Среднему взрослому человеку для того, чтобы нормально принять душ, требуется скорость подачи воды 4 литра в минуту. Простой расчет показывает, что для получения температуры 45 ºС при входной порядка 8 ºС, требуется мощность свыше 10 кВт. В этом свете понятно, почему электрические проточные водонагреватели не так популярны. Такие фирмы, как Аристон, и вовсе не связываются с этим сегментом. Если типичный накопительный водонагреватель на 2 кВт исправно греет бак, то проточный с аналогичной мощностью годится разве что для того, чтобы тонкой струйкой помыть руки или посуду. Если при этом учесть, что квота энергии в старенькой хрущевке может составлять порядка 5 кВт на всю квартиру, то станет понятно, зачем нужны газовые титаны. Как рассчитать проточный водонагреватель своими руками, об этом сегодня поведем речь.
Параметры проточных водонагревателей
Устройство проточного газового нагревателя не позволяет сконструировать такой дома, мы и не будем этим заниматься. Всегда стоит вопрос, с чего начать. Мы уже показали, что электрический проточный водонагреватель, годный для качественного снабжения водой в домашних условиях установить будет сложно. В этом свете газ смотрится гораздо выгоднее. