Водонагреватели (Water heaters). Описание, виды и выбор водонагревателя

Доброго времени суток, уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ!», раздела «Техника»!

В сегодняшней статье, речь пойдет о водонагревателях.

Полагаю, что многие из Вас, дорогие читатели сталкивались с ситуацией, когда нет горячей воды день, два, три, неделю. Кстати, близится лето, и снова начнутся очередные отключения горячей воды для профилактики теплосетей. Хотя до них, никто не застрахован от желаний соседей сменить себе трубы, либо прорыва где-нибудь трубы… Я уже молчу о тех людях, у которых вообще горячей водой можно воспользоваться всего пару часов в сутки…

В общем, чтобы это Вас не беспокоило, следует приобрести водонагреватель, благодаря которому, Вы в меньшей мере будете зависеть от внешних ситуаций с возможным перебоем поставки горячей воды.

Итак, давайте же рассмотрим, что такое водонагреватель, и какие они бывают, а далее разберем, на что необходимо обратить внимание при выборе водонагревателя.

Водонагреватель (англ. Water heater) — устройство для нагрева воды в местной системе горячего водоснабжения.

Водонагреватель в истории

Водонагреватель, который мы знаем сегодня, не имеет практически ничего общего со своим прародителем. Одним из первых способов нагревания воды были раскаленные на огне камни, которые погружали в емкость с водой. Затем появились металлические материалы, которые стали использоваться в качестве теплопроводящего элемента, что значительно сократило время нагрева воды.

Нагреватели, имеющие общие черты с современными моделями, были известны уже в XIII веке. В 1760 годах Гораций де Соссюр, швейцарский натуралист, изобрел солнечные нагреватели воды. Солнечный водонагреватель имел стеклянный верх и черные накладки внизу, температура внутри поднималась выше 100°С. В 1891 году свою солнечную систему «Climax» стал продавать Кларенс Кемп. А в 1909 году Уильям Дж. Бейли ввел разделение нагревателя на наружный коллектор и внутренний бак, что позволило солнечному водонагревателю меньше зависеть от погоды и времени суток.

После Второй мировой войны гелиоводнагреватели представляли собой простой и недорогой способ нагрева воды, который активно применяли японские фермеры. До сих пор, например, большая часть домов в Израиле используют тепло от солнечных батарей водонагревателей. Наиболее ярким современным примером использования энергии солнца является недавно построенный небоскреб в Дубаях, автономное энергообеспечение которого осуществляется полностью с помощью встроенных в стены здания солнечных аккумуляторных батарей.

Однако в большинстве стран солнечные водонагреватели постепенно вытеснили водонагреватели с использованием газа в качестве топлива.

Первые газовые водонагреватели появились в конце XIX века и постепенно стали пользоваться все большей популярностью. Первые в мире газовые колонки появились в Германии в 1895 году и выпускались на фабрике Junkers&Co.

Изобретателем газовых водонагревателей является профессор немецкого университета Хуго Юнкерс, в 1892 году запатентовавший калориметр – прибор для измерения теплотворной способности природного газа, который должен был использоваться в газовых двигателях. За свое изобретение Хуго Юнкерс получил в 1893 году награду всемирной выставки в Чикаго. Успех изобретения был довольно велик, и компании Хуго Юнкерса пришлось создать широкий ряд различных моделей, появились котлы различной мощности настенные и напольные. Сегодня имя изобретателя является известной торговой маркой Junkers в составе Bosch.

Первые газовые колонки представляли собой довольно сложные технические устройства, однако возможность получения горячей воды без лишних усилий делали газовые колонки привлекательными для жителей городов. Газовые колонки начала XX века были оснащены автоматикой, обеспечивающей модуляцию пламени горелок в зависимости от расхода воды, а автоматическое отключение газа при попадании пламени делало колонки достаточно безопасными.

Идея использования электрического тока в качества проводника тепла также появилась в конце XIX века. В 1885 году знаменитая немецкая компания AEG(Allgemeine Electricitats-Gesellschaft) запатентовала изобретение Йохана Вайланта – электрический водонагреватель, который представлял собой бак с подключенным к электросети ТЭНом для нагрева воды. Бак электроводонагревателя был большого размера и потреблял много электроэнергии, не был защищен от коррозии.

В 1924 году немецкий доктор Теодор Штибель создал первый кипятильник. Кипятильник был с круглым сечением стержня, затем кипятильник приобрел витиеватую форму, изгибы позволили увеличить площадь нагрева и сократить время нагревания воды. В середине XX века немецкая компания «Stiebel Eltron» поставила на поток производство первых бытовых водонагревателей.

Бытовые модели имели невысокую производительность, достаточную для нагрева небольшого объема воды. Однако в промышленных условиях такой производительности было явно недостаточно. Нагрев в промышленных масштабах занимает большое количество времени и требует непрерывного доступа к горячей воде. Так появились накопительные резервуары, способные поддерживать нужную температуру воды в течение длительного времени. В таких резервуарах нагревательный элемент содержится в самом баке и контактирует с водой напрямую.

