Система нагріву води. Гаряче водопостачання у будинку (ГВП). Основні засади роботи

У приватних будинках, дачах, спортивних комплексахта готелях нерідко використовують бойлер непрямого нагріву– водонагрівач функціонує без підключення до централізованого водопостачання. Це обладнання справляється з нагріванням великих об'ємів води, що легко підтримує. потрібну температурута забезпечує безперебійну подачу гарячого потоку.

Словом, якщо ви шукаєте бюджетний водонагрівач у комплект до одноконтурного котла – розгляньте варіант установки в будинку БКН. А щоб спростити завдання вибору, пропонуємо ознайомитись з критеріями купівлі бойлера, принципом його роботи та схемами підключення.

Бойлер непрямого нагріву може працювати тільки на ресурсах зовнішнього джерела, але для обслуговування системи в теплу пору року можна підключити ТЕН.

Щоб забезпечити безперебійну подачу, в системі передбачають рециркуляційний контур – вода постійно рухатиметься трубами, а при відкритті крана в підключених до контуру точках водорозбору потече гарячий потік.

Бойлер непрямого нагріву зазвичай встановлюється поруч із опалювальним котлом, і цей «дует» займає досить велику площу, особливо якщо обидва прилади підлогового типу

Таким чином, пристрій дозволяє значно заощадити на енергоресурсах, але при цьому отримувати не менший комфорт, ніж при використанні централізованої системигарячого водопостачання.

Галерея зображень

Від кількості витків з його спіралі залежить швидкість нагрівання води. Принцип роботи такої конструкції непрямого нагріву бойлера гранично простий: в бак надходить холодна вода, і теплоносій, пересуваючись по змійовику, прогріває її до потрібної температури.

Але є й прилади, сконструйовані за схемою «бак у баку», де замість спірального трубопроводу використовуються дві ємності різного діаметра.

Система працюють так: у менший резервуар надходить холодна вода, яка нагрівається від гарячого теплоносія, що циркулює між стінками резервуарів.

У таких приладах вода стає теплою за лічені хвилини. велика площанагрівання дозволяє обладнання ефективно працювати в проточному режимі, гарантуючи безперебійну подачу гарячого потоку.

Комбінований БКН для нагрівання води може використовувати енергію відразу від кількох джерел або оснащуватися вбудованим ТЕНом.

Різновиди бойлера КН

За місцем розміщення:

• Настінний- Як правило, це прилад невеликого розміруіз літражем до 200 л. Кріпиться за допомогою спеціальних кронштейнів на будь-яку вертикальну поверхнюдосить міцну, щоб витримати вагу повністю заповненого резервуара ( гіпсокартонні перегородкиоднозначно не підійдуть). Він може бути розташований досить високо і не позичати корисну площукімнати.
• Підлоговий- Місткий бойлер, розрахований на велику кількість споживачів. Щоправда, для приладу з ємністю, що перевищує 1000 л, рекомендується виділити окреме приміщення- . Але таку систему зазвичай встановлюють для обслуговування великих котеджів, підприємств, готелів та інших закладів для сімейного користування можна обійтися і приладом на 250-300 л.

За формою бака:

• Горизонтальний- Займає багато місця, зате в ньому легше самостійно підтримувати потрібний рівеньводи, не вдаючись до підключення насосів.
• Вертикальний- Заощаджує вільний простір, але дуже обмежений за місткістю.

Залежно від нюансів використання, особливостей планування та наявності вільного місця, можна підібрати оптимальну модельБКН, який органічно впишеться в дизайн приміщення та забезпечить ваш будинок безперебійною подачею гарячої води.

На що звернути увагу при виборі БКН

Один із основних параметрів, який має стати вирішальним аргументом при купівлі бойлера – його місткість. Щоб дізнатися про необхідну ємність бака, радимо орієнтуватися на кількість людей у ​​вашій родині.

• 80-100 л- 2 споживача;
• 100-120 л- 3 людини;
• 120-150 л- 4 користувача;
• 150-200 л- 5 споживачів.

Важливо розділяти поняття "загальна ємність бака" і "робоча ємність", адже спіральна труба, розташована всередині бойлера, займає значну площу. Тому обов'язково уточніть при покупці, скільки реально води вміщується в прилад. У технічні характеристикицей нюанс має бути вказаний.

Також окрім «поголовного» перерахунку потенційних споживачівнеобхідно враховувати і частоту, і обсяги використання води. Наприклад, якщо у вашій родині люблять поніжитися в теплій ванні, а не нашвидкуруч прийняти душ, робоча ємність бака повинна бути відповідною – не менше 120 л.

БКН вигідно використовувати в комплекті з твердопаливним або одноконтурним газовим котлом, але якщо витрата води менша за 1 л/хв, дешевше обійдеться двоконтурний котел, який і місця займе набагато менше, ніж система з непрямим нагріванням

Інші важливі параметри:

1. Потужність– що більше водоспоживання, то вище має бути ресурс приладу. Але при цьому важливо, щоб потужність «непрямника» не перевищувала можливості опалювальної системи(або іншого зовнішнього джерела енергії). Наприклад, якщо обсяг накопичувального бакаваріює в межах 120-150 літрів, потужність котла має бути не менше 23 кВт, а для 160-200 літрів вже знадобиться 31-39 кВт.
2. Час нагріву– параметр, що залежить від обсягу бака та кількості витків на змійовику (великі або комбіновані ємності можуть бути забезпечені кількома спіралями).
3. Матеріал бака– для довготривалого використання найкраще підійдуть бойлери з нержавіючої сталі або медичної сталі.
4. Теплоізоляція– у дешевих моделях застосовується поролон, який швидко зношується та пропускає тепло, тому краще придбати дорожчий прилад, де використовувався поліуретан.
5. Управління– пристрій зможе працювати в автоматичному режимі, за потреби відключаючи та запускаючи струм води, контролювати нагрівання за допомогою температурного датчика.

При виборі форми та розмірі бака також необхідно врахувати, що хоча теоретично бойлер можна встановити у будь-якій кімнаті, де є доступ до теплотраси, його оптимальне місце розташування – поруч із котлом. Так передача тепла найефективніша.

Бойлер непрямого нагріву можна зробити власноруч. Інструкцію з виготовлення агрегату описано в .

Нюанси та схеми підключення бойлера

Як згадувалося, для нагрівання води БКН використовує енергію зовнішнього джерела. Тому перед підключенням до теплоносія важливо підібрати потрібну схему для монтажу приладу. Розглянемо найпоширеніші варіанти.

Загальні принципи встановлення приладу

Монтувати бойлер необхідно на підготовлену рівну поверхню безпосередньо біля котла. Підвісні моделікріпляться на бетонну або цегляну стіну, на одному рівні або трохи вище опалювального котла.

Для підлогового приладу – слід вирівняти за рівнем ділянку, відведену під розміщення бака (якщо підлога критично нерівна, можна зробити підставку у вигляді подіуму).

Сьогодні індукційне опаленнястворює досить сильну конкуренцію газовим та електричним котлам. А на ринку опалювального обладнання індукційні котлипозиціонують як один із самих економічних варіантів. Якщо в промисловості такі котли стали з'являтися в далеких 80-х, то вже в 90-х їх почали використовувати й у побутових цілях.

Основні засади роботи

Принцип роботи індукційного котла

Вже з назви індукційного опалення можна зрозуміти, що в основі таких котлів – принцип електромагнітної індукції. І щоб точно зрозуміти, як працює система, достатньо через котушку товстого дроту пустити великий струм. Навколо цього пристрою обов'язково з'явиться електромагнітне поле і досить сильне. І якщо поставити в нього будь-який феромагнетик – тобто метал, який притягується, то він нагріється – і досить швидко.

Отже, найпростіший прикладіндукційного опалення, тобто джерела тепла, це котушка, яка намотана на трубу з діелектрика.

Всередину необхідно помістити сердечник із сталі. Котушка, яка приєднана до джерела електрики, нагріватиме стрижень з металу. Тепер залишається підключити пристрій до магістралі, де циркулює носій тепла, і таке примітивне індукційне опалення своїми руками почне працювати.

Якщо коротко описати принцип роботи, то для цього буде потрібно лише кілька суджень. Електрична енергія створює електромагнітне поле. Металевий сердечник нагрівається під впливом електромагнітних хвиль. Надмірне тепло від стрижня йде до теплоносія, нагріваючи його.

Теплоносій у таких системах може бути не тільки звичайною водою, але й етиленгліколем та маслом. Через те, що рідина нагрівається інтенсивно, виходять конвекційні потоки. Гарячий носій тепла йде нагору, а його потужності вже достатньо, щоб працював невеликий контур. Якщо ж магістраль має більшу протяжність, то потрібно ставити циркуляційний насос.

Система опалення з індукційним казаном

Розвінчання міфів

Іноді в магазинах, що продають обладнання, що здійснює індукційне опалення будинку, можна почути просто нереальні характеристики, які йому присвоюються. І, на жаль, не завжди такі властивості є правдивими. Існує кілька основних моментів, про які слід знати правду:

• Новизна принципу. Багато хто стверджує, що це інноваційні технології, які побудовані на основі принципів фізики Насправді справа так: явище електромагнітної індукції було відкрито Майклом Фарадеєм ще 1831 року. І вже з ХХ століття індукційна система опалення використовувалася в промисловості для того, щоб плавити сталь. Як бачимо, це не нова технологія, а лише відомий принцип, який знайшов застосування в сучасності в побутових цілях.

Нагрівання води в індукційному котлі

• Економічність. Часте твердження – що індукційне нагріванняопалювальний прилад використовує на 20-30% менше енергії, ніж інші електричні аналоги. Насправді все так: будь-який прилад нагрівання всі 100 відсотків енергії, яку він використовує, перетворює на теплову - звичайно якщо він не робить механічну роботу. ККД може бути меншим. Тут все залежить від того, як розсіюється тепло навколо опалювального приладу. Час, за який носій тепла нагріється до потрібної температури, залежить від того, наскільки ефективна робота нагрівального елемента. Тому високі про революційної економічності – це лише хитрощі. Адже закон збереження енергії ніхто не скасовував. Щоб отримати 1 кВт тепла, потрібно витратити щонайменше 1 кВт електрики. Крім цього, якась частина тепла витрачатиметься просто так. Наприклад, сама котушка гріється, тому що опір провідника не нульовий.

