Подключение водонагревателей
Что касается монтажа, то самый важный момент на первоначальном этапе - это внимательное отношение к выбору материалов обвязывающей арматуры, то есть того, что присоединяется непосредственно к патрубкам водонагревателя,особенно если монтируется водонагреватель электрический. В этом случае необходимо обратить внимание на электростатическую и электрохимическую коррозию.
Электростатическая коррозия может возникнуть на границе соприкосновения разнородных металлов, например, в месте соединения стального бака и медных труб, или наоборот. Если вода нагревается трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), а это 99% всех электрических водонагревателей, то при работе ТЭНов возникает электромагнитное поле, которое служит инициатором электростатической коррозии между разнородными металлами. Для гидравлической обвязки водонагревателя необходимо выбирать фитинги и трубы, соответствующие материалу присоединения. Универсальными для обвязки являются различные пластиковые трубы (ПВХ, полипропилен, полибутилен и пр.), но надо внимательно отнестись к выбору фитингов для соединения этих труб: они тоже должны быть однородны по составу с соединениями водонагревателя.
Электрохимическая коррозия возникает, если расходная вода, проходящая через водонагреватель, имеет высокую степень концентрации анионов и ионов, но это скорее проблема водоподготовки, нежели монтажа. Однако если вопросы водоподготовки в этом случае не решены, то срок службы водонагревателя быстро сокращается.
Если водонагреватель изготовлен из нержавеющей стали, то внутренней поверхности ничего не грозит, но при этом начинают быстро корродировать сами ТЭНы. Использование ТЭНов из нержавеющей стали позволяет продлить срок службы водонагревателя. В накопительных водонагревателях для защиты ТЭНов и бака (если он сделан не из нержавеющей стали) используют жертвенные аноды, в основе которых содержится магний. Для нержавеющих накопительных водонагревателей применяют алюминиевые жертвенные аноды. Алюминиевые или магниевые аноды имеют сплавную композицию из нескольких металлов, но они названы так по наибольшему количеству металла в них.
Вышеописанная система защиты позволяет потребителю частично игнорировать предварительную водоподготовку для ГВС. Все вышесказанное справедливо для реконструкции узла ГВС при использовании воды из альтернативного источника - собственной скважины или колодца.
Подключение проточных водонагревателей
Проточные коммерческие нагреватели используются достаточно часто там, где есть мощности для обеспечения пикового водопотребления. Компактные электрические проточные водонагреватели, как правило, имеют мощность не выше 45 кВт, обеспечивая таким образом лишь до 1000 л/ч горячей воды для потребителей. Но эти водонагреватели широко применяются из-за своих компактных размеров и вполне достаточной для нужд ГВС в кафе, ресторанах, спортзалах и фитнес-центрах производительности. Они обеспечивают прямой подогрев воды для 6-8 душевых кабин, поэтому могут использоваться и на небольших производствах. Их монтаж достаточно прост. К входному патрубку подключается холодная сетевая вода, а выход подключается к потребителям.
Электрическая часть проточного нагревателя включается по трехфазной схеме и защищается автоматическим выключателем с соответствующим номинальным током 45 кВт = 70 А. По требованиям безопасности дополнительно необходимо подключить дифференциальную защиту чувствительностью не более 25 мА - устройство защитного отключения (УЗО), обеспечивающее отключение водонагревателя при снижении сопротивления изоляции фазных присоединений. Это очень важный вопрос, имеющий отношение к безопасности работы, так как встроенный в теплообменник электронагреватель напрямую контактирует с расходной горячей водой. Кроме того, необходимо обратить внимание на трубы и фитинги. Соответствие их должно быть как по материалу, так и по температурным параметрам горячей воды на выходе.
Если затронуть энергосбережение при использовании проточных водонагревателей, то есть два главных правила.
1. Необходимо по возможности приблизить водонагреватель к месту потребления горячей воды, чтобы не терять тепло на длинном участке труб до потребителя.
2. Если это невозможно, надо заизолировать горячие трубы. Если потребления горячей воды нет, то вода в трубе остывает до комнатной температуры и соответственно она будет потеряна потребителем, когда он откроет кран и будет дожидаться горячей воды. За день эти потери, выраженные в потребляемой мощности, могут составить несколько киловатт-часов.
Если проточный водонагреватель имеет отключение при достижении горячей водой максимальной температуры (или оборудован предохранительным термостатом), можно при монтаже организовать контур циркуляции (как правило, такой ограничительный термостат есть на всех электрических проточных нагревателях известных производителей). Тогда даже самому удаленному потребителю горячая вода будет подаваться немедленно при открытии крана.
