Принцип работы проточного водонагревателя

Комфорт в быту — основа нормальной жизни человека, поэтому без наличия горячей воды нам уже неуютно. Ремонты теплотрасс в осенне-зимний период и следующие за ними отключения горячего водоснабжения на неделю заставляют греть воду на печке. Современное решение проблемы – установка проточного водонагревателя. Это компактное устройство обеспечит горячей водой семью в любое время суток и в необходимом количестве.

Преимущества проточного водонагревателя

Проточник отличается от бойлера тем, что нагревает воду не постепенно, а сразу, — за то короткое время, что она через него протекает. Такой принцип позволяет выиграть в следующем:

• Большой бак с толстой теплоизоляцией не нужен, так что водонагреватель представляет собой небольшое изделие, для которого легко можно найти место даже в самом тесном помещении.
• Из предыдущего пункта вытекает снижение стоимости прибора.
• По причине небольших габаритов и массы проточный водонагреватель гораздо проще устанавливается, чем бойлер.
• Горячую воду проточник может поставлять без перерывов и сколь угодно долго. В случае же с бойлером после того, как будет израсходован запас нагретой воды (к примеру, пользователь принял душ или наполнил ванну), приходится ждать достаточно долго нагрева новой порции.
• Производимое проточником тепло тут же расходуется по назначению, в то время как бойлер, пребывающий в режиме ожидания со значительным запасом горячей воды, даже при самой толстой теплоизоляции часть тепла теряет.

Но нельзя не отметить и некоторые особенности таких приборов:

• Нагрев воды в проточном режиме требует значительной мощности. Самые слабенькие из проточников потребляют 3,5 кВт электричества. Более мощные аппараты — 5 или 7 кВт. Обычная квартирная проводка на такую нагрузку, как правило, не рассчитана (за исключением домов с электроплитами), поэтому приходится тянуть от распредщита отдельный провод. В этом отношении проточники проигрывают бойлерам, которые в большинстве своем могут включаться в обычную розетку.
• Можно отметить и повышенную опасность поражения током, обусловленную сочетанием высокой электрической мощности и присутствия воды. Правда, производители предусматривают на сей счет меры безопасности (об этом ниже).
• Даже при мощности в 7 кВт производительность проточного водонагревателя оставляет желать лучшего. Изготовители указывают очень заманчивые цифры — от 3 до 5 л/мин, но нужно понимать, что при таком расходе из водонагревателя будет литься отнюдь не кипяток.

Реально оценить производительность проточного водонагревателя поможет простая формула из школьного курса физики:

Q = c * m * dT,

Где

• Q — мощность водонагревателя, Вт;
• С — теплоемкость воды, принимаем с = 4200 Дж/кг*

  0

  С;

• M — масса воды, протекающая через прибор за 1 сек, кг/сек (это то же самое, что л/сек, поскольку 1 литр воды весит 1 кг);
• dT — разность температур,

  0

  C.

При прохождении через проточный водонагреватель вода нагревается моментально

Из приведенной формулы определяем секундную производительность:

M = Q / (c * dT).

Нетрудно подсчитать, что в зимнее время, когда температура воды в водопроводе падает до +7С, проточник мощностью 7 кВт сможет подогревать ее до +40С (температура, комфортная для принятия душа) с производительностью:

M = 7000 / (4200 * (40 – 7)) = 0,05 л/сек = 3 л/мин.

Не так уж много, если учесть, что обычно расход воды для душа составляет 5 – 6 л/мин. Бойлер же может обеспечить любую производительность, хотя и в течение ограниченного времени.

Таким образом, для постоянного применения более практичным можно считать бойлер, то есть накопительный водонагреватель. Если же прибор нужен для того, чтобы перебиться непродолжительное время без централизованного горячего водоснабжения, более целесообразной будет покупка проточника.

Описание оборудования

Прибор питается от электричества. Поэтому относится к электрическому типу водонагревателя. Принцип работы проточного электрического водонагревателя – это нагрев жидкости во время ее движения. Устройство компактное. Нагрев происходит мгновенно, без накопления ее в резервуаре. Часто монтируется на дачах, в местах, где использование жидкости происходит не часто.

