Для подогрева воды бойлер – виды, критерии выбора, модели, монтаж

Величины

Мы потребляем воду литрами, а ее температуру измеряем градусами. Вода, для того чтобы нагреться, использует тепловую энергию в Джоулях из расчета своей массы в килограммах. Водонагреватель вырабатывает мощность в Ваттах, а КПД исчисляет процентами. Переведем эти единицы измерения в одну, понятную, плоскость.

• Согласно законам физики для того, чтобы повысить температуру 1 кг воды, что равно 1 л, на 1оС требуется 4,187 кДж тепловой энергии, что составляет 0,001 кВт/ч мощности нагревающего устройства. Вид, производитель и потери не учитываем. Кто бы не произвел нагреватель и в каких бы условиях этот механизм не находился воде всегда нужно именно столько энергии.
• Вода, поступающая в бойлер зимой (летом котел не работает), имеет температуру порядка 10о. Утепленные трубы подачи сократят разницу температур на входе и выходе бойлера и помогут экономить топливо.
• На панели управления аппаратом выставлена цифра 60о. Это означает что жидкость в агрегате будет нагрета до такой температуры. Следовательно, 60-10=50о. Настраивать большую величину разогрева не стоит. Такая нагрузка повлечет за собой повышенный износ оборудования.
• На эту величину требуется поднять температуру. Умножим найденную разницу в градусах на энергию нужную для получения каждого из них — 50*0,001=0,05 кВт/ч мощности потребуется бойлеру для такой работы.

Итак, для нагрева 1 л воды до 60о понадобится 0,05 кВт/ч мощности бойлера, а для повышения на 1о — 0,001 кВт/ч его усилий.

Горячая вода, которую мы берем из крана чтобы умыться или помыть посуду имеет температуру около 40о. Выше будет горячо, ниже прохладно. Чтобы расчет работы бойлера, не только косвенного нагрева, но и любого другого типа нагревателя был правильным нужно учесть, что мы смешиваем две воды, каждая из которых имеет свою температуру.

• Горячая вода — это тепловая энергия. Мы подсчитали, что 1о = 0,001 кВт/ч.
• Желаемая нами вода должна быть 40о, значит 40*0,001= 0,04 кВт.
• Холодная вода имеет 10о, значит 0,01 кВт/ч уже есть. Это составляет 25% от требуемого объема теплоты.
• Значит нужно добавить еще 75% температуры, что составит 0,05*75%=0,0375 кВт/ч.

Таким образом, 1 л искомой смеси (далее по тексту будем называть ее теплой водой) будет содержать 0,75 л полностью нагретой воды из нашего агрегата и 0,0375 кВт/ч его мощности.

Количество потребляемой мощности

Придя к решению о необходимости покупки и производя расчет объема бойлера косвенного нагрева, нужно подсчитать сколько теплой воды нужно для нормального существования. Представим семью из 4-х человек и осуществим среднесуточный анализ за неделю и пиковое (утро рабочего дня) исследование потребления горячей воды.

1. Еженедельный анализ

• Для того, чтобы помыть посуду потребуется около 5 литров теплой воды в минуту. Учитывается время полоскания, это около 5 минут. Два раза в день моем тарелки, получаем 50 л теплой воды ушло на кухонную утварь в сутки. Умножим на 7 дней итого 350 литров в неделю.
• Каждый человек 2-3 раза в неделю принимает ванну, расходуя при этом порядка 170 литров. 4*2,5=10*170=1700 литров за 7 дней.
• Еще 4-5 раз душ по 10 минут при расходе около 12 л/мин. 4,5*10*12=540 на одного члена семьи, соответственно на всех 2160 л в неделю.
• Мелкая гигиена (помыть руки, обувь, убрать в доме) — порядка 10 л в день на человека составит 280 л за исследуемый период.

Итого — 350+1700+2160+280=4490 литров в неделю. Добавим заходивших гостей и запас на всякий случай получим ориентировочную цифру около 5000 литров в неделю. Но бойлер считает в часах, нужно перевести в его единицы. 5000 / 7 / 24 = 30 литров в час теплой воды составляет средний расход семьи из 4-х человек.

Исходя из наших цифр соотношения температуры и мощности получаем необходимый средний расход мощности — 30*0,0375 = 1,125 кВт/час.

Пиковое потребление

Исходя из вышеизложенного создается впечатление, что даже самого маленького нагревателя будет достаточно. Увы, в жизни не все так гладко. Производя расчет объема резервуара и необходимой мощности агрегата требуется учесть, что утром вся семья просыпается и собирается на работу или в школу примерно в одно время. Ждать, пока полностью нагреется вода в бойлере попросту некогда. Должно хватить запаса накопленной жидкости и подогрева проточной за время расходования ее потребителями.

