В бытовом сегменте строительства (коттеджах, таунхаусах, небольших производственных помещениях и т.п.) для обеспечения потребителей горячей водой, как правило, используются емкостные водонагреватели (бойлеры). Объем бойлеров и источник нагрева воды в них определяется потребностями объекта в горячем водоснабжении. При небольших потребностях в ГВС обычно используются накопительные электрические водонагреватели, в которых нагрев воды осуществляется электрическим нагревательным элементом — ТЭНом.
Но такой способ нагрева, как правило, не может обеспечивать существенную регулярную потребность в горячей воде (например, при заполнении ванны, джакузи, при одновременном пользовании несколькими точками водоразбора в течение длительного времени), и к тому же относительно дорог в плане энергозатрат. В таких случаях для приготовления горячей воды применяют водонагреватели косвенного нагрева, в которых нагрев санитарной воды осуществляется путем передачи тепла от теплоносителя системы отопления.
Водонагреватели косвенного нагрева, присутствующие сегодня на рынке водонагревательной техники, представлены двумя основными типами: «емкость в емкости» (Wester, ACV и др.) и со змеевиком (Wester, Drazice, NIBE и др.). В зависимости от конструкции бойлеры могут устанавливаться на полу или закрепляться на стене. Для навесных моделей водонагревателей в комплекте поставляются кронштейны для их крепления к стене.
При выборе модели бойлера покупатель должен руководствоваться следующими правилами. Во-первых, необходимо выяснить, как и каким образом будет расположен бойлер. Существует два способа установки: навесной (вертикальное или горизонтальное расположение бойлера на стене) или напольный. Во-вторых, необходимо выяснить потребность в дополнительных источниках нагрева. Здесь можно выделить три варианта комплектации бойлеров: со встроенным ТЭНом; без встроенного ТЭНа; без встроенного ТЭНа, но с возможностью его установки опционно, при необходимости.
На третьем, заключительном этапе нужно определить, какой объем горячей воды необходим для постоянного и комфортного проживания. Для соблюдения этих условий потребитель сможет подобрать необходимый ему бойлер Wester из широкого модельного ряда. Бойлеры Wester серий WH, WHE и WHE W выполнены по технологии «емкость в емкости». Суть этой технологии проста: внутренняя емкость содержит нагреваемую жидкость — санитарную воду, наружная — теплоноситель.
Внутренняя емкость закреплена в наружной только в верхней части, в области патрубков. При периодических циклах нагрева и охлаждения бак из нержавеющей стали имеет возможность удлиняться и укорачиваться в продольных направлениях. Изменение длины бака происходит при каждом цикле потребления горячей воды и последующего нагрева вновь поступающей холодной.
Внутренняя емкость изготовлена из хромоникелевой нержавеющей стали (марки 304), которая обладает гигиеничностью, и поэтому часто используется в пищевой промышленности, а также при изготовлении хирургических инструментов, и имеет гофрированные стенки цилиндрической части. Бойлеры «емкость в емкости» характеризуются большой поверхностью теплообмена (производитель дополнительно увеличивает ее в 2–2,5 раза, делая волнистой стенку внутренней емкости), а также равномерностью нагрева воды по всему объему.
Такая конструкция позволяет избежать интенсивного образования накипи, а увеличенная поверхность теплообмена позволяет получать потребителю значительно больше горячей воды при одинаковых объемах водонагревателей, в сравнении с традиционными. На практике при высокой температуре большинство растворимых бикарбонатов кальция и магния переходят в нерастворимые карбонаты, которые откладываются на стенках бака в виде слоя накипи.
Образование минеральных отложений на внутренней поверхности емкости увеличивается с повышением температуры подогреваемой воды. Известно, что слой накипи толщиной всего 2 мм увеличивает энергозатраты на ГВС на 20 %. Гофрированная поверхность бака в результате цикличных температурных расширений самоочищается от накипи и позволяет сохранять высокую эффективность теплообмена на протяжении всего срока эксплуатации, так как нержавеющая сталь и минеральные отложения имеют разные коэффициенты температурного расширения, и поэтому отложения при цикличном нагреве отслаиваются от стенок бака.
Возможность нагрева до 90 °C и отсутствие непрогретых зон исключает образование крайне опасных бактерий «легионелл» в бойлере (Legionella pneumophila). Впервые эти бактерии были обнаружены в результате эпидемии легочных заболеваний на ежегодных сборах Американского Легиона в 1976 году в Филадельфии. Всего во время этой вспышки заболел 221 человек, из них 34 скончалось.