Конструкционно проточная модель состоит из малообъемной колбы. Внутри ее находится ТЭН. Имеются два патрубка с резьбовыми соединениями: на вход холодной воды и на выход горячей. Когда включается в сеть устройство, реле давления срабатывает. Устройство проточного водонагревателя позволяет жидкости, поступая в колбу нагреваться там до определенной температуры и двигаться дальше к точкам потребления. Время нагрева жидкости в пределах 1 минуты.

Чрезмерный нагрев, процесс включения и выключения прибора регулируется при помощи реле и датчиков.

Для соблюдения правил безопасности, перед тем как начнет работать проточный электрический водонагреватель, соединяется конструкция с контактами-земля проводки.

Количество точек потребления зависит от мощности модели. Он устанавливается как для одного потребителя, так и разбрасывается разводка к нескольким потребителям горячей воды.

Разделение на виды

• Если прибор подает горячую воду на несколько точек потребления, то это проточный напорный нагреватель. Для его качественной работы необходимым условием будет в подающем водопроводе высокое давление.
• Если прибор обслуживает одну точку, то это безнапорный нагреватель. Для его работы высокого напора не требуется. Место его монтажа находится вблизи точки потребления. Производителями выпускаются модели безнапорного прибора с краном в нижней части. Его нельзя устанавливать на трубопровод с повышенным давлением. Это приведет прорыву его рабочей оболочки.

Эти два вида могут иметь разные нагревательные элементы:

• нагрев ТЭНом. Если вода в водопроводной системе отличается повышенной жесткостью, то элемент быстро выходит из строя;
• элемент нагрева – неизолированная спираль. Не страдает от накипи, но повредить элемент могут воздушные пробки в водопроводной системе.

По принципу регулирования температурного режима нагревательный прибор бывает:

• прибор гидравлический. Тумблер переключения режимов работы находится на корпусе водонагревателя. Проводится переключение в ручном режиме. Надежность и простота – положительное качество модели;
• электронная модель. Температура на выход выставляется один раз. Она остается постоянной пока не появится необходимость изменить ее показатель.

Важный показатель, который описывает работу прибора – это его производительность. Он отражает способность бойлера нагревать воду до нужной температуры в определенном объеме за 60 секунд. Если потребительская точка не одна, то нужен проточный водонагреватель большой производительности.

Положительные и отрицательные стороны использования

Технические характеристики нагревателя подскажет его преимущества:

• Количество воды для нагрева не ограниченное.
• Мгновенный нагрев для потребления.
• Компактность оборудования. Для его установки не требуется много места.
• Жидкость в емкости не застаивается.
• Доступность среднему покупателю.

Отрицательные стороны в использовании:

• В зимние месяца жидкость не нагревается до высокой температуры.
• Необходимо провести прокладку мощной электропроводки.

Гидравлический монтаж и подключение водонагревателя

Работы по установке устройства нагрева воды проточного типа всегда начинают с гидравлического монтажа, так как перед подключением к электрической сети его нужно заполнить водой и прогнать воздушные пробки.

Схема монтажа безнапорного проточного водонагревателя отличается от схемы установки напорного устройства своей простотой и легкостью исполнения, поскольку прибор предназначен для работы только одной точки водопровода и к нему не подводят горячую воду, а только холодную. Такие работы доступны даже неспециалисту, выполнить их можно собственноручно.

Схема обвязки бытовых водонагревателей.

Располагают устройство непосредственно возле душа или крана, где будут пользоваться нагретой водой, крепко закрепляя его на стене. При его подключении к металлической трубе холодной воды нужно использовать только диэлектрическую пластиковую втулку, входящую в комплект устройства, для соблюдения безопасности.

Схема правильного гидромонтажа проточного водонагревателя предполагает на входе холодной воды смеситель или запорный кран, соединенный с корпусом прибора коротким спиральным шлангом, а на выходе из корпуса уже подогретой воды — только длинный спиральный шланг, прикрепленный к ручке душа. Установка запорных кранов на отрезке проточник-душевая лейка — схема неправильная и недопустимая.

