Чим можна нагріти проточну воду у будинку?

Чим можна нагріти проточну воду у будинку?

Гаряче водопостачання є невід'ємною частиною комфортного життя у сучасному будинку. За відсутності централізованого гарячого водопостачання чи бажання мати незалежне джерело гарячої води виникає питання вибору оптимального способу її нагрівання. Особливо актуальною ця проблема стає для власників приватних будинків та квартир з автономним опаленням.

Вибір системи нагрівання води залежить від кількох ключових факторів. Насамперед, це наявність необхідних комунікацій – електрики достатньої потужності чи газопостачання. Також важливо враховувати кількість точок водорозбору, необхідний обсяг гарячої води та режим її споживання. Наприклад, для сім'ї із 3-4 осіб середнє споживання гарячої води становить 150-200 літрів на день.

Сучасний ринок пропонує різні способи нагрівання проточної води:

• Електричні проточні водонагрівачі
• Газові колонки
• Бойлери непрямого нагріву
• Комбіновані системи

При виборі системи нагрівання необхідно враховувати вартість експлуатації. У середньому для нагрівання 1000 літрів води на 45 ° C потрібно 45-50 кВтг електроенергії або 4-5 м природного газу. За поточного тарифу 4,32 грн/кВтч нагрівання 1000 літрів води електрикою коштуватиме 194-216 гривень. Для сім'ї із 3-4 осіб із щоденним споживанням 150-200 літрів гарячої води місячні витрати на електричне нагрівання становитимуть 870-1300 гривень. При використанні газового нагріву витрати будуть у 2-3 рази нижчими.

Електричні проточні водонагрівачі

Електричні проточні водонагрівачі є компактними пристроями, що забезпечують миттєве нагрівання води при проходженні через нагрівальний елемент. Принцип роботи заснований на прямому перетворенні електричної енергії на теплову за допомогою ТЕНів або нагрівальних спіралей.

Потужність проточних водонагрівачів варіюється від 3 до 27 кВт, що визначає їхню продуктивність. Для розрахунку необхідної потужності використовується проста формула: на нагрівання 1 літра води на 1 ° C потрібно приблизно 1,16 Вт потужності. Таким чином:

• Водонагрівач 5.5 кВт забезпечує витрату 2.5-3 л/хв
• Модель потужністю 12 кВт – 5-6 л/хв
• Пристрій на 24 кВт – до 12 л/хв

Особливості підключення електричних водонагрівачів потребують серйозної уваги. Для потужних моделей потрібна окрема лінія електроживлення з відповідним перерізом кабелю. Наприклад, для водонагрівача потужністю 18 кВт потрібний мідний кабель перетином не менше 4 мм², автоматичний вимикач на 32А та заземлення.

Сучасні проточні водонагрівачі оснащуються системами безпеки:

• Захист від перегріву
• Контроль протоки води
• Захист від надлишкового тиску
• Система захисного відключення при витоку струму

До переваг електричних проточних водонагрівачів можна віднести:

• Компактні розміри
• Миттєве нагрівання води
• Необмежений час роботи
• Простий монтаж
• Відсутність потреби в димарі

При цьому існують певні обмеження у використанні. Основний недолік – високе енергоспоживання та, як наслідок, необхідність потужної електропроводки. Крім того, при одночасному використанні кількох точок водорозбору температура води може значно знижуватися.

Наприклад, водонагрівач потужністю 12 кВт не зможе забезпечити комфортну температуру при одночасному використанні душу та крана на кухні.

Газові проточні водонагрівачі

Газові проточні водонагрівачі (колонки) залишаються одним із найпопулярніших рішень для забезпечення гарячою водою завдяки економічності та високій продуктивності. Сучасна газова колонка здатна нагрівати від 10 до 18 літрів води за хвилину, що достатньо для одночасного використання кількох точок водорозбору.

Принцип роботи газової колонки ґрунтується на нагріванні води в теплообміннику за рахунок згоряння природного газу. При відкритті крана гарячої води потік води призводить до дії гідравлічного клапана, який відкриває подачу газу до пальника. Одночасно спрацьовує система розпалу, вода, проходячи через теплообмінник, нагрівається до заданої температури.

Сучасні газові колонки оснащуються різними типами розпалювання:

• П'єзорозпал із постійно палаючим ґнотом
• Електронний розпалювання від батарейок
• Гідрогенераторне розпалювання від протоки води

Продуктивність газових колонок вимірюється у літрах нагрітої води за хвилину. При виборі потужності слід враховувати, що для комфортного прийняття душу потрібна витрата 8-10 л/хв, а наповнення ванни – 12-14 л/хв. Газова колонка потужністю 18-20 кВт забезпечує нагрівання 10-12 літрів води за хвилину при підвищенні температури на 25°C.