Виды водонагревателей

Существует 4 основных вида водонагревателей с разными модификациями:

• 1. Газовый водонагреватель — устройство для нагрева воды за счёт энергии сгорания газа с целью последующего использования в технологических, хозяйственных, санитарно-гигиенических или бытовых целях. В качестве топлива может использоваться как природный газ, так и сжиженный (баллонный).

По устройству газовые водонагреватели делятся на проточные и накопительные.

Проточный водонагреватель настенного типа часто зовут газовой колонкой. Особенность проточного водонагревателя есть то, что он имеет относительно небольшую конструкцию.

Накопительный водонагреватель характеризуется большим баком, размеры которого зависят от количества необходимой для Вашей семьи горячей воды.

Основным достоинством газовых водонагревателей является использование удобного и наиболее дешевого топлива — природного газа. Однако газ также является пожаро- и взрывоопасным, кроме того, он вреден для дыхания, поэтому неисправный газовый водонагреватель может быть гораздо опаснее неисправного электрического. Также газовые водонагреватели требуют наличия дымохода для отвода продуктов сгорания.

Объемные, дорогие и менее удобные накопители (газовые бойлеры) нужны лишь там, где слабая газоподводящая линия.

• 2. Электрический водонагреватель. По устройству электрические водонагреватели делятся, как и газовые, на проточные и накопительные. Разница лишь в том, что в отличии от газового водонагревателя, подогрев воды в котором осуществляется за счет горения природного газа, электрический подогревает воду с помощью электроэнергии.

Проточный электрический водонагреватель. Это устройство имеет меньшую по габаритам конструкцию, чем газовый проточный водонагреватель.

Накопительные электрические водонагреватели – весьма простые и надежные устройства. Этот агрегат представляет собой своего рода бак или котел, в котором до установленной температуры происходит нагрев воды. Электрические водонагреватели дают возможность иметь постоянный запас горячей воды. К тому же его энергозатраты позволяют пользоваться другими электроприборами без угрозы сбоев напряжения.

• 3. Солнечный водонагреватель — разновидность солнечного коллектора. Предназначен для производства горячей воды путём поглощения солнечного излучения, преобразования его в тепло, аккумуляции и передачи потребителю.

Такой вид водонагревателей отлично подойдет к солнечным регионам нашей планеты, который превосходно может экономить электроэнергию и другие ресурсы, а соответственно и денежные средства.

• 4. Дровяной водонагреватель — водонагреватель, использующий дрова для нагрева воды. Применяется для нагрева воды в поездах, загородных домах, бассейнах.

Дровяной водонагреватель конструктивно состоит из трех частей – топки, бака с водой, и особого смесителя. Этот водонагреватель представляет собой типичный накопительный водонагреватель закрытого типа. В СССР такой водонагреватель принято было называть «титан». Бак с водой, который мог изготавливаться из меди, нержавеющей или обыкновенной стали, располагался на топке. Емкость бака – 150-200 литров.

Принцип работы и устройство титана следующее. В топку загружается топливо – дрова или уголь. Горячий воздух вместе с продуктами горения поднимаются сквозь круглое отверстие, представляющее собой трубу внутри бака. Нагрев бака происходил довольно быстро – за 20-30 минут, а то и быстрее. Продукты горения и горячий воздух нуждаются в принудительном удалении в стандартный дымоход. Горячая вода по принципу конвекции поднимается в верхнюю часть бака, в которой расположено выходное отверстие. Непосредственно возле выходного отверстия расположен тройник – горячая вода может идти как напрямую в лейку душа, так и вниз, на смеситель. Титан можно было использовать как накопительную резервную емкость: в случае отсутствия воды титан превращался в водонагреватель открытого типа. На практике это выглядело так: если воды в водопроводе не было, вода из бака вытекала самотеком в ванную.

Титан – довольно мощный водонагреватель. Примерная мощность мощность титана – не менее 10 кВт. Особенно быстро титан нагревается от высококалорийного топлива (газа). В послевоенное время (в 50-е года прошлого века) титаны стали газифицироваться. Внутрь топки устанавливалась стандартная печная горелка. Примерно в это же время у титана появился серьёзный конкурент – компактный газовый водонагреватель (газовая колонка). Долгое время они мирно сосуществовали, пока к 90-м годам прошлого века в массовой продаже не появились качественные автоматические газовые водонагреватели. В настоящее время дровяные (угольные) водонагреватели (титаны) применяются в поездах и в местностях, где отсутствует газовые магистральные сети.

Видео: «Типы водонагревателей по характеру подогрева воды»

Выбор водонагревателя

После первого знакомства с водонагревателями, давайте же теперь рассмотрим, на что необходимо обратить внимание при выборе водонагревателя. Итак…

— Как выбрать газовый водонагреватель?
— Как выбрать электрический водонагреватель? (статья ожидается)
— Как выбрать солнечный водонагреватель (солнечный коллектор)? (статья ожидается)
— Как выбрать дровяной водонагреватель? (статья ожидается).

В следующих статьях мы познакомимся с вами, дорогие читатели поближе с каждым из типов водонагревателя.

Обсудить водонагреватели на форуме…