При монтаже нельзя заменять комплектующие материалы — душевую насадку или специальный смеситель — на какие-либо другие, так как они специально разработаны для нормирования расхода воды и ее нужного разогрева. По окончанию гидравлического монтажа через водонагреватель прогоняют воду, избавляясь от шариков воздуха, и приступают к его подключению к сети.

Схемы разводки водопровода для подключения водонагревателя.

Схема электроподключения включает прокладку отдельного кабеля от электрощитка. На этой линии в щитке устанавливают электроавтомат, соответствующий энергопотреблению нагревательного прибора и УЗО на силу тока 30 мА. Для маломощного водонагревателя, который будет подключаться однофазно к сети 220 В, подойдет трехжильный кабель (фаза, ноль, заземление). Если же устройство нуждается в трехфазной сети напряжения 380 В, электрический кабель должен быть 4- или 5-жильным в зависимости от модели нагревателя и наличия либо отсутствия нулевой клеммы (пять проводов — это 3 провода фаз, заземление, ноль).

Площадь сечения медной жилы, требуемая для максимальной мощности конкретного прибора, рассчитывается исходя из того, что 1 кВт обеспечивается сечением в 0,7-1 мм² каждой жилы. Перед подключением для обеспечения надежности контакта провода желательно еще и облудить при помощи паяльника.

По окончанию всех работ, убедившись, что из водонагревателя изгнаны воздушные пробки, включают на щитке электроавтомат и пользуются постоянно присутствующей в доме горячей водой.

Как устроен проточный бойлер

Прибор отличается от накопительного устройства только отсутствием бака для скопления воды. В корпусе расположен проточный ТЭН, сквозь который проходит поток воды. Он быстро нагревается, что позволяет получить горячую воду сразу, как только открыли кран.

Внутри корпуса находятся:

• ТЭН в защитном корпусе. Чаще всего это трубка из пластика или латуни. Преимущество такого нагревателя — неподверженность накипи.
• Регулятор мощности. Переключает работу между ТЭНами, представляет собой кнопку.
• Реле и датчики. Последние отвечают за температуру нагрева, контроль количества жидкости, защиту от включения без воды. Реле срабатывают при превышении температуры, отключая ТЭН.

Рассмотрите электрическую схему работы бойлера «Термекс»:

Какой водонагреватель выбрать – накопительный или проточный?

Если к вопросу нагрева воды вы решили подойти основательно, то лучше пойти на затраты и выбрать накопительный водонагреватель (ссылки в начале статьи).

Запланировали через час покупаться и помыть посуду – включили его, помылись-побрились, и выключили. И вода ещё долго (несколько часов) будет остывать, её можно использовать, не расходуя электричество.

Если же нужна горячая вода здесь и сейчас, или ограничены в средствах, или некуда ставить этот огромный бак – то конечно, лучше выбрать компактный, проточный водонагреватель. Но тут надо особо подойти к электропитанию, о чём будет сказано ниже.

Места подключения – безнапорный и напорный варианты проточного нагревателя

По способу подключения к водопроводной магистрали проточные нагреватели воды разделяются на две группы.

Безнапорные водонагреватели

Системы нагрева этой группы не подключаются к магистрали напрямую. Они предназначены для обслуживания только одной точки раздачи воды. Вода поступает в безнапорное устройство через уже установленный кран или смеситель. Такой нагреватель не подвергается магистральному давлению воды, и давление в нем не превышает атмосферного. На выходе безнапорный нагреватель снабжен собственным поворотным изливом или душевым шлангом, или комбинацией обеих насадок.

Выпускаются разные варианты исполнения таких приборов:

• Отдельный корпус нагревателя, крепящийся рядом с краном раковины или душа.

Безнапорный водонагреватель с комбинацией крана и душевого шланга на выходе

• В виде нагревательной насадки, крепящейся к крану. Недостаток – немалые размеры такой насадки не позволяют использовать ее на низких кранах.
• Кран с уже встроенным в его корпус нагревателем.