Вимоги до встановлення газових колонок включають:

• Наявність димаря з природною тягою
• Вентиляція приміщення
• Мінімальний тиск води 0.15-0.2 бар
• Стабільний тиск газу

Непрямі водонагрівачі

Непрямі водонагрівачі є ефективним рішенням для будинків з автономним опаленням. Принцип їх роботи ґрунтується на нагріванні санітарної води через теплообмінник від котла опалення. Така система особливо вигідна при використанні твердопаливного або газового котла, тому що дозволяє отримувати гарячу воду практично без додаткових витрат на енергоносії.

В основі конструкції непрямого водонагрівача лежить бак із двома незалежними контурами. Внутрішній змійовик підключається до системи опалення, а у зовнішньому баку знаходиться санітарна вода для побутових потреб. Площа теплообмінника та об'єм бака підбираються залежно від потреб. Для сім'ї з 3-4 осіб оптимальним вважається бак об'ємом 100-150 літрів із теплообмінником площею 0.8-1.2 м².

Ефективність нагрівання води залежить від кількох факторів:

• Температура теплоносія у системі опалення
• Площа поверхні теплообмінника
• Швидкість циркуляції теплоносія
• Теплоізоляція бака

Особливості експлуатації непрямих водонагрівачів включають:

Температурний режим грає значної ролі. Оптимальна температура теплоносія в системі опалення повинна бути на 15-20 ° C вище бажаної температури гарячої води. За температури теплоносія 85°C можна отримати гарячу воду температурою 65-70°C.

Час нагріву повного об'єму бака залежить від потужності котла та розміру теплообмінника. Наприклад, водонагрівач об'ємом 150 літрів з теплообмінником 1 м² при підключенні до котла потужністю 24 кВт нагріває воду з 15 до 60°C приблизно за 30-40 хвилин.

Витрата палива на нагрівання води відносно невелика, особливо в опалювальний сезон, коли котел вже працює на систему опалення. У міжсезоння для нагрівання 150 літрів води потрібно:

• При використанні газового казана: 1-1.5 м³ газу
• Для твердопаливного казана: 3-4 кг деревини
• Під час роботи пелетного котла: 2-2.5 кг пелет

Комбіновані системи нагрівання води

Комбіновані системи нагрівання води дозволяють максимально ефективно використовувати різні джерела енергії залежно від сезону та економічної доцільності. Типовим прикладом є поєднання непрямого водонагрівача з електричним ТЕНом. Така система може працювати від опалювального котла в зимовий період і перемикатися на електронагрівання влітку.

Особливості монтажу комбінованих систем потребують ретельного планування. Необхідно передбачити:

• Достатній простір для розміщення обладнання
• Можливість зручного підключення всіх джерел енергії
• Автоматику керування для перемикання режимів
• Групи безпеки для кожного контуру

Економічна ефективність комбінованих систем особливо помітна при грамотному використанні різних тарифів та джерел енергії. Розглянемо приклад розрахунку для сім'ї із 4 осіб із добовим споживанням 200 літрів гарячої води:

У опалювальний сезон (під час роботи від газового котла):

• Додаткова витрата газу: 1.5-2 м³ на добу
• Місячні витрати на ГВП: 450-600 гривень

У літній період (при роботі від електричного ТЕНу):

• Споживання електроенергії: 8-10 кВт * год на добу
• Місячні витрати за тарифу 4.32 грн/кВт*год: 1050-1300 гривень

Приклади ефективних комбінованих рішень:

• Бойлер непрямого нагріву з двома теплообмінниками:

1. Нижній теплообмінник підключено до системи опалення
2. Верхній теплообмінник – до сонячних колекторів
3. Додатковий електричний ТЕН для резервного нагрівання

• Система з проточним водонагрівачем та невеликим накопичувальним баком:

1. Проточний нагрівач забезпечує базову потребу
2. Бак компенсує пікові навантаження
3. Можливість роботи від різних джерел енергії

У разі правильного проектування комбінована система дозволяє знизити експлуатаційні витрати на 30-40% порівняно з використанням одного джерела нагріву. Крім того, така система забезпечує високу надійність гарячого водопостачання завдяки можливості роботи від джерел енергії.

Критерії підбору системи нагрівання води

Правильний вибір системи нагрівання води починається з ретельного розрахунку потреб. Для комфортного використання необхідно враховувати як загальний обсяг споживання, а й пікові навантаження. У середньому одна людина витрачає 40-50 літрів гарячої води на добу за температури 45°C. Однак при одночасному використанні кількох точок водорозбору споживання може зростати у 2-3 рази.

Розрахунок необхідної потужності провадиться з урахуванням бажаної витрати води. Для типових побутових потреб потрібно:

• Для умивальника: 4-6 літрів за хвилину
• Для душу: 8-12 літрів за хвилину
• Для ванни: 12-15 літрів за хвилину
• Для кухонного миття: 6-8 літрів за хвилину

При оцінці вартості експлуатації важливо враховувати як прямі витрати на енергоносії, а й додаткові витрати. Наприклад, газова колонка потребує щорічного технічного обслуговування вартістю 800-1200 гривень, а електричний водонагрівач потребує періодичної заміни магнієвого анода (кожних 1-2 роки) вартістю 400-600 гривень.