность далеко не всегда в связи с инженерными особенностями помещения. Все вышеперечисленные случаи соответствуют и критериям выбора емкостного водонагревателя косвенного нагрева, прибора более популярного, чем водонагреватель газовый. Однако у газового бойлера есть и дополнительные преимущества перед «косвенниками».

10. Независимость от источника отопления. Наличие газового ввода в дом не всегда означает наличие индивидуальной системы отопления. Соответственно, для домов с центральным отоплением косвенный бойлер не подходит. Если же обогрев помещения осуществляется по индивидуальной схеме, длительное пользование горячей водой в приоритетном режиме может приводить к чрезмерному переохлаждению контура отопления: в помещении становится холодно, в котле впоследствии из-за поступления значительного объема остывшей ниже 55 °C воды из радиаторов может образовываться конденсат.

Функционирование водонагревателя, не связанное с работой отопительных контуров, упрощает проектирование и монтаж системы отопления и дает больше простора для действий при пользовании горячей водой. Например, появляется возможность полностью отключить систему отопления для ремонта котла без ущерба для системы горячего водоснабжения. 

Как работают емкостные водонагреватели | Виссманн Великобритания

Проще говоря, функция емкостного водонагревателя заключается в том, чтобы временно хранить воду, которая была предварительно нагрета, и выпускать ее снова только при необходимости. Это гарантирует, что вода, вытекающая из крана, будет доступна нужной температуры как можно быстрее. Емкостный водонагреватель обычно теплоизолирован, чтобы тепло сохранялось в течение длительного времени. Для этого используются различные методы, а иногда и комбинированные. Для оболочки часто используется жесткий поролон и флис. Кроме того, для повышения теплоизоляционных характеристик крепятся вакуумные панели. Они достигают того же эффекта, что и термос, с которым вы знакомы. В результате современные емкостные водонагреватели работают практически без потерь тепла.

Разница между прямым и непрямым нагревом

Когда речь идет о емкостных водонагревателях и их функциях, необходимо учитывать различие между прямым и косвенным нагревом. Области применения и степень изоляции варьируются в зависимости от типа. С этим же связана и экономическая эффективность этих емкостных водонагревателей.

Водонагреватели с прямым нагревом и принцип их работы

Как следует из названия, вода в емкостных водонагревателях этого типа нагревается напрямую. Варианты включают пламя или катушку непрямого действия с электрическим приводом. Емкостный водонагреватель прямого нагрева часто называют накопительным водонагревателем. Это, так сказать, водонагреватель и накопитель горячей воды в одном. Эти приборы обычно имеют лишь минимальную теплоизоляцию, а в некоторых случаях вообще ее не имеют. Это означает, что их можно эксплуатировать отдельно от существующей системы отопления. Емкости с прямым нагревом в основном используются для децентрализованного приготовления горячей воды. Вы можете прочитать больше о других характеристиках этого типа водонагревателя и о том, когда его использование экономически целесообразно, на следующей странице: Электрические накопительные водонагреватели.

Настенный газовый конденсационный котел Vitodens 200 с Vitocell 300-W

Бойлеры ГВС косвенного нагрева и принцип их работы

Работа емкостного водонагревателя косвенного нагрева несколько отличается от его прямого аналога. Вместо электричества или открытого пламени вода для отопления от теплогенератора течет через встроенный змеевик косвенного нагрева. При этом отопительная вода отдает свое тепло, и температура воды в емкостном водонагревателе неуклонно повышается. Отопительная вода течет через змеевик косвенного нагрева до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура. Полученная таким образом горячая вода забирается из верхней части емкостного водонагревателя. Важно: вода отопления никогда не смешивается с ГВС. В качестве теплогенераторов могут использоваться как обычные котлы, так и тепловые насосы.

Моно- и двухрежимный режим работы в емкостном водонагревателе

Если вода в емкостном водонагревателе нагревается только одним косвенным змеевиком и одним теплогенератором, специалисты называют это монорежимным емкостным водонагревателем. Однако, поскольку более экономично и экологически ответственно оставить большую часть процесса нагрева ГВС солнечной тепловой системе, предпочтительным прибором является двухрежимный емкостный водонагреватель. Внутри двухрежимного емкостного водонагревателя имеется два змеевика непрямого нагрева. В этом случае змеевик косвенного нагрева в нижней части нагревает воду за счет энергии солнечной тепловой системы. Если имеющейся солнечной энергии недостаточно для доведения воды до требуемого уровня температуры, включается второй теплообменник косвенного нагрева. С помощью теплогенератора он нагревается до достижения необходимой температуры.

Подразделение на вентилируемые и невентилируемые емкостные водонагреватели

Помимо моделей прямого/косвенного нагрева и моно/двухрежимных моделей существует еще один отличительный критерий: а именно вентилируемые и невентилируемые системы. Играет роль и принцип работы самого емкостного водонагревателя, т.е. процесс нагрева воды в этом емкостном водонагревателе.

Специалисты различают вентилируемые и невентилируемые емкостные водонагреватели. Вентилируемый емкостный водонагреватель, такой как электрический накопительный водонагреватель, не зависит от давления в водопроводе. При заборе ГВС клапан ГВС открывает вход холодной воды. При этом холодная вода поступает в цилиндр и вытесняет более легкую горячую воду, подталкивая ее вверх к месту водоразбора. Вентиляционные системы ГВС предназначены только для отдельных водоразборных точек.