• Согласно статистике, коммунальных служб утренний расход горячей воды составляет порядка 30%-40% от среднесуточной величины за 1,5 часа. Берется период с 7 ч 00 мин до 8 ч 30 мин. Возьмем среднюю цифру 35% и получим, что наша семья израсходует 5000 / 7 * 35% = 250 литров за 1,5 часа, что равно 170 литров в час теплой воды. Для такого количества нам понадобится 170 * 75% = порядка 130 литров горячей воды и 170 * 0,0375 = 6,5 кВт мощности водонагревателя.
• Но и это еще не все. По мере расходования полностью нагретой воды из бака в него будет добавляться холодная, которую нужно разогреть, а для этого требуется время.
• Средняя скорость подогрева в проточном режиме зависит от температуры теплоносителя и площади поверхности контура. Поскольку нагревающая жидкость поступает из котла ее температура будет постоянно порядка 70 — 75о, а теплообменник рассчитывается относительно объема резервуара и заявленной мощности устройства.
• Средние показатели приблизительно равны для устройств всех производителей и составляют для бойлера с нагрузкой контура теплообмена 10 кВт порядка 0,3 л/мин при заданной нами разнице температур 50о. За один час объем подогретой проточной воды составит 60 * 0,3 = 18 литров.

Таким образом расчет объема бойлера косвенного нагрева показывает, что для одного утра рабочего дня семье из 4-х человек потребуется аппарат мощностью не менее 10 кВт и оснащенный баком емкостью более 100 л. С увеличением возможностей контура теплообмена скорость нагрева будет увеличиваться пропорционально росту мощности, но и количество тепла, отобранного у котла, возрастет.

Расход теплоносителя

Поскольку тепловая энергия берется у отопительного устройства, значит ее меньше поступит в систему обогрева дома. Но на общей температуре в помещении скажется только средний расход, пиковые показатели краткосрочны и особого влияния на разогретую систему отопления не окажут.

• Мы подсчитали, что средний расход мощности составит 1,125 кВт в час. Но после утреннего и вечернего разбора горячей воды резервуар заполниться холодной жидкостью, агрегат ее разогреет и будет всю ночь или день поддерживать температуру.
• Значит следует учесть холостой расход тепла, как минимум на два полных цикла в день, что составит 200 * 0,0375 / 24 = порядка 0,3125 кВт/ч.

В итоге получаем результат, согласно которому для бесперебойного обеспечения семьи горячей водой котел отдаст порядка 1,125 + 0,3 = 1,5 кВт/ч своей мощности. Если добавить потери теплоты при транспортировке по трубам, через корпус бойлера и непредвиденные расходы воды (скопление гостей на юбилей, чистка обуви и т. д. и т. п.) правильнее будет взять цифру 2 кВт/ч.

При проведении этого исследования учитывались усредненные цифры. Чтобы получить более точный расчет бойлера косвенного нагрева калькулятор, представленный по мощности и производителям, учитывает особенности каждой конкретной модели нагревателя и конкретные условия эксплуатации.

pechiexpert.ru

Бойлер для нагрева воды – как правильно выбрать и пользоваться горячей водой в удобное для Вас время

Проблема горячей воды касается как владельцев частных домов, так и собственников квартир.

Как обеспечивать себя и своих родных горячей водой постоянно?

Как правильно выбрать бойлер для нагрева воды и сэкономить на газе или электричестве?

Российском рынок представляет множество разнообразных моделей отечественных и зарубежных производителей.

Модели различаются между собой по цене, дизайну, размеру, способу нагрева воды, источника энергии. Но цель у них одна – обеспечение человека горячей водой нужной температуры в необходимом количестве.

Накопительный бойлер

Сначала надо определиться с самим понятием «бойлер». Бойлер — это водонагреватель накопительного типа, который представляет систему из бака, где вода нагревается до нужной температуры, насоса и нагревательного элемента.

Принцип работы бойлера прост: встроенный насос закачивает холодную воду, дальше включается нагреватель, который греет воду до определенной температуры, установленной пользователем на панели управления. Как только вода нагревается до указанной температуры, бойлер автоматически отключается.

Если нагретая вода не используется и ее температура снижается на 2-3 градуса, то бойлер автоматически включается и подогревает воду. То есть, для поддержания установленной температуры, бойлер постоянно и незаметно потребляет электричество или газ.

Часто, чтобы избежать перерасхода энергоносителя, водонагреватель отключают, но это мало что меняет. Чтобы нагреть воду, требуется не меньше часа, опять за это придется платить пользователю.

К плюсам накопительного бойлера относится то, что температура воды никак не зависит от силы струи, в отличие от проточных водонагревателей. Также не требуется менять проводку на более мощную.

Электрический или газовый бойлер — выбор за вами

В зависимости от используемого источника энергии, бойлеры подразделяются на:

В современных квартирных условиях твердотопливные бойлеры не применяются.

Поэтому рассмотрим подробнее первые два варианта

• Электрические водонагреватели накопительного типа мощностью от 1 до 3 кВт могут работать от обычной электросети, то есть нет необходимости подключения к силовой линии питания.
• Мощность газового водонагревателя составляет от 4 до 6 кВт, что больше чем в два раза.

Времени на нагрев воды в газовом бойлере потребуется в два раза меньше.

• Также газ дешевле электричества, использование газового бойлера экономически выгоднее
• Монтаж газового бойлера выйдет дороже, чем установка электрической модели.
• Для того, чтобы установить газовый бойлер, необходимо делать дымоход. Сложность монтажа зависит от типа камеры сгорания, которая бывает открытой или закрытой.

Установка бойлера с открытой камерой сгорания обходится дороже.

Установка бойлера с закрытой камерой сгорания обойдется дешевле, но при этом стоимость самой модели бойлера может быть раза в 1,5 больше.

Всё про системы водяного отопления частного дома здесь.
Для нагревания воды в бане — хорошо подходит дровяной котел, подробнее по адресу: http://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/kotel/drovyanoj-kotel-dlya-doma.html .

Как правильно рассчитать необходимый объем накопительного бака

Каждый хочет приобрести такой бойлер, чтобы оптимально обеспечить нужды семьи и не переплачивать за источник энергии.

Вместимость бака бойлера надо рассчитывать, исходя из объема потребляемой воды.

• Желательно, чтобы горячей воды хватало для удовлетворения всех нужд с избытком. Вся нагретая вода должна быть использована в дело, чтобы не возникало перерасхода денежных средств на оплату энергоресурсов.
• Если планируется использовать горячую воду для мытья посуды, то достаточно купить бойлер вместимостью 10 литров.
• Если же планируется принимать душ и ванну, то потребуется бойлер гораздо большего объема. Накопительный водонагреватель объемом от 50 до 80 литров вполне может удовлетворить требования одного человека.

На семью, состоящую из двух взрослых людей и ребенка, нужен бойлер емкостью от 80 до 150 литров.

Для семьи из четырех человек и более, предпочтительнее сделать выбор в пользу водонагревателя емкостью до 200 литров.

Стоит также учитывать культуру потребления воды конкретной семьей, экономно ли расходуется вода или льется без ограничения, как часто члены семьи пользуются водой для принятия ванны или душа.

Часто размеры комнаты, где планируется устанавливать бойлер, весьма ограничены. Приходится довольствоваться более компактной моделью.

Типы внутреннего покрытия бака

В качестве внутреннего антикоррозийного покрытия бойлера используется нержавеющая сталь, стеклофарфор или титановое напыление.

Стоимость водонагревателя во многом зависит от вида защитного покрытия — по принципу, чем лучше, тем дороже.

Основная функция внутреннего покрытия – защита бака от коррозии, ведь от этого напрямую зависит срок службы бойлера.

Наиболее популярные эмалевое покрытие и покрытие из стеклофарфора — не подвергаются коррозии, но при резком изменении температуры на их поверхности могут появляться микротрещины.

Можно продлить срок службы бойлера, используя щадящий режим нагрева воды, но, чтобы не допустить развития бактерий, воду время от времени придется нагревать до максимальной температуры.

Более долговечными и надежными считаются бойлеры с баком, изготовленным из нержавеющей стали или имеющим титановое напыление.

Срок службы таких бойлеров доходит до 7-10 лет, но и у них имеются слабые места – это места сварок. Со временем именно там начинается процесс коррозии.

Время нагрева воды

Время нагрева воды в бойлере накопительного типа зависит от мощности нагревательного элемента.

Преимущество здесь имеют газовые накопительные водонагреватели, они в два раза мощнее электрических бойлеров того же объема. Также время нагрева зависит от количества ТЭНов.

Такие водонагреватели обладают некоторыми преимуществами перед другими моделями:

• Во-первых, при выходе одного ТЭНа из строя, бойлер не нуждается в срочном ремонте.
• Во-вторых, при одном включенном ТЭНе снижается нагрузка на электросеть.