Кран с встроенным электронагревателем

Как правило, безнапорные модели имеют небольшую мощность (3–7 кВт), что достаточно для обеспечения горячей водой одного места раздачи. Можно смонтировать подключение безнапорника к двум разным кранам или смесителям, как показано на схеме.

Схема подключения безнапорного проточного нагревателя к двум точкам

Но применение по такой схеме безнапорного устройства вряд ли позволит обеспечить достаточный нагрев при одновременной работе обоих смесителей – мощности не хватит. А при поочередной работе схема вполне жизнеспособна.

Для работы нагревателя необходимо подключить его к электросети. Малая мощность потребления не требует особых схем подключения с защитными устройствами. Достаточно включить его в розетку стандартной домашней проводки. Современные модели безнапорников оборудуются защитными клапанами, отключающими нагрев при падении давления воды.

Простота подключения безнапорных нагревателей воды и их небольшая мощность позволяет применять их в качестве временных устройств в периоды отключения горячей воды или же в местах временного проживания. Их применение оправданно в одном-двух местах подключения на летних дачах – на кухонной мойке и в летнем душе. Если же требуется постоянный нагрев воды на протяжении года, лучше использовать напорный вариант.

Напорные проточные водонагреватели

Нагреватели этого типа способны нагревать воду для нескольких точек выхода, чего достаточно для полноценного обеспечения горячей водой квартиры или всего загородного дома. По сути, это небольшая нагревательная система, поэтому напорные водонагреватели иногда называются системными.

Напорное устройство врезается в основную магистраль подачи воды – в стояк холодной воды в домах с центральным водопроводом или после насосной станции в загородных домах с собственным водоснабжением.

Все фильтры, обеспечивающие чистоту воды, должны подключаться до поступления воды в напорный обогреватель. После выхода из обогревателя идет разводка водоснабжения на все точки потребления. Включение нагрева происходит только при потреблении воды – по сигналу датчика, реагирующего на поток воды. Выход системы на требуемый режим нагрева занимает 1–2 минуты.

Если напорная система устанавливается в доме, где уже есть горячее водоснабжение, для подстраховки на случай его отсутствия, то схема подключения должна обеспечивать быстрое переключение с одного источника горячей воды на другой.

Схема проточной напорной системы, позволяющая переключать источник горячего водоснабжения с центрального на внутренний

Одновременный нагрев воды для нескольких точек потребления требует соответствующей мощности нагревательных элементов. Для однофазной электросети напряжением 220 В напорники выпускаются с мощностью до 12 кВт. Работа более мощных систем (до 25 кВт) требует наличия трехфазного напряжения в 380 В. Подключение таких устройств должно проводиться специалистами.

Но даже для подключения мощного прибора в однофазном варианте сети необходимо предусмотреть защиту от перегрузок. Желательно применение устройства защитного отключения (УЗО) и дополнительного автомата, контролирующего линию фазы.

Схема электрического подключения проточного водонагревателя в однофазную сеть

Помимо защиты нужна и соответствующая электропроводка, способная выдержать ток, потребляемый мощным проточным нагревателем. Как правило, приходится для работы проточной системы монтировать отдельную линию электропотребления. В домах, где уже установлены электроплиты, можно в крайнем случае воспользоваться их линией питания. Но в этом случае работа электроплиты и водонагревателя возможны только по отдельности.

Устройство и схема водонагревателя Thermex Stream

Термекс Стрим устроен попроще, вот фото его внутренностей:

Termex Stream внутреннее устройство

В Стриме схема упрощена – нет реле. Датчик наличия потока воды (датчик протока, датчик давления) как обычно предохраняет от сухого хода, термореле – от перегрева.

Вот схема водонагревателя из инструкции:

Схема проточного водонагревателя Termex 500 700 Stream

Краткий обзор популярных моделей

Если не брать особо мощные модели на трехфазном электропитании, то для бытовых потребностей одними из лидеров рынка проточных систем считаются немецкие фирмы Stiebel Eltron и AEG. Их модели имеют безупречное немецкое качество и большой выбор функций защиты и управления. Но и цена соответствующая.

На бюджетном сегменте рынка популярны водонагреватели фирм Electrolux и Atmor.