С емкостными водонагревателями без вентиляции ситуация иная. Они могут обеспечивать несколько точек водоразбора одновременно. Внутри этого типа емкостного водонагревателя находится постоянное давление в водопроводе, которое подает горячую воду к точкам водоразбора. Для работы невентилируемого емкостного водонагревателя не требуется специальных фитингов без давления. С другой стороны, в емкостных водонагревателях с вентиляцией использование имеющихся в продаже напорных фитингов может привести к перекосу давления и материальному ущербу. Поэтому выбор подходящей арматуры имеет большое значение.

Двухрежимные емкостные водонагреватели | Виссманн Великобритания

По сути, двухрежимный емкостный водонагреватель имеет два доступных источника для удовлетворения потребности в тепле или горячей воде для бытовых нужд. Это означает, что есть два источника тепла для производства горячей воды. Двухрежимные системы также оснащены двумя непрямыми змеевиками (теплообменниками). Это позволяет легко подключить солнечную тепловую систему для нагрева ГВС. Вторым ресурсом, т.е. вторым генератором тепла, обычно является газовый или жидкотопливный котел. Конечно, можно использовать и другие генераторы тепла, такие как твердотопливный котел или тепловой насос.

Vitodens 200-W с двухрежимным емкостным водонагревателем Vitocell 300-W

Двухрежимный емкостный водонагреватель и принцип их работы

Как уже упоминалось, двухрежимный вариант емкостного водонагревателя использует два непрямых змеевика и поэтому идеально подходит для интеграции солнечной тепловой технологии в систему отопления. Цилиндрический корпус содержит нижний и верхний теплообменники (непрямой змеевик). Оба снабжаются тепловой энергией независимо от теплогенераторов.

Емкостный водонагреватель гелиоустановки

Как работает двухрежимный емкостный водонагреватель при подключении к гелиоустановке? Солнечная среда, нагретая в гелиоколлекторах, поступает из коллекторов в нижний теплообменник, нижний косвенный змеевик. Это происходит, как только температура в коллекторах выше, чем в емкостном водонагревателе. Технологическая среда проходит через нижний непрямой змеевик и нагревает воду в цилиндре. Солнечная среда, теперь уже холодная, стекает обратно в коллекторы, где ее можно повторно нагреть.

Косвенно нагреваемая солнечным светом горячая вода затем поднимается в цилиндре. Оттуда можно извлечь соответствующее количество ГВС.

Использование верхнего змеевика косвенного нагрева: дополнительный нагрев

Верхний змеевик косвенного нагрева вступает в действие, когда в течение длительного времени отсутствует подача солнечной энергии, т. е. когда емкостный водонагреватель не может быть нагрет через гелиосистему. Второй косвенный змеевик, который снабжается теплом через центральный генератор тепла, такой как жидкотопливный или газовый котел, включается для обеспечения соответствующей надежности подачи. Горячая отопительная вода поступает из котла в змеевик косвенного нагрева. Затем он передает тепловую энергию в двухрежимный емкостный водонагреватель.

Теперь горячую воду удобно набирать сверху по трубам и подавать к точкам водоразбора, таким как радиаторы или краны. Как только солнечная энергия снова может быть использована в течение дня, емкостный водонагреватель с подключением к солнечным батареям нагревается снизу вверх.

Комбинированный накопитель и накопительный накопитель для работы от гелиоустановки

Для обеспечения удобства ГВС и надежности снабжения комбинированные и накопительные накопители также могут питаться от гелиосистемы. Двухрежимный буферный накопитель отопительной воды Viessmann объединяет эти два источника тепла и использует их для отопления. В этом случае любая энергия от теплогенераторов, которая иногда может быть избыточной, временно сохраняется и сохраняется готовой к использованию в дальнейшем.

Комбинированный емкостный водонагреватель со встроенным нагревом горячей воды. С другой стороны, двухрежимный буферный цилиндр оснащен модулем пресной воды, установленным снаружи. Например, емкость Vitocell 100-E для хранения воды для отопления можно расширить, добавив модуль свежей воды Vitotrans 353. Этот модуль используется для гигиенического приготовления горячей воды и работает по принципу проточного водонагревателя. Такая комбинация особенно экономит пространство. Кроме того, модуль пресной воды обеспечивает высокую скорость водоразбора. Благодаря принципу проточного водонагревателя не требуется хранение ГВС. 9№ 0004

Viessmann также предлагает емкостные водонагреватели для нагрева воды и хранения ГВС, которые оснащены двумя отдельными зонами водонагревателя, например, Vitocell 120-E.

Viessmann Vitocell 100-W-CVUD, 300 литров

Vitocell: двухрежимные емкостные водонагреватели для удовлетворения любых потребностей

Для жилых, коммерческих или муниципальных помещений – компания Viessmann предлагает подходящие двухрежимные емкостные водонагреватели для любой потребности в ГВС с емкостью емкостных водонагревателей от от 300 до 900 литров. Непрямые змеевики, которые доходят до дна цилиндра, обеспечивают нагрев всего содержимого воды. Таким образом, двухрежимные емкостные водонагреватели с солнечным входом обеспечивают высокий уровень удобства при приготовлении горячей воды.