Способы нагрева воды — какой выбрать?

Нагрев воды является неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и на протяжении веков люди использовали различные традиционные методы нагрева воды. Со временем эти методы эволюционировали, но они по-прежнему широко используются во многих частях мира. В этой статье мы рассмотрим основные способы нагрева воды.

Тепловой насос, камин с водяной рубашкой, газовый и масляный конденсационный котел. Каждый блок можно использовать для нагрева бытовой воды. Какую выбрать, чтобы нагреть воду наиболее экологичным способом?

Горячая вода так же необходима, как и отопление дома. Отопление дома потребляет в среднем несколько процентов энергии, необходимой для его отопления. Устройство и способы нагрева воды должно быть удобным в использовании и потреблять мало энергии. 

Горячая вода для бытового потребления, может быть приготовлена ​​в баке как в резерве, так и в проточном режиме, т.е. только при открытом кране. Первый, накопительный, доступен каждому, потому что здесь источником тепла может быть любой — котел любого типа, отдельный газовый обогреватель, тепловой насос, солнечные коллекторы, электронагреватель.

С другой стороны, мгновенный нагрев возможен только при использовании газа или электричества. Только устройства, питаемые от них, можно включать и выключать мгновенно, и при этом они достигают большой мощности. 

Это основной фактор, ограничивающий наше пространство для маневра. Если у нас еще есть из чего выбирать, мы должны знать преимущества и недостатки каждой из этих систем.

Способы нагрева воды — бак

Накопленная в баке вода нагревается с помощью змеевика, водяной рубашки и/или электрического нагревателя. Простой вывод — источником тепла может быть не только один, но и несколько одновременно. Такой тандем чаще всего представляет собой котел (любого типа) и солнечные коллекторы или твердотопливный котел и электронагреватель, используемый вне отопительного сезона.

Читайте также: Плоский или вакуумный солнечный коллектор — какие коллекторы выбрать?

Преимуществом резервуарной системы является ее универсальность и даже возможность расширения. Ведь мы можем купить бак с двумя змеевиками, использовать сначала один, а спустя время подключить к нему, коллекторы.

Кроме того, у нас есть запас воды, который можно использовать сразу в нескольких точках и в больших количествах, ограниченных размером резервуара. Это означает, что вы можете быстро наполнить большую ванну или использовать два душа одновременно, а также помыть посуду на кухне.

Кроме того, бак позволяет нам воспользоваться преимуществами так называемой циркуляции, т.е. циркуляции горячей воды в трубах между баком и местами использования, так что горячая вода выходит из крана сразу после включения.

Емкость бака варьируется от 5 литров (на умывальник) до 300 литров (для всего дома, работающего от солнечной энергии). Общее правило — 50 литров на одного жителя. Однако это правило работает только в том случае, если источником тепла является простой угольный или дровяной котел — без питателя или автоматики. Если бойлер может включаться в любое время и нагревать воду до того, как она закончится, объем обычно может быть меньше — около 120 литров для 4 человек.

Наиболее распространенные решения являются способы нагрева воды в баке. Тогда источник тепла может быть любым, или даже несколькими.

Вот на что следует обратить внимание — бак должен быть достаточно большим, чтобы заполнить самый большой резервуар ГВС, ванну. Однако есть простой способ увеличить количество горячей воды, если вы заранее знаете, что она вам понадобится. А именно, вы повышаете температуру воды в баке и смешиваете ее с холодной водой в местах использования до 40-45°C.

Конечно, системы хранения не лишены недостатков. Однако, как правило, они не слишком раздражают, если все спроектировано правильно. Прежде всего, необходимо найти место для бака, а не в каждом доме есть подходящее подсобное помещение.

Кроме того, емкость резервуара ограничена. Поэтому, если он слишком мал, душ может охладить его, и другому члену семьи придется ждать некоторое время, пока вода нагреется. Мощность змеевика может составлять несколько кВт, а газовый, масляный или даже угольный котел с питателем может начать нагревать воду еще до того, как она остынет. Электрические нагреватели требуют времени, поскольку имеют низкую мощность (1,5-2 кВт).