После этого инцидента появились следующие рекомендации Всемирной организации здравоохранения: «Вода должна храниться при температуре выше 60 °C и циркулировать при температуре не менее 50 °C. Пользователи могут уменьшить температуру воды до 40–45 °C при помощи термостатических смесителей у точек водоразбора с тем, чтобы гарантировать, что вода не будет храниться при температуре, благоприятствующей развитию Legionella pneumophila».
Для уменьшения потерь тепла накопительные резервуары изолируют от окружающей среды различными синтетическими материалами с низкой теплопроводностью, например, твердым пенополиуретаном. Слой теплоизоляции из пенополиуретана толщиной 50–80 мм уменьшает теплопотери и приводит к экономии энергии. Патрубок рециркуляции в конструкции бойлера упрощает монтаж насоса ГВС и позволяет сразу получить воду комфортной температуры в самой удаленной точке.
Переключатель «зима/лето» на панели управления бойлеров серий WHE и WHE W дает возможность выбора режимов нагрева: от системы отопления или посредством ТЭНа. На верхней крышке для облегчения подключения бойлера по электрике расположен шестиполярный штекер. Модельный ряд бойлеров Wester серии WH — от 150 до 1000 л. Рабочее давление контура ГВС — 10 бар, греющего контура — 3 бара. Возможен напольный или настенный монтаж. Модельный ряд водонагревателей Wester серии WHE и WHE W — от 150 до 300 л.
Все бойлеры дополнительно комплектуются нагревательным элементом (ТЭНом) мощностью 3 кВт. ТЭН находится в первичном контуре нагрева бойлера, что защищает его от образования накипи и необходимости в регулярном обслуживании, а также освобождает покупателя от дополнительных затрат, связанных с неэффективным использованием электроэнергии. Рабочее давление контура ГВС — 10 бар, греющего контура — 3 бара.
Серия WHE предполагает напольный или настенный монтаж водонагревателя, WHE W — только настенный. Необходимо отметить, что такая конструкция бойлера подразумевает подведение существенной тепловой мощности от источника тепла (например, котла). Чем больше требуемая производительность по горячей воде, тем больше должна быть его мощность. Если рассматривать змеевиковые бойлеры, например, Wester WHZ, то они несколько менее производительные, чем бойлеры, выполненные по принципу «емкость в емкости».
Однако и тепловая мощность, требуемая для нагрева воды, тоже меньше. К тому же они, как правило, дешевле своих собратьев, выполненных по принципу «емкость в емкости», что немаловажно. Теплообменник водонагревателей WHZ выполнен в виде змеевика, по которому циркулирует греющая жидкость (теплоноситель) от источника тепла (например, котла). Теплообменник расположен внутри эмалированной емкости с санитарной водой. В процессе эксплуатации водонагревателя тепло от греющей жидкости через змеевик передается санитарной воде, тем самым нагревая ее.
Поскольку химическая активность растворенных в воде веществ при нагревании увеличивается, для защиты от коррозии на металлические стенки бака наносят специальные покрытия (керамика, стеклофарфор, мелкодисперсионная эмаль и др.). В бойлерах WHZ емкость с теплообменником выполнена из углеродистой стали, покрытой с внутренней стороны слоем титановой эмали, которая не только защищает от коррозии, но и не разрушается при температурных деформациях бака.
Такое покрытие обеспечивает его коррозионную стойкость и гигиеничность. Для дополнительной защиты от коррозии в емкости установлен магниевый анодный стержень. Поскольку в процессе эксплуатации магниевый анод разрушается, в зависимости от качества воды, его необходимо периодически заменять на новый. Конструкция и расположение змеевикового теплообменника способствует быстрому и равномерному нагреву всего объема воды в водонагревателе и позволяет свести к минимуму наличие непрогретых зон.
На водонагреватели WHZ возможна установка электрического нагревательного элемента (ТЭНа) для дополнительного нагрева санитарной воды как совместно с теплоносителем, так и самостоятельно (например, в периоды, когда потребность в горячей воде невысока, или нет возможности нагревать воду от основного источника тепла). Для контроля температуры санитарной воды на водонагревателе установлен термометр. Максимальное рабочее давление контуров отопления и ГВС — 10 бар. Максимальная рабочая температура — 95 °C.
Модельный ряд — от 100 до 3000 л. Водонагреватели утеплены слоем полиуретановой теплоизоляции толщиной 50 мм (от 800 л — 80 мм), что позволяет обеспечить покупателю экономию топлива и максимальную экономичность и эффективность. К достоинствам змеевиковых водонагревателей можно отнести простоту конструкции, а их недостатком в сравнении с моделями «емкость в емкости» является относительно малая поверхность теплообмена.