Економічний ефект використання індукційного казана

• Довговічність. Ще одне часте твердження – це те, що опалення індукційною плитою працюватиме у вас не менше 25 років, і що це найбільш довговічний варіант опалення електрикою. Механічне зношування котлів такого типу неможливе, оскільки вони не мають рухливих елементів. Мідна обмотка має великий запас міцності, і якщо використовувати її при належному охолодженні, то прослужить вона довго. Сердечник у будь-якому випадку поступово руйнуватиметься – оскільки на нього можуть впливати агресивні домішки, а постійне нагрівання-охолодження не надаватиме міцності. Але зауважимо, що навіть цей процес дуже довгий. У схемі керування – кілька транзисторів. Саме вони й будуть визначальними для терміну експлуатації всього обладнання без відмови. Зазвичай надається гарантія на 10 років. Хоча відомі випадки, коли обладнання працювало 30 років. Висновок з цього наступний: індукційні нагрівачі води для опалення будуть набагато довше працювати, ніж аналоги - ТЕНи.
• Незамінні властивості. Багато хто говорить, що індукційні котли зберігають свої первісні характеристики протягом десятиліть через те, що тут не з'являється накип. Насамперед, скажімо, що вплив накипу трохи перебільшується. Шар вапна не має високих теплоізолюючих властивостей, а в замкнутої системибагато відкладень не з'явиться. Але цього не можна сказати про сердечник - тут накип - це часте явище. Так, опалення за допомогою індукційної плитидійсно не схильне до накипу.
• Безшумна робота. Насправді, якщо вивчити відгуки, то можна сказати, що будь-який електробойлер не шумітиме при нагріванні води, тому що тут немає акустичних коливань. Шум може виникнути лише від насосів. Так що судження вірне.
• Компактність. Індукційне обладнання можна встановлювати у будь-якому приміщенні. Це твердження правильне: цей пристрій - це відрізок труби, який не вимагає особливого місця.

Індукційний котел

• Індукційне нагрівання води для опалення – безпечне. Якщо станеться витік носія тепла, електромагнітне поле не зникне автоматично. Серце продовжить нагріватися, якщо не припинити електропостачання, то корпус і кріплення розплавляться через лічені секунди. Саме тому при встановленні слід передбачити автоматичне вимкненняіндукційного котла у таких ситуаціях.

Сучасним та найбільш економічним приладом для нагрівання води є індукційний водонагрівач. На відміну від аналогів, він повністю екологічний, не сушить і не випалює повітря, відповідає сучасним вимогам безпеки. Може застосовуватися як як проточного водонагрівача, і виконувати роль котла для опалення приміщення. Пристрій зазвичай купують у магазині, пропонуємо альтернативу – самостійне виготовлення. В останньому випадку прилад, може, і не матиме такого привабливого зовнішнього вигляду, але обійдеться набагато дешевше.

Плюси та мінуси індукційних пристроїв для нагрівання води

Прилад має досить просту конструкціюі не вимагає спеціальних документів, що дозволяють використання та встановлення. Індукційний нагрівач води має високий рівень ефективності та оптимальну для користувача надійність. При використанні його в якості опалювального котла можна навіть не встановлювати насос, так як вода тече по трубах завдяки конвекції (при нагріванні рідина практично перетворюється на пару).

Також пристрій має низку переваг, що вигідно відрізняє його серед інших видів водонагрівачів. Отже, індукційний нагрівач:

В індукційних нагрівачах вода стає гарячою за рахунок труби якою тече, а остання нагрівається за рахунок індукційного струму, створюваного котушкою.

• набагато дешевше від своїх аналогів, такий пристрій можна без проблем зібрати самостійно;
• повністю безшумний (хоча котушка і вібрує під час роботи, але ця вібрація не відчутна для людини);
• під час роботи вібрує, завдяки чому бруд і накип не прилипає до його стінок, тому і чищення не потребує;
• має теплогенератор, який можна легко зробити герметичним завдяки принципу роботи: теплоносій знаходиться всередині нагрівального елемента та енергія передається нагрівачу за допомогою електромагнітного поля, ніяких контактів не потрібно; тому не знадобляться ущільнювальні гумки, сальники та інші елементи, здатні швидко зіпсуватися або протікати;
• ламатися в теплогенераторі просто нема чому, оскільки воду нагріває звичайна труба, яка нездатна зіпсуватися чи перегоріти, на відміну Тена;

Не варто забувати і про те, що обслуговування індукційного нагрівачавийде набагато дешевше, ніж бойлера або газового котла. Пристрій має мінімум деталей, які практично ніколи не виходять із ладу.

Незважаючи на величезну кількість переваг, індукційний водонагрівач має і ряд недоліків:

• перший та найболючіший для власників – це рахунок за електрику; прилад не можна назвати економічним, тому доведеться викладати порядну суму разів за його використання;
• друге - пристрій сильно гріється і нагріває не тільки себе, але і навколишній простір, тому краще не торкатися корпусу теплогенератора під час його роботи;
• третє – прилад має вкрай високу ефективністьта тепловіддачу, тому при його використанні обов'язково встановлюйте датчик температури, інакше може вибухнути система.

Індукційний водонагрівач своїми руками: схема

Прилад є трансформатором, що має дві обмотки: первинну і вторинну. Перший контур перетворює електричну енергіювихрові струми, тим самим створює індукційне поле спрямованої дії, що забезпечує індукційне нагрівання . На вторинному контурі перетворена енергія передається теплоносію (у разі – це вода).

Важливо враховувати тип матеріалу, з якого виготовлена ​​обмотка. Так, у побутових моделях найчастіше використовується мідний провід. Такий матеріал добре підійде для нагрівання води у котлах.

Крім трансформатора у пристрої є генератор і насос (необов'язково).

Схема простого індукційного водонагрівача. Як видно, прилад має досить просту конструкцію та малу кількість елементів.

Вузли та деталі теплогенератора

Пристрій включає:

• генератор змінного струму, що збільшує частоту струму;
• індуктор, що трансформує електроенергію в магнітну енергію, є котушкою з мідного дроту;
• нагрівальний елемент, найчастіше його відіграє металева труба.

Завдяки такій конструкції передача енергії здійснюється практично без втрат. ККД досягає 98%.

Принцип роботи

Індукційний водонагрівач складається з генератора, котушки та сердечника, останній нагрівається за рахунок електромагнітної енергії.

Прилад перетворює електричну енергію на електромагнітну. Остання, своєю чергою, впливає на сердечник (трубу), який нагрівається і передає воді теплову енергію. Перетворює всі ці енергії індуктор, що складається з котушки та сердечника. Генератор використовується для підвищення частоти струму, оскільки зі стандартною частотою 50 Гц складно досягти високого нагріву.

У заводських моделях частота струму сягає 1 кГц.

Проточний індукційний водонагрівач своїми руками

Перш ніж приступати до монтажу, вам необхідно запастись необхідними деталями. Так, найкращим варіантомбуде зварювальний високочастотний інвертор, що плавно змінюється діапазон сили струму. Такий пристрій обійдеться найдешевше. Більше дорогим варіантомстане трифазний трансформатор, що є джерелом живлення змінного струму для індуктора водонагрівача. У такому випадку варто використовувати котушку на 50-90 витків, а як матеріал взяти мідний дріт з діаметром 3 або більше міліметрів.

Як осердя можна використовувати як металеву, так і полімерну трубу разом з дротом (використовується як нагрівальний елемент). В останньому випадку товщина стінок не повинна бути менше 3 мм, щоб спокійно витримувати високі температури.

Для збирання водонагрівача вам знадобляться: кусачки, викрутки, паяльник і зварювальний апаратякщо використовується металева труба.

Монтаж індукційного нагрівача води

Обмотайте трубу мідним дротом, зробивши близько 90 витків.

Варіантів збирання пристрою існує безліч. Пропонуємо спробувати зібрати прилад за наступною схемою:

1. Підготуйте робоче місце, матеріали та інструменти.
2. Зафіксуйте невеликий відрізок полімерної труби(не забувайте, що мінімальна товщинастінки має становити 3 мм).
3. Обріжте торці осердя, щоб залишилося 10 см у запасі дроту для відводів.
4. На нижньому відводі змонтуйте куточок. Надалі сюди слід підключити обернення від опалення (якщо нагрівач використовується як казан).
5. Щільно покладіть рубаний провід навколо труби. Необхідно зробити щонайменше 90 витків.
6. Встановіть на верхньому патрубку трійник, через який виходитиме гаряча вода.
7. Встановіть захисний контур пристрою. Його можна виготовити як із полімеру, так і з металу.
8. Підключіть до клем водонагрівача мідний дріт, потім заповніть сердечник водою.
9. Перевірте працездатність індуктора.

Рекомендації. На всіх висновках краще встановлювати кульові кранидля зручності та простоти демонтажу водонагрівача у разі поломки. А ось заповнювати металевими шматочками трубу необов'язково, оскільки належного ефекту це не дає. Не забудьте залишити віконце в корпусі для доступу до панелі керування зварювального приладу.

Індукційні нагрівачі води для опалення

Схема опалення, де в ролі нагрівача теплоносія є індукційний котел.

Подібний пристрій добре зарекомендував себе не тільки як проточний водонагрівач, але і опалювальний котел. Правда, у такому випадку зварювальний апарат у ролі генератора вже не підійде, доведеться використовувати трансформатор, що має дві обмотки. Останній трансформує вихрові струми, що виникають на первинній обмотці електромагнітне поле, яке створюється на вторинному контурі.

У системі опалення теплоносієм може бути не лише вода, а й олія чи антифриз. Тобто будь-яка рідина, здатна проводити електричний струм.

Котел із індукційного водонагрівача потрібно оснастити двома патрубками для гарячої та холодної води. З нижнього надходитиме холодна вода, його потрібно монтувати на вступній ділянці лінії, а зверху необхідно розташувати патрубок, який подаватиме гарячу воду в систему опалення. У результаті циркуляція води здійснюється природним шляхомпід впливом конвекції без насоса.

Що потрібно знати про безпеку

Не забувайте, що ми маємо справу з джерелом підвищеної небезпеки – електричним нагрівальним приладом, тому при його складанні та використанні необхідно дотримуватися деяких правил:

Обов'язково використовуйте окрему електричну лінію для підключення індукційного котла, а також устаткуйте його групою безпеки.

1. Якщо в котлі циркуляція води здійснюється природним шляхом, обов'язково оснащуйте його датчиком температури, щоб при перегріві пристрій відключався автоматично.
2. Не підключайте саморобний водонагрівач до розетки, краще проведіть для цього окрему лінію зі збільшеним перерізом кабелю.
3. Усе відкриті ділянкипроводів потрібно заізолювати, щоб убезпечити людей від удару струмом чи опіку.
4. У жодному разі не включайте індуктор, якщо труба не заповнена водою. В іншому випадку труба розплавиться, а прилад замкне або він може взагалі спалахнути.
5. Пристрій потрібно монтувати на висоті 80 см від підлоги, але так, щоб до стелі залишалося близько 30 см. Також не варто встановлювати його в житловій зоні, так як електромагнітне поле погано позначається на здоров'ї людей.
6. Не забудьте зробити заземлення індуктора.
7. Обов'язково підключайте пристрій через автомат, щоб у разі аварії останній відключив живлення від водонагрівача.
8. У систему трубопроводу необхідно вмонтувати запобіжний клапан, який буде знижувати тиск у системі автоматично.

