На вопрос — как лучше организовать подачу горячей воды в доме — большинство специалистов ответит: при помощи двухконтурного котла с бойлером, работающего и на систему отопления, и на ГВС. Такая схема может считаться оптимальной, но далеко не единственной. Во многих случаях отопление и ГВС организованы абсолютно независимо
Газ или электричество?
На сегодняшний день существует, по сути, всего два типа водонагревателей для независимой системы ГВС, обладающие примерно одинаковой базовой стоимостью в 5000–10 000 руб.: газовые и электрические. Агрегаты с косвенным и комбинированным нагревом в расчет не принимаются, так как их использование предполагает зависимость ГВС от отопительной сети. Оговоримся, что цены приводятся для аналогичных по объему бака устройств одних и тех же торговых марок.
Несомненное преимущество электрических моделей состоит в относительной простоте монтажа: здесь речь идет только о подключении непосредственно нагревательного элемента, поскольку гидравлические части обоих типов водонагревателей каких-либо существенных отличий не имеют. Монтаж газового оборудования более сложен и обойдется в 2–3 раза дороже, зато эти затраты быстро окупятся за счет разницы в стоимости электроэнергии и газа. Дальнейшие эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием и тех и других агрегатов, также примерно одинаковы. Исходя из вышесказанного многие специалисты однозначно рекомендуют: если в доме есть магистральный газ, то предпочтение следует отдать газовым водонагревателям, как более экономичным.
Генератор в энергонезависимых проточных водонагревателях устроен по принципу гидротурбины. Постоянно протекающая через устройство вода из водопровода воздействует на лопасти, заставляя ротор генератора вращаться и вырабатывать электричество
Проточный или накопительный?
Проточные газовые водонагреватели (называемые еще газовыми колонками) имеют одно явное преимущество перед накопительными: компактные размеры, позволяющие устанавливать агрегат именно там, где им будет удобно пользоваться. Тем не менее требования к помещениям, в которых находится любое газовое оборудование, предусматривают наличие хорошей естественной или механической (принудительной) вентиляции. Это не только обусловлено соображениями безопасности (в помещении не должен скапливаться газ при его утечке), но и необходимо для нормальной работы газовой горелки, нуждающейся в притоке определенного количества воздуха в час, — оно зависит от мощности устройства. Например, ванная комната к таким помещениям не относится, располагать там газовую колонку, несмотря на очевидное удобство подобного решения, в большинстве случаев нельзя. Можно сказать, что, по сути, проточный водонагреватель является аналогом настенного газового котла, имея практически ту же конструкцию с некоторыми поправками, вносимыми с учетом работы в системе ГВС, а не отопления.
Проигрывая проточным с точки зрения компактности, накопительные газовые водонагреватели обладают рядом преимуществ, из-за которых большинство покупателей предпочитает именно такое оборудование. Простота конструкции, сравнимая разве что с самоваром, является залогом невысокой стоимости запасных частей и мероприятий по обслуживанию устройства. Анализируя работу накопительных и проточных водонагревателей, можно видеть следующие результаты: — при использовании накопительного бака в запасе имеется значительное количество горячей воды, постоянно готовой для применения, в то время как проточному устройству требуется некоторое время на розжиг горелки, выход последней на рабочий режим и прогрев стенок теплообменника;
— температура горячей воды на выходе у накопительных аппаратов практически не зависит от расхода воды даже при резком его изменении;
— у проточных водонагревателей регулировка и стабилизация температуры воды проблематичны, так как она заметно меняется при скачках расхода; при включении горячей воды сразу в нескольких точках ее общее количество существенно снижается;
— при небольшом водопотреблении (до 3 л в минуту) газовая колонка может не включиться, так как динамическое давление воды недостаточно для срабатывания датчика протока, отдающего команду на розжиг горелки. В основном такая ситуация является следствием высокой рабочей температуры, на которую настроен аппарат. Здесь приходится либо менять настройки, либо неоправданно увеличивать расход воды;
— накопительный водонагреватель никоим образом не зависит от входного давления холодной воды, в то время как для газовых колонок минимальное значение этого параметра — 0,5–2 бар (в зависимости от конкретной модели), иначе агрегат работать не будет.