Потери тепла из накопительного бака и циркуляционных труб также неизбежны. Хотя это тепло просто согревает дом во время отопительного сезона, оно сохраняется и во второй половине года.

Потери можно уменьшить с помощью соответствующей теплоизоляции, но в местах, где мы иногда пользуемся горячей водой (например, в дополнительной ванной комнате для гостей) или наш образ жизни предполагает, что дом пустует много часов в день, постоянное отопление по требованию может быть более разумным.

Способы нагрева воды — проточный

Вода также может быть приготовлена проточным способом, т.е. по требованию только во время заполнения. Принцип прост — включение горячей воды включает прибор (бойлер или водонагреватель), а закрытие крана выключает его.

Система может быть централизованной, т.е. один котел или мощный нагреватель обеспечивает весь дом, или, наоборот, небольшие нагреватели в каждой точке использования. Первый вариант характерен для домов с двухфункциональными газовыми котлами, а второй — с электрическими нагревателями.

И поэтому у нас нет большого бака (что ценно для маленьких домов), и горячая вода никогда не кончается. К сожалению, есть и недостатки. Величина потока горячей воды напрямую зависит от мощности нагревателя, и для комфортного использования одного душа необходимо около 20 кВт.

В случае с электронагревателями это является серьезной проблемой, поскольку мощность подключения в частном доме обычно составляет около 15 кВт, а максимальная не превышает 40 кВт, но во многих местах вы не получите столько из-за высокой нагрузки на существующую сеть.

С газовыми котлами и плитами мы обычно можем позволить себе больше. Однако, если вместо дымохода над крышей мы установим вентиляционный дымоход и вытяжку через внешнюю стену, то предельная мощность котла составит 21 кВт.

Следует также помнить, что по современным стандартам для отопления нового дома площадью около 150 м2 не требуется котел мощностью в несколько кВт. Мощность газового котла для горячего водоснабжения может быть гораздо выше (оговаривается и устанавливается отдельно), но полной свободы здесь нет. Котел с очень большой мощностью для ГВС будет работать менее экономично для отопления здания, но это его основной расход газа.

Проточная подготовка воды означает, что потребление горячей воды ограничено. Чем больше кранов вы включаете, тем меньше воды получают все. Это проблема, особенно если вы смешиваете горячую и холодную воду, потому что соотношение между ними меняется, и в результате меняется температура воды, выходящей из крана. Лучше всего установить температуру ГВС на котле так, чтобы она вообще не смешивалась с холодной.

Потоковое нагревание означает, что циркуляция не может быть использована. Поэтому после включения крана приходится ждать горячей воды. Продолжительность времени зависит от длины труб, по которым будет сливаться вода, и времени, необходимого для нагрева самого теплообменника в бойлере или водонагревателе.

Поэтому в некоторых приборах можно активировать так называемый комфортный режим. Это означает, что теплообменник в котле все еще нагревается и может сразу же выдавать горячую воду. Однако это промежуточное решение.

Комбинированный бойлер нагревает воду в потоке, поэтому нет возможности ее циркуляции. Проблему можно решить, добавив последовательно резервуар ГВС с электрическим нагревателем.

Когда же рекомендуется использовать проточную систему? В первую очередь в домах, где все точки горячего водоснабжения расположены близко к бойлеру и нет много места для водонагревателя. Это даже вариант с газовым котлом на кухне и ванной за стеной или выше на следующем этаже.

Способы нагрева воды — проточный из небольшого бака

На рынке появляется все больше комбинированных газовых котлов, т.е. проточных водонагревателей, но при этом оснащенных накопительным баком для горячей воды емкостью несколько десятков литров. Эта комбинация имеет смысл, поскольку позволяет:

• уменьшить частоту запусков котла, так как при низком потреблении воды из бака ее достаточно;
• обеспечивают стабильный поток воды даже при заборе из нескольких точек;
• использовать контур горячей воды для бытовых нужд;
• обеспечить любое количество воды при повышенном потреблении (т.е. подготовленная водопроводная вода).