Stiebel Eltron DHC-E 12 — относительно дорогая модель. Напорный водонагреватель мощностью 10 кВт и размерами 360х200х104 снабжен электронным управлением, регулировкой температуры и защитой от перегрева. Ориентировочная цена – 31 000 руб.

Stiebel Eltron DHC-E 12

Stiebel Eltron IS 45E — безнапорный проточник мощностью 4,5 кВт в комплекте с душевой насадкой, стоимость — не дороже 10 000 руб.

Безнапорная модель Stiebel Eltron IS 45E

AEG RMC 8 E — сравнительно недорогой напорный водонагреватель мощностью 8 кВт с электронным управлением, стоит около 15 000 руб.

Проточный нагреватель напорного типа AEG RMC 8 E

Водонагреватели Atmor популярны в России из-за невысоких цен большинства моделей. Так, например, напорную модель Atmor In-Line 7 мощностью 7 кВт можно найти по цене не более 5 000 рублей.

Особенности подключения и эксплуатации

Чтобы эксплуатация техники была длительной, придерживайтесь рекомендаций специалистов:

• Безнапорные бойлеры устанавливаются возле точки забора, иначе они не будут функционировать. При подключении к металлической трубе соблюдайте меры безопасности — используйте диэлектрическую втулку. Напорные изделия также рекомендуется устанавливать недалеко от смесителя, чтобы снизить теплопотери.
• Если вода в водопроводе некачественная, устанавливайте очистные фильтры. Так вы продлите жизнь нагревателю.
• Запрещается монтировать прибор в неотапливаемом помещении.
• При размещении в ванной комнате позаботьтесь о том, чтобы на технику не попадали брызги, либо выбирайте модели с повышенной защитой.

• Если в магистрали снижено давление, установите терморегулятор на средний уровень. Иначе устройство не запустится.

Учитывайте, что:

• Для нормальной работы механических моделей в магистрали должен быть достаточный напор.
• Если вода плохо нагревается, нужно установить температуру на панели. В электронных моделях установки автоматически сохраняются.
• После окончания использования перекройте краны и отключите вилку от розетки.

Перед покупкой бойлера обязательно учитывайте не только стоимость и мощность техники, но и выгоду дальнейшей эксплуатации.

Различие по типу управления

Различают нагреватели проточные по типу управления, которое основывается на гидравлике или электронике.

Гидравлический тип управления

Гидравлическое управление свойственно дешевым водонагревателям бытового назначения. Особенностью конструкции проточного нагревателя является наличие блока, состоящего с мембраны и штока. При открытии и закрытии водоразборного крана механизм срабатывает. Шток приводит в действие выключатель, тем самым начиная или прекращая подачу воды.

Усовершенствованным считается гидравлический блок с двумя ступенями, для каждой из которых свойственно свое давление проходящего потока жидкости. При слабом потоке включается первая ступень. С увеличением давления движущейся жидкости блок переходит работать на вторую ступень.

Одноступенчатые проточные водонагреватели комплектуются ТЭНом мощностью до 6 кВт. При слабом потоке жидкости нагреватель не включается, что является огромным недостатком.

При покупке одноступенчатого водонагревателя стоит узнать показатель минимального порога напора жидкости.

Блок гидравлического управления не способен длительное время точно поддерживать заданную температуру воды. Минусом является отсутствие защиты от проникновения воздуха к ТЭНу. Проточные приборы нагрева воды с гидравлической системой управления подключают только к одной водоразборной точке. В противном случае существует угроза возникновения температурных колебаний, наиболее опасных для нагревателей мощностью 9 кВт.

Электронный тип управления

Электронное управление осуществляется за счет датчиков, посылающих сигнал процессору. Регулировка всех параметров происходит автоматически. Датчики следят за температурой, давлением и напором воды. Проточные водонагреватели с электронным управлением бывают двух типов:

• модели с регулировкой только температуры воды;
• модели с регулировкой температуры и напора жидкости.

Электронное управление позволяет использовать проточный электроводонагреватель с несколькими водоразборными точками. Недостатком считается дороговизна электронного блока, но из строя он выходит редко.