Циркуляционный контур - это некоторые дополнительные затраты, но одновременно фактор энергосбережения. Дополнительные расходы при монтаже данного контура включают в себя стоимость трубы длиной от последнего потребителя до водонагревателя, циркуляционного насоса минимальной мощности и работ по монтажу циркуляционного контура.
Но такие дополнительные затраты при большом удалении водонагревателя от потребителя окупаются безусловно быстро. Возврат циркуляционной воды необходимо совместить с подводом холодной воды через обычный тройник. И когда водопотребление отсутствует, возвратная циркуляционная вода подается на вход водонагревателя и, подогреваясь, движется по циркуляционному контуру. Она греется до тех пор, пока не сработает ограничительный термостат.
Если для прямого нагрева воды используются пластинчатые теплообменники, подключенные к котлам большой мощности, то главные принципы гидравлической обвязки и энергосбережения остаются теми же.
Подключение накопительных водонагревателей
Поскольку накопительные водонагреватели используются чаще всего в схемах, где применяются все принципы энергосбережения, то и вариантов гидравлической обвязки здесь настолько много, что стоит остановиться только на главных. Однако вышеуказанные рекомендации по предварительной водоподготовке, превентивным мерам против коррозии в момент монтажа и по безопасности электрического подключения остаются прежними.
При прерывистом графике пиковых нагрузок накопительные водонагреватели незаменимы. Практически промежуточное время между пиковыми нагрузками есть у всех потребителей горячей воды, кроме технологических нужд. Маленькой мощностью в ночное время в течение 6-7 ч подготавливается большой пиковый водоразбор.
Накопительные водонагреватели могут аккумулировать большое количество энергии в виде горячей воды высокой температуры при использовании для водоподогрева мощности, в несколько раз меньшей, чем потребовалось бы при прямом проточном нагреве. Эффективная теплоизоляция накопительного водонагревателя позволяет не терять это тепло. Таким образом, практически на любых объектах, где график потребления горячей воды имеет циклический характер, использование накопительных водонагревателей наиболее выгодно.
Монтажные схемы гидравлической обвязки прежде всего должны быть предусмотрены проектом (если таковой необходим) или хотя бы исполнительной документацией, где точно в соответствии с поставленной задачей выбраны как накопительный объем, так и мощность греющей части. Накопительный объем, как правило, выбирается из учета пикового часа, а нагревающая часть должна обеспечивать ежечасный в не пиковый разбор плюс подогрев воды до пикового водопотребления. Необходимо знать время между пиковыми водопотреблениями. Исходя из вышесказанного понятно, что количество накопительных водонагревателей может быть больше единицы и соответственно число монтажных схем может быть бесконечное большим. Но при всем их многообразии есть всего лишь две принципиальные схемы:
Очевидно, что накопители могут быть прямого нагрева (электрические погружные ТЭНы) и косвенного (через встроенный или внешний теплообменник), но тип энергоносителя в вопросе гидравлической обвязки не столь важен.
Рекомендации по эксплуатации накопительных водонагревателей в жесткой воде
Оседание солей на нагревающий элемент водонагревателя прямо пропорционально температуре нагрева. В конце концов нагреватель (как правило ТЭН) зарастает накипью, уменьшается его теплоотдача и как следствие происходит перегрев системы и выход ее из строя. В этом случае приходится менять ТЭНы.
В качественных водонагревателях электрическая мощность нагревательной части разделена на несколько нагревателей - ТЭНов, встроенных в накопительный водонагреватель, с шагом 5-7 кВт. То есть при необходимости заменяется только вышедший из строя ТЭН, а не вся нагревающая часть полностью. Не реже одного раза в год рекомендуется извлекать и проверять трубчатые электронагреватели на предмет зарастания накипью. Правильными превентивными мерами в случае использования жесткой воды является установка термостата на нагрев не выше +65 °С. Дело в том, что при более высокой температуре оседание накипи происходит уже не в прямой зависимости, а в квадратичной. Поэтому установка температуры не более чем на +65 °С позволяет продлить межсервисный срок эксплуатации.
Есть еще один способ избежать нежелательного воздействия накипи на электрические нагреватели - использовать косвенный нагрев. То есть электрический нагреватель греет замкнутый контур, который подогревает расходную горячую воду. Решений здесь достаточно много, в том числе выбор бака с встроенным теплообменником, использование внешнего пластинчатого теплообменника и особой серии аккумулирующих водонагревателей - накопительных баков расходной горячей воды, погруженных в закрытый полубак с ТЭНами, которые греют воду под аккумулятором расходной горячей воды по типу водяной бани, то есть жесткая подогреваемая расходная вода не контактирует с ними.
© ЗАО Кей Си Групп. Все права защищены