Контроль нагрева воды осуществляется термостатом.

Для обеспечения безопасности пользования бойлером желательно, чтобы в дополнение к главному был установлен дополнительный термостат.

В идеале бак бойлера должен максимально долго удерживать тепло. Это достигается за счет теплоизоляционного слоя. Соответственно чем он толще, тем дольше сберегается тепло.

Как в магазине определить толщину теплоизоляции?

Если из двух водонагревателей одинакового объема один имеет больший размер, значит и толщина теплоизоляционного слоя у него больше.

Некоторые модели довольно долго сохраняют тепло, теряя в сутки от 5 до 7 градусов.

Часто большой бойлер трудно поставить в маленькой квартире. Тогда можно воспользоваться горизонтальной моделью накопительного бойлера, устанавливаемого под потолком. Он выйдет немного дороже, но ведь удобство превыше всего.

obogreem.net

Нагрев воды с помощью теплового насоса стоит втрое (!) дешевле нагрева

Экология потребления. Усадьба: Задача воздушных тепловых насосов – производство горячей воды, а их популярность с каждым сезоном становятся все больше. Нагрев воды с помощью теплового насоса стоит втрое дешевле нагрева воды бойлером.

Тепловые насосы используются в качестве элементов оборудования возобновляемой энергии, гарантируют обеспечение горячей водой на протяжении всего года вне зависимости от того, светит солнце на улице или пасмурно, загружен ли котел дровами и есть ли дешевый газ. Нагрев воды с помощью теплового насоса стоит втрое (!) дешевле нагрева воды бойлером (ТЭНом).

Задача воздушных тепловых насосов – производство горячей воды, а их популярность с каждым сезоном становятся все больше. Различные производители конструируют теплонасос и способ подачи воздуха по-разному.

Вы можете купить тепловой насос в комплекте с бойлером или накопителем горячей воды. Такие системы будут иметь от 80 до 300 литров запаса воды и доходит до 2 метров в высоту.

Другой тип теплонасосов – те, которые можно добавить к уже имеющимся теплообменникам в бойлерах. Такой тепловой насос занимает немного места и может поместиться практически в любом помещении, ведь размеры его иногда составляют менее 0,6 х 0,6 х 0,5 м. От того, какие бытовые привычки семьи, проживающей в доме, также зависит размер и объем бойлера. В среднем семье из 4 человек в сутки достаточно и 60-120 литров, но частые приемы ванн или души поднимают этот показатель до более 240 литров.

Забор воздуха, из которого потом «отбирается» тепло может производиться как во внутреннем помещении, так и извне. Отбор тепла из воздуха комнаты не существенно выстуживает помещения, потому как тепловой насос работает всего несколько часов в сутки. Лучше всего включать его в ночное время, когда тариф на электроэнергию меньше. Воздух с улицы можно забирать только до того момента, пока температура воздуха не достигнет минус 15-20 ° С, после этого следует включаться другое устройство, например, дровяной котел.

Воздушный тепловой насос не использует электроэнергию для нагрева горячей воды непосредственно, а только для поддержания работы компрессора, циркуляционного насоса и вентилятора.

Само тепло отбирается из воздуха, через первичный теплообменник доводит до кипения находящуюся под давлением жидкость теплового насоса, которая кипит при низкой температуре. Перегретый пар жидкости далее попадает в охладитель (конденсатор), где пар снова превращается в жидкость, выделяя тепло при этом. От этого тепла во вторичном теплообменнике подогревается вторичный теплоноситель, который идет в змеевик бойлера и отдает тепло холодной воде, при этом нагревая бойлер. Такой цикл повторяется снова и снова.

Для выработки 1 кВт тепла тепловым насосом потребляется 0,25-0,35 кВт * ч электроэнергии (для работы насоса, компрессора и вентилятора), а бойлеру, чтобы получить 1 кВт тепла нужно 1,05 кВт * ч электроэнергии (для работы электрического ТЭНа).

В среднем для подогрева 100 л воды в бойлере нужно 4,5-5,5 кВт * ч электроэнергии, а тепловой насос для этого процесса использует 1-1,5 кВт * ч электроэнергии. Заметим, что нагрев 100 л горячей воды с помощью газового котла или колонки сожгут около 0,6 кубометра газа. Таким образом, купив тепловой насос, Вы существенно сэкономите на отоплении и горячем водоснабжении. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтакте, Одноклассниках

econet.ru