Висновок

Індукційний водонагрівач має високий ККД, може виступати в ролі котла для системи опалення, також допускається самостійне складанняі установка, яке використання не регламентується законом РФ. Але все ж таки перш ніж його використовувати, варто зважити всі за і проти. Незважаючи на високу ефективність, прилад споживає велику кількість енергії, вважається небезпечним (особливо саморобним) і погано впливає на здоров'я людини. Тому рекомендуємо монтувати індуктор у приватному будинку чи на дачі.

Температура води в басейні, якщо на неї ніяк не впливати, дорівнює температурі навколишнього повітря. Але якщо температуру повітря градусів в 17-18 ще можна назвати стерпною, то для плавання така температура вже підійде навряд чи. Саме тому в наших північних широтах досить гостро стоїть питання нагрівання води в басейні, особливо якщо воно відкрите (хоча і в закритих приміщенняхтемпература води часто опускається нижче, ніж хотілося б).

Якщо відкинути суб'єктивне сприйняття, існують регламентовані нормативи температури щодо різних типів басейнів. Для плавальних та спортивних басейнів стандартом вважається температура 24-26 °С, для дитячих басейнів норма підвищена до 28-30 °С, а в гідромасажних та спа-басейнах норматив доходить до 32-38 °С. Але щоб із підтриманням правильної температури не виникало проблем, потрібно підібрати правильне нагрівальне обладнання, бажано ще на етапі проектування. Ця стаття таки покликана допомогти вам зорієнтуватися в цьому питанні і вибрати модель відповідних типута потужності.

Усі системи обігріву води працюють за принципом передачі тепла "від гарячого до холодного". Відмінності полягають у принципі отримання тепла нагріву. У рекурперативні теплообмінники циркулююча вода, що нагрівається тим чи іншим способом, передає через стінки тепло, нагріваючи тим самим воду. Електронагрівачі, передбачувано нагріваються за рахунок електроенергії. Тепло передається воді безпосередньо від про ТЕН-ов (трубчастих електронагрівачів). Розглянемо кожен із різновидів докладніше.

Теплообмінники

Являє собою колбу, всередині якої знаходяться 2 контури. У первинному контурі, або контурі нагрівання, вода циркулює з бойлера. За вторинним контуром проходить вода з басейну. Між контурами відбувається теплообмін - вода з басейну нагрівається, а бойлер починає догрівати воду, що вийшла з теплообмінника. Цикл замкнутий і продовжується до тих пір, поки вода в басейні не досягне необхідної температури.

Нагріта теплообмінником вода назад потрапляє до басейну. Час, необхідний досягнення водою необхідної температури, залежить від потужності нагрівача і від обсягу басейну. По досягненню заданої температуринагрівач або вимикається або починає працювати в режимі підтримки температури. Це залежить від налаштувань.

Водно-водяні теплообмінники також прийнято розділяти на кшталт контуру нагрівання. Називаються вони при цьому вертикальними та горизонтальними, ілюструючи своєю назвою положення, в якому їх зручніше монтувати.
Горизонтальні теплообмінники називають моделі з нагрівальним контуром у формі спіралі.
У вертикальних теплообмінників контур є пучок тонких трубок, по кожній з яких проходить вода. Наявність великої кількостітрубок у пучку підвищує площу теплопередачі. Також деякі виробники передбачають демонтований пучок трубок, що забезпечує ремонтопридатність теплообмінника.

Корпуси теплообмінників виготовляються або з композитного пластику або з нержавіючої сталі. Хоча у моделях преміум-класу зустрічаються і титанові корпуси. Контури нагрівання (як горизонтальні, так і вертикальні) виготовляють з нержавіючої сталі (зазвичай AISI316), титану, нікелю та купронікелю. Перший варіант відмінно підходить за співвідношенням ціни/якості для басейнів із прісною водою, проте для заповнюваних морською водоюслід вибрати дорожчі антикорозійні матеріали.

У більшості випадків водно-водяні теплообмінники стануть ідеальним рішеннямдля підігріву води. Вони порівняно дешеві та не вимагають великих витрату процесі експлуатації. Однак для його роботи потрібна наявність в будинку газового котла. У разі його відсутності можна встановити електричний котел, проте це дороге і далеко не завжди виправдане рішення.
Ще однією неприємною особливістю є те, що на заявленій потужності теплообмінник буде працювати тільки при зазначених в техпаспорті різниці температур первинного і вторинного контуру, а також співвідношенні швидкостей рідини в них. Оцінити падіння продуктивності нагрівача у разі відхилення від паспортних значень можна за прикладеними графіками. (діаграма А та діаграма Б)

Для оцінки часу роботи теплообмінника з нагрівання басейну, без урахування відхилень від заявленої потужності та втрат тепла, існує емпірична формула:
t = 1.16 * V * T / P,
де t - час у годинах, V - обсяг води басейну в кубометрах, T - необхідна різниця температур у градусах, P - заявлена ​​потужність.
З її допомогою можна заздалегідь оцінити, скільки часу займе нагрівання басейну теплообмінником певної потужності. І повірте, цей процес досить довгий. Наприклад, для нагрівання води на 20 ° С у басейні об'ємом 30 куб. за допомогою теплообмінника потужністю 6 кВт вам знадобиться 116 годин. І повторимося, це без урахування втрат.
Варто пам'ятати, що в комплекті з теплообмінником не поставляються необхідні для підключення комплектуючі. Так що при покупці потрібно також придбати комплект обв'язки, що складається з металопластикових накидних муфт (для плавного переходу від пластикових трубдо металевого стрижня обігрівача), циркуляційного насоса (якщо його немає в котлі спочатку) для перекачування теплоносія, електромагнітного клапана (для запобігання мимовільній циркуляції), та, при необхідності терморегулятора.

Сонячні колектори

Крім водно-водяних, існує ще один тип рекурперативних теплообмінників для басейну. Сонячні батареї є колектором, який нагрівається під дією сонячних променіві дозволяє використовувати це тепло для підігріву води у басейні, використовуючи систему тонких трубок.

Здавалося б, не потрібний газовий котел. Не треба витрачати електрику. Однак навряд чи подібна система стане вдалим рішенняму наших широтах. Навіть у ясний день, за умови дотримання всіх правил експлуатації, квадратний метрповерхні сонячної батареї видаватиме теплову енергію в діапазоні 0.6-0.9 кВт*год. Тобто, щоб покрити за потужністю навіть найслабший водно-водний теплообмінник, знадобиться площа батарей порівнянна з площею поверхні басейну. Якщо ще й згадати, що в тій же Москві за рік у середньому 184 хмарні дні та 98 — похмурих, то використання альтернативних джереленергії» опиниться під дуже великим питанням. Ми не намагаємося вас усіма силами відмовити від придбання сонячних батарей, проте наш досвід підказує, що цією системою нагрівання можна користуватися лише сонячним літом.

Електронагрівачі

Альтернативою теплообмінникам виступають електронагрівачі. У їхньому корпусі встановлений ТЕН (трубчастий електронагрівальний елемент), який і передає тепло воді, що протікає через пристрій. Якихось важливих відмінностей між моделями немає, так що підбираючи відповідний електронагрівач , досить орієнтуватися на вихідну потужність і матеріал виготовлення корпусу і ТЕНу. Як і у випадку з теплообмінниками, при використанні у басейні морської води, ТЕН потрібно підбирати із стійкого до агресивних окисних середовищ матеріалу: титану, нікелю або купронікелю.

Починаючи з моделей середнього цінового діапазону, електронагрівачі оснащуються термостатом з дисплеєм, що дозволяє регулювати температуру води аж до десятих градусів. Що вигідно їх відрізняє від теплообмінників.
Є у електронагрівачів і ще одна важлива особливість. Вони оснащені комплектом автоматики, який не дає їм працювати при потоці води нижче за певне значення. Для цього електронагрівачі оснащуються датчиком потоку або датчиком тиску. Перший варіант краще та точніше. Але незалежно від типу датчика потрібно завжди пам'ятати, що при занадто повільній швидкості води в трубах, електронагрівач не буде працювати.
Монтаж електронагрівачів також має одну невелику особливість. Ставити його треба через так звану «петлю». Це означає, що труба, що входить у нагрівач, повинна бути спрямована вертикально вниз. Робиться це для того, щоб ємність приладу завжди була заповнена водою. В іншому випадку, при поломці автоматики, прилад увімкнеться без води всередині. ТЕН нагрівача, в такій ситуації, може просто згоріти.
На відміну від теплообмінників, електронагрівачі спочатку укомплектовані всім необхідним для їх запуску та роботи. Крім датчика потоку/тиску, вони оснащені ще й датчиком регулювання температури, датчиком захисту від перегріву, комплектом кріплення.

Здавалося б, електронагрівачі у всьому кращі за теплообмінники, проте це не зовсім так. Нагрів води з їх допомогою витрачає величезну кількість електроенергії, значно збільшуючи витрати на обслуговування басейну. І якщо переходити від теорії до практики, для багатьох дачних ділянокдіють обмеження щодо загальної кількостіенергії, що виділяється. Так що мало хто зможе дозволити собі електронагрівач потужністю понад 3-6 кВт. Моделі більшої потужності вимагають трифазного підключення до мережі, яке також є далеко не у всіх. Так що зазвичай електронагрівачі використовуються для зовсім невеликих приватних басейнів (не більше 12 кубів для відкритого і не більше 20 — для закритого). В інших випадках, якщо дозволяють умови, краще використовувати теплообмінник.

Варто відзначити, що незважаючи на простоту, завдання з підтримки в басейні необхідної температури вирішити не так просто. Формула для розрахунку часу нагріву води не враховує таку важливу її особливість, як втрати при випаровуванні. Через ці самі тепловтрати системі підігріву води доводиться працювати ще довше, при тому що процес нагрівання і так зазвичай займає 2-3 дні. Саме тому варто заздалегідь подумати про допоміжні засоби для підігріву: термічне покривало, покриття стінок басейну теплоізоляційним напиленням та використання системи сонячних батарей як допоміжний засіб підігріву.

Визначення потужності

Ну, і насамкінець, трохи практичної інформації. Існує кілька максимально спрощених формул, що дозволяють підібрати правильний водонагрівач:
Для вуличних басейнів потужність теплообмінника (у кіловатах) підбирають рівною об'єму басейну (у кубічних метрах).
В разі електричного водонагрівачапотужність повинна дорівнювати 1/2 від обсягу.
Для закритих басейнів теплообмінник підбирається за потужністю 3/4 об'єму.
Ну, а від електронагрівача буде потрібна потужність рівна 1/3 обсягу басейну.
Якщо ви все ж таки вирішите ризикнути і придбати систему підігріву на сонячних батареях, знайте, що сумарна площа колекторів повинна дорівнювати площі самого басейну.

Отже, підіб'ємо короткі підсумки:
-Для нагрівання води в басейнах в основному використовуються водно-водні теплообмінники, електронагрівачі та сонячні батареї. Перші два варіанти мають свої переваги та недоліки, а третій може використовуватися в основному як додатковий засіб нагрівання.
-Вибір відповідної моделі ґрунтується в основному на потужності нагрівача.
-Використовуючи басейн з морською сіллюТреба бути готовим пристойно витратитися на нагрівач з антикорозійних матеріалів.
-Сам процес нагрівання займає досить довгий час.

Сподіваємося, ця стаття допоможе вам зорієнтуватися у різноманітності систем підігріву води та вибрати потрібну вам модель.

Електричний водонагрівач накопичувального типу, або, по-простому, бойлер, давно і міцно увійшов у наше життя, забезпечуючи додатковий комфорт та дозволяючи не залежати від комунальних систем гарячого водопостачання. Цей простий пристрій автоматично підтримує необхідну температуру води, маючи при цьому її певний запас. Прилади, що випускаються промисловістю, мають різноманітну форму, розміри і зовнішній дизайн. Незважаючи на різні відмінності, у своїй основі всі водонагрівачі мають схожу конструкцію і єдиний принцип роботи. Проте, роблячи вибір між тією чи іншою моделлю бойлера, слід розуміти, як і влаштований, а й розумітися на особливостях виконання деяких його компонентів.

По суті, будь-який водонагрівач такого типу є великим термосом, що має всередині трубчастий електронагрівач (ТЕН), тому конструкція всіх бойлерів має такі елементи:

• зовнішній корпус з деталями, що дозволяють кріпити пристрій на стіну чи підлогу;
• внутрішній бак;
• теплоізоляційний прошарок між внутрішньою ємністю та корпусом;
• трубчастий електронагрівач;
• термостат із можливістю регулювання температури нагріву;
• запобіжний клапан;
• захисний магнієвий анод;
• схема управління та індикації.

При виборі бойлера не можна не помітити велику різницю у ціні навіть між різними моделямиодного виробника. Вона обумовлена ​​насамперед технологією та матеріалом виготовлення внутрішнього бака, а також наявністю електронного блоку управління та індикації.

Ці параметри задають зручність користування приладом та тривалість його служби.

Корпус

Корпуси водонагрівачів мають як строго циліндричну, так і овальну і навіть прямокутну форму, різноманітне забарвлення та дизайн оформлення. Часто на зовнішній стороні кожуха кріпиться термометр для спостереження за роботою пристрою, а також регулятори або елементи управління. Матеріалом виготовлення корпусів є сталевий листчи пластик.

Для установки бойлера в конструкції корпусу є кріплення, залежно від типу розміщення (настінна або підлогова схемаустановки). Простір між корпусом водонагрівача та внутрішнім баком заповнено теплоізоляційним матеріалом- Найчастіше у його ролі виступає щільний поліуретан.

Внутрішній бак

Конструкція внутрішньої ємності бойлера повинна відповідати критерію підвищеної корозійної стійкості та при цьому протистояти постійним температурним перепадам, тому даному елементу виробники приділяють чимало уваги, розробляючи нові покриття бака та застосовуючи способи захисту.

Сталеві баки з покриттям зі склоемалі або склопорцеляни

Таке покриття отримують напиленням захисного шару з подальшим його випалом при високій температурі(До 850 про С). Склоемаль не здатна до окислення, тому абсолютно не кородує. До того ж, її гладка поверхня протистоїть утворенню накипу.

Парадоксально, але основний недолік такого покриття випливає з його гідності - висока твердість шару малопластична і згодом постійні перепади температури води призводять до утворення мікротріщин у його шарі, які в результаті сприяють руйнуванню бака.

Виробники постійно шукають нові склади для таких покриттів. Наприклад, додавання титанового порошку зрівняло температурні коефіцієнтирозширення склопорцеляна і сталі, дещо покращивши стійкість шару до розтріскування. Трохи зменшити шкідливий вплив температурного впливуможна, встановивши температуру води в бойлері не вище 70 про С, хоча все одно хоча б раз на місяць доведеться прогріти пристрій максимально для дотримання санітарних правил. Іншим недоліком склопорцелянового покриття бака можна вважати збільшену вагу бойлера. Компанії, що випускають водонагрівачі з ємностями даного типу, дають гарантію на свою продукцію трохи більше 3 років.

Сталеві баки з титановим напиленням

Напилення титанового порошку на внутрішню частину бака досягається відмінна корозійна стійкість. При цьому даний тип покриття має високу міцність та механічну стійкість, маючи слабкі місцялише на зварювальних стиках. Гарантія на пристрій з таким баком складає до 10 років, що є величезною перевагою, навіть якщо враховувати досить високу вартість.