В проточном водонагревателе при пуске, до выхода нагревателя на рабочий режим, теряется некоторое количество тепла, которое могло быть полезно использовано. Для накопительных же систем такие потери не характерны
Производительность проточных водонагревателей — величина довольно условная. При расчетах разница температур (ΔТ) холодной воды на входе и горячей на выходе принимается за 25°C. При понижении температуры воды на входе в газовую колонку (реально она может опускаться до 3—4°С) пропорционально уменьшается и производительность устройства — до 75–80% от номинальной. Чтобы сохранить количество, можно пожертвовать качеством, то есть при помощи регулятора снизить температуру горячей воды на выходе. Накопительные агрегаты практически лишены этого недостатка, так как их нагревательный элемент (горелка) работает в непрерывном режиме, имея достаточно времени на приготовление воды заданной температуры в нужном объеме.
Устройство
Проточные газовые водонагреватели конструктивно схожи с настенными отопительными котлами. Нагревательный элемент состоит из основной горелки, над ее факелом находится теплообменник из множества трубок небольшого диаметра, по которым циркулирует нагреваемая вода. В зависимости от модели розжиг производится вручную — нажатием кнопки или автоматически — при помощи встроенного пьезоэлемента. Автоматика управления и безопасности представлена датчиками контроля пламени горелки, температуры воды и тяги в дымоходе. Кроме этого, может быть установлен датчик протока. Камера сгорания является открытой, соответственно здесь используются атмосферные горелки, подача воздуха к которым осуществляется за счет разрежения, создаваемого при сгорании газовоздушной смеси.
Современные газовые колонки выпускаются, как правило, в двух модификациях: с электронным и пьезорозжигом. Последние оснащены запальной горелкой, которая включается при нажатии кнопки на передней панели водонагревателя. Когда начинается отбор воды, запальная горелка зажигает основную горелку, и пользователь получает горячую воду.
Запуск газовых колонок с электронным розжигом происходит без запального пламени: основная горелка разжигается автоматически по сигналу с датчика протока при открытии крана, что обеспечивает максимальный комфорт. Такие агрегаты используют для питания либо батарейку, либо встроенный генератор, обеспечивающий полную энергонезависимость устройства.
Особого упоминания заслуживают газовые колонки с модуляционной горелкой, которая изменяет свою тепловую мощность, обеспечивая постоянную температуру на выходе независимо от напора и расхода. Обычные же горелки, без функции модуляции мощности, работают по простому алгоритму: чем выше расход, тем ниже температура горячей воды.
Накопительные водонагреватели устроены несколько проще. Камера сгорания у них закрытая, а значит, могут применяться как атмосферные — с естественным притоком воздуха через воздухозаборники, так и дутьевые горелки, предусматривающие наличие электрического вентилятора для приготовления газовоздушной смеси. Теплообменником является нижняя стенка бака, расположенная над камерой сгорания. Специальный датчик, контролирующий температуру воды, управляет горелкой, осуществляя переключение режимов активного нагрева и поддержания заданной температуры. К слову, теплоизоляция бака для воды обеспечивает лишь незначительное охлаждение его содержимого, то есть расход газа на покрытие тепловых потерь ничтожно мал. Автоматика безопасности включает в себя датчик угасания пламени основной горелки (термопару), датчик перегрева воды в емкости (срабатывает при достижении температуры 90°С), а также датчик тяги в воздуховоде и дымоходе.
Обслуживание
Техническое обслуживание водонагревателей осуществляется ежегодно вне зависимости от типа и частоты использования агрегата. При этом проверяют правильность сгорания газа в основной и запальной горелке, а в случае отклонения этого процесса от нормы — удаляют образовавшийся нагар. Также проводят очистку форсунки, сопла и газовых трубок при помощи мягкой щетки и продувки воздухом. Кроме того, может потребоваться регулировка горелок, которую должен выполнять квалифицированный специалист. Для этого можно обратиться в любую организацию, занимающуюся обслуживанием газового оборудования.