Способы нагрева воды — защита от ошпаривание

Горячая вода должна быть безопасной и комфортной для использования. Для этого его температура не должна быть ни слишком низкой (неудобство), ни слишком высокой (риск ошпаривания).

Проблема слишком высоких температур касается установок с солнечными коллекторами и котлов на твердом топливе без автоматики. Оба эти источника тепла в некоторой степени неконтролируемы, и температура воды может значительно повыситься.

Читайте также: Современные твердотопливные котлы

Однако эта проблема легко решается установкой термостатического смесительного клапана на выходе из резервуара. Если температура воды в баке не превышает установленного значения, например 45°C, через клапан будет поступать только горячая вода.

Если она выше, клапан смешает ее с холодной, так что когда она попадет в кран, ее температура будет равна 45°C. Термостатические краны работают по тому же принципу, но их необходимо больше, что означает значительные затраты.

Система немного сложнее, если вы хотите иметь циркуляцию, но это не является большой проблемой. Покажем на чертеже, как должно выглядеть расположение соединений. Обратите внимание, что таким образом можно также подключить циркуляционный контур к баку без дополнительного циркуляционного соединения.

Термостатический смесительный клапан защищает от ожогов, если вода в баке слишком горячая. 
Он должен быть обязательным в установках с солнечными коллекторами.

Способы нагрева воды — циркуляция

Циркуляция — это способ повысить комфорт и в некоторой степени сэкономить воду. Он позволяет горячей воде течь из крана сразу после его включения, не позволяя остывшей воде стекать по трубам. Это связано с тем, что водоразборные точки (или перегородки) соединены с баком дополнительной трубой, создавая тем самым контур, в котором может циркулировать вода. Чтобы привести его в движение, необходим насос

Но вам не нужно беспокоиться о потреблении энергии. Мощность современных циркуляционных насосов составляет всего около 5 Вт. Кроме того, потери тепла при циркуляции воды очень малы, если трубы покрыты толстой теплоизоляцией, а сам насос не должен работать круглосуточно. Хорошим решением будет простой таймер, выключающий его на ночь и в середине дня, когда вас нет дома.

Следует сразу отметить, что циркуляция не всегда необходима. В установках, где все точки потребления находятся близко к котлу (2-3 м), его отсутствие не будет доставлять неудобств.

Но если расстояния больше, то ожидание горячей воды просто утомительно, а слив остывшей воды просто расточителен и неоправданно увеличивает количество сточных вод. Хуже всего приходится тем, кто купил двухфункциональный бойлер (т.е. тот, который нагревает воду потоком), хотя его точки сбора находятся далеко. Расходы здесь не приведены.

Однако это можно сделать просто, не вмешиваясь в работу самого котла. Небольшой электронагреватель емкостью 5 литров должен быть подключен последовательно, т.е. между бойлером и точками водозабора. На это влияет не холодная водопроводная вода, а горячая вода, нагреваемая бойлером.

Этого объема воды достаточно для циркуляции, а затраты на электроэнергию для ее нагрева и потери во время простоя будут небольшими. Их можно еще больше снизить, если добавить слой изоляции к стандартному баку и поместить его в замкнутое пространство в теплом помещении, например, в шкаф под раковиной. Бак должен находиться как можно ближе к котлу, чтобы в него не попадала вода, остывшая в трубах.

Если вы используете водонагреватели мгновенного действия, установленные непосредственно в ванной комнате, охлаждение воды в трубах не происходит. Поэтому циркуляция не требуется.

Температура воды должна быть установлена на приемлемый минимум, без смешивания с холодной, например, 30°C. В свою очередь, температура воды, приготавливаемой бойлером, должна быть хотя бы на несколько градусов выше (не менее 35°C).

В такой системе вода, нагретая электричеством в баке, при скорости, превышающей скорость мытья рук, будет быстро заменена водой, нагретой бойлером. Электронагреватель не включится, потому что бак будет заполнен водой с температурой выше, чем температура, установленная на его термостате.

Следует отметить, что при установке электронагревателей непосредственно в местах использования эта проблема не возникает. Тогда вода не будет оставаться в трубах, и циркуляция не потребуется.

Камин с рубашкой

Для нагрева воды можно использовать камин с водяной рубашкой. Существует два варианта этой системы: камин может нагревать воду проточным способом (горячая вода доступна только в том случае, если камин горит) или с помощью резервуара для хранения.

Последнее удобнее, так как позволяет использовать горячую воду в течение нескольких часов после тушения камина. Камин с водяной рубашкой лучше всего использовать в сочетании с другим устройством, которое запускается автоматически, когда огонь гаснет, а также нагревает воду в теплые месяцы, когда камин не используется.

Конденсационный котел

Для подогрева воды можно также использовать газовый или масленый котел центрального отопления, предпочтительно конденсационный. Конденсационные котлы, благодаря специфике своей работы, потребляют меньше топлива, производя такое же количество тепла, что и традиционные котлы.

Их эффективность даже на несколько процентов выше. Наиболее экономичными считаются конденсационные котлы на природном газе, следующими по списку являются котлы на сжиженном газе, закрытые котлами на жидком топливе. Конденсационные котлы сконструированы таким образом, что выделяют мало загрязняющих веществ, поэтому они не представляют риска.

Отопление дома потребляет в среднем несколько процентов энергии, необходимой для его отопления. Выбрав правильный прибор — удобный в использовании, экологически чистый, энергосберегающий — вы сможете значительно сэкономить.

Способы нагрева воды — тепловой насос

Тепловые насосы становятся все более популярными в качестве водонагревателей. Эксплуатация теплового насоса — самая дешевая, но ассоциируется с самыми большими инвестиционными затратами.

Чаще всего к устройству подключается отдельный резервуар, который питается энергией от насоса, одновременно работающего в системе центрального отопления. Насос может быть оснащен встроенным накопительным резервуаром, который устанавливается в его корпус.

Такие компактные устройства, как правило, имеют небольшую мощность, поэтому они используются в установках с низкой мощностью нагрева. Инвесторы часто выбирают тепловые насосы, которые служат только для нагрева воды. В этом случае основным источником отопления является традиционный котел, а насос используется только для подогрева воды.

Как сделать самодельные солнечные коллекторы

Солнечная энергия — это чистый, возобновляемый и устойчивый источник энергии, который можно использовать с помощью солнечных панелей. Однако покупка солнечных батарей может стоить дорого, и не каждый может себе это позволить. 

Читайте также: Принцип работы солнечного коллектора

Именно здесь на помощь приходят самодельные солнечные коллекторы, которые можно сделать из легкодоступных материалов и за меньшую стоимость. В этой статье мы расскажем, как сделать самодельные солнечные коллекторы, и приведем примеры затрат и экономии.

Необходимые материалы:

• Алюминиевая фольга
• Клей
• Черная краска
• Изоляционный пенокартон
• Плексиглас или лист стекла
• Медные трубы
• Насос
• Резервуар
• Шланги
• Винты и кронштейны

Инструкции:

• Постройте каркас коллектора, используя изоляционную пенопластовую плиту. Глубина каркаса должна составлять около 8 см, а размер может быть изменен в соответствии с имеющимся пространством.
• Обклейте внутреннюю сторону рамы алюминиевой фольгой, блестящей стороной внутрь, и приклейте ее к раме.
• Покрасьте фольгу черной краской, чтобы увеличить поглощение солнечной энергии.
• Отрежьте и согните медные трубы в соответствии с размерами коллектора. Эти трубы будут использоваться для циркуляции воды.
• Прикрепите трубы к внутренней стороне коллектора с помощью винтов и скоб, убедившись, что они хорошо прилегают к фольге.
• Подсоедините трубы к насосу и резервуару с помощью шлангов. Насос будет циркулировать воду по трубам, а бак — хранить горячую воду.
• Накройте верхнюю часть коллектора листом оргстекла или стекла, убедившись, что он плотно закрыт, чтобы предотвратить утечку воздуха.
• Поместите коллектор в солнечное место и подключите его к водонагревателю.

Затраты и экономия:

Стоимость изготовления самодельного солнечного коллектора может варьироваться в зависимости от используемых материалов и размера коллектора. Вот пример стоимости материалов для коллектора размером 120 х 240 см:

• Алюминиевая фольга — $20
• Клей — $10
• Черная краска — $15
• Изоляционный пенокартон — $30
• Плексиглас или лист стекла — $50
• Медные трубы — $60
• Насос — $70
• Резервуар — $100
• Шланги — $20
• Винты и кронштейны — $15
• Общая стоимость: $370

Однако экономия от использования самодельного солнечного коллектора может быть значительной. Если предположить, что средняя семья использует 30 литр горячей воды в день, то вот примерная оценка потенциальной экономии:

• Расходы на электрический водонагреватель в месяц: $50
• Стоимость газового водонагревателя в месяц: $30
• Экономия от использования солнечного коллектора в месяц: $20-40

Исходя из этих оценок, самодельный солнечный коллектор может окупиться менее чем за 2 года и обеспечивать экономию в течение многих лет.

Следует отметить, что изготовление самодельных солнечных коллекторов — это экономически эффективный способ использования солнечной энергии и сокращения счетов за электроэнергию. 

Следуя приведенным инструкциям и подбирая размеры и материалы в соответствии с вашими потребностями, вы сможете создать устойчивый источник горячей воды для вашего дома.

Найдите всё, что нужно! Лучшие предложения и самые выгодные цены!

Как сделать самодельные электрические нагреватели воды

Электрические водонагреватели — это удобный и эффективный способ нагрева воды в вашем доме. Однако купленные в магазине модели могут быть дорогими, а их энергопотребление может быстро увеличиться. 

Создание собственного электрического водонагревателя может быть экономически эффективным решением, а при наличии необходимых инструментов и материалов это можно сделать довольно легко.

Для начала вам понадобится нагревательный элемент, который можно приобрести в Интернете или в хозяйственном магазине. Также вам понадобится емкость для хранения воды, например, большое ведро или бочка, и базовые знания об электропроводке.

Первый шаг — просверлить отверстие в емкости и вставить нагревательный элемент. Затем подключите проводку к нагревательному элементу и источнику питания. Важно соблюдать правила электробезопасности, например, использовать розетку с заземлением и надевать резиновые перчатки.

Как только подключение будет завершено, наполните емкость водой и включите питание. Вода начнет нагреваться, и вы можете следить за ее температурой с помощью термометра. Важно не перегреть воду, так как это может быть опасно и привести к повреждению нагревательного элемента.

Существуют и более сложные конструкции электрических водонагревателей, например, использование нескольких нагревательных элементов или создание системы с термостатом для регулирования температуры. Однако такие проекты требуют более глубоких знаний в области электротехники, и их следует выполнять только опытным мастерам.

С точки зрения стоимости, создание собственного электрического водонагревателя может быть значительно дешевле, чем покупка модели в магазине. Базовый нагревательный элемент может стоить всего $10, а контейнер часто можно использовать из уже имеющихся дома предметов. 

Кроме того, благодаря возможности контролировать температуру и потребление энергии, вы сможете со временем сэкономить на коммунальных платежах.

В целом, создание собственного электрического водонагревателя может стать интересным и полезным проектом «сделай сам». Только не забудьте соблюдать технику безопасности и проконсультируйтесь с профессионалом, если у вас есть сомнения в своих навыках электрика.