Нержавіючі внутрішні баки

Такі ємності позбавлені недоліків двох попередніх елементів. Нержавіюча сталь, як і титан, здатна протистояти впливу домішок, що у воді, і навіть корозії. Є думка, що нержавіюча сталь надає воді своєрідного запаху і смаку, що з'являються під час її нагрівання, проте це лише домисли, абсолютно не підтверджені. науковими дослідженнями. Відомо, що «нержавіюча сталь» не вступає в хімічну реакціюз водою. На такі баки виробники також дають до 10 років гарантії, проте вони є найдорожчими. Баки з нержавіючої сталі, а також з титановим напиленням більше схильні до утворення накипу, ніж склопорцелянові, але це анітрохи не применшує їх переваг. У внутрішньому бакувстановлені трубки підведення холодної води та відведення гарячої, а також електронний блок нагрівання та захисту.

Блок нагріву та захисту

Елементи, що відповідають за нагрівання води до певної температури, а також захищають від руйнувань метал внутрішнього бака, встановлені на металевому фланці, що приєднується за допомогою ущільнювача до внутрішнього бака пристрою.

Для нагрівання води використовуються ТЕНи різної потужності. Залежно від принципу нагрівання розрізняють:

• «мокрі» ТЕНи, які безпосередньо контактують з водою, тому неминуче покриваються накипом, який необхідно періодично видаляти, інакше через перегрівання ТЕН вийде з ладу;
• нагрівачі "сухого" типу. Позбавлені цього недоліку, оскільки встановлені в металевої трубкияка здійснює контакт з рідиною. Така схема дозволяє позбутися накипу не тільки на нагрівачі, але і на трубці, покритій шаром склопорцеляни.

Деякі моделі бойлерів комплектуються кількома нагрівачами. Така конструкція дозволяє здійснювати ступінчасте регулювання нагріву, а також зменшує кількість циклів включення для кожного з них (стрибки напруги під час включення приладів впливають на їхню довговічність).

Спільно з ТЕНами на фланці встановлено терморегулятор та магнієвий стрижень (анод). Термостат відповідає за включення нагрівального елемента при зниженні температури води нижче встановленої споживачем. Застосовуються терморегулятори як механічного типу, так і електронні приборипрацюють разом з електронним блоком управління. Часто пристрій терморегулятора входить схема захисного відключення Тена за відсутності води в баку. Магнієвий електрод покликаний зменшити обмін іонами металевих складових усередині бойлера, віддаючи замість своїх частинок. Така схема зменшує ефект вимивання електронів з елементів конструкції і вони кородують значно меншою мірою. Сам магнієвий стрижень при цьому досить швидко руйнується і вимагає періодичної заміни (при витонченні до 10 мм або зменшенні довжини до 200мм). Схема керування та індикації надає додаткові зручності при користуванні водонагрівачем, маючи функції точного регулювання температури води, включення нагріву за часом, підтримання різного ступеня нагріву в залежності від часу доби.

Принцип роботи накопичувальних водонагрівачів

Схема роботи бойлерів побудована на принципі розподілу шарів води з різною температурою. Як відомо, теплі шари рідини перебувають угорі. Їх відбір з водонагрівача здійснюється через трубку відведення гарячої води, довжина якої дозволяє використовувати верхній, найтепліший її шар. Холодна ж вода, навпаки, надходить у нижню частинубака, туди, де встановлені водонагрівачі. До того ж, на короткій трубці, що підводить, встановлений розсікач, що не дозволяє рідині відбуватися струменем і тим самим сприяти перемішування теплої і холодної води.

Особливість теплої рідини підніматися нагору не дозволить використовувати бойлер вертикальної конструкції, розташувавши його паралельно землі. На це варто звернути увагу, вибираючи тип пристрою під свої потреби.

Нагрівання холодної води здійснює ТЕН (один або кілька). За її температурою слідкує термостат. При досягненні заданої температури він розмикає електричний ланцюгживлення нагрівача.

Хороша теплоізоляція дозволяє підтримувати потрібну температуру води, витрачаючи мінімум енергії на її постійне підігрів.

У разі застосування кількох нагрівачів для підтримки температури на заданому рівні використовується один ТЕН. Інші включаються при сильній витраті, багаторазово підвищуючи потужність нагріву. Така схема підвищує економічність та надійність приладу.

Відібрана зверху тепла водапостійно заміщується рідиною, що знову нагрівається, яка подається з магістралі. Так влаштований процес безперервного нагрівання. При велику витрату температура води на виході з бойлера з часом падає, тому необхідно вибирати обсяг накопичувача, виходячи з величини гарячого водорозбору.

Можливий варіант відмови термостата, при цьому вода може закипіти, внаслідок чого небезпечного рівняпідвищується тиск у внутрішньому баку. Для запобігання аварії на трубку подачі холодної води встановлено запобіжний клапан - при досягненні граничної величинитиску він відкривається, тим самим скидаючи частину рідини в магістраль, що подає. Цей клапан використовують для зливу води з приладу під час профілактичних робіт.

Детальне відео з пристрою бойлера представлено нижче:

Не варто нехтувати проведенням періодичних профілактичних заходів, що полягають у чищенні бойлера від накипу та іржі. Вони дозволять приладу працювати надійно та ефективно, а також убережуть вас від незапланованих витрат.