«Больным» местом проточного водонагревателя является теплообменник, в описаниях к приборам называемый нагревательным элементом. Его трубки подвержены появлению накипи, уменьшающей теплообмен, а с ним и КПД агрегата, при этом еще и затрудняется проход воды, что увеличивает гидравлическое сопротивление системы ГВС и — как следствие — нагрузку на насос. Для удаления отложений нагревательный элемент демонтируют, после чего промывают с применением специальных химических составов, рекомендуемых производителями конкретного оборудования. Процесс образования накипи можно существенно замедлить, изначально понижая температуру горячей воды на выходе, вместо того чтобы смешивать ее с холодной в смесителе. Правда, это может причинять дополнительные неудобства, связанные с низкой производительностью водонагревателя.
Появление накипи в теплообменниках газовых колонок приводит к забиванию трубок и последующему ремонту
Для накопительных газовых водонагревателей проблема образования накипи стоит не так остро. За счет большой поверхности теплообмена, которой является вся нижняя стенка бака, отложения не оказывают существенного влияния на процесс нагревания воды. Конечно, со временем и накопительные емкости придется очищать, но данная процедура не связана с демонтажем отдельных узлов устройства и, скорее всего, не потребует привлечения специалиста. Cнова в ход идут особые химические составы, добавляемые в бак: они растворяют осадок и выводят его через сливное отверстие в нижней части. После этого емкость необходимо промыть, то есть один-два раза наполнить водой и полностью опорожнить.
После обработки бака накопительного водонагревателя с помощью химических реагентов устройство необходимо тщательно промыть, несколько раз залив и полностью слив воду
Борьба с коррозией бака
Так же, как и в электрических накопительных водонагревателях, для борьбы с коррозией внутренней поверхности бака газовых нагревателей применяется антикоррозийный анод. Суть его работы проста: те места, где по каким-то причинам повреждено эмалевое покрытие, — а именно они и являются потенциальными очагами коррозии — обладают более низким электрическим сопротивлением по сравнению с остальной поверхностью. Следовательно, протекающий от анода ток устремится именно туда, не позволяя образовываться ржавчине. Разумеется, этот анод необходимо время от времени контролировать и при необходимости менять: все эти действия выполняются во время планового технического обслуживания агрегата. Для замены анода необходимо полностью слить воду из бака.
Ассортимент
На сегодняшний день накопительные газовые водонагреватели по ассортименту значительно уступают своим электрическим аналогам, будучи представленными лишь несколькими производителями. Практически все водонагреватели имеют модификации для настенного и напольного монтажа, соответственно различаясь по габаритным размерам и объему бака для воды — от 50 до 220 л. При этом двухсотлитровый агрегат обладает тепловой мощностью всего 8 кВт и, в зависимости от расхода горячей воды, потребляет от 0,6 м³ газа в сутки.
Выбор проточных газовых водонагревателей гораздо шире — от недорогих и очевидно устаревших отечественных образцов до гораздо более современных аппаратов из Кореи и стран Европы. Тем не менее специалисты утверждают, что газовые колонки должны применяться лишь там, где нет возможности установить накопительный агрегат, а лучше всего — полноценный газовый котел со встроенным бойлером ГВС.
Установка газового водонагревателя
Для установки газового водонагревателя потребуется привлечение аттестованного специалиста по газовому хозяйству. Вне зависимости от типа агрегата, он подключается к газопроводу и водопроводным трубам. Единственное ограничение, которое может накладывать тип камеры сгорания, использующийся в данном водонагревателе, это место установки. Если камера является закрытой, то и приток воздуха, и отвод продуктов сгорания осуществляется за счет электрических вентиляторов, что существенно упрощает расчет параметров дымохода. Обычно с успехом применяется короткая коаксиальная труба, выходящая на улицу прямо через ближайшую к агрегату стену дома. Кроме того, закрытая камера не требует установки водонагревателя в помещении с хорошей вентиляцией. В отличие от закрытой камеры, использующейся в большинстве накопительных водонагревателей, камера с естественной тягой (открытая) требует постоянного притока свежего воздуха и для нормального приготовления газовоздушной смеси на горелке, и для обеспечения отвода продуктов сгорания. Таким образом, установка этого агрегата, например, в ванной комнате, невозможна — если только в ней не предусмотрено окно на улицу, которое во время работы нагревателя придется держать отрытым, или приточная установка достаточной производительности, обеспечивающая трехкратное полное обновление воздуха в помещении за час. Такими камерами оснащается большинство современных газовых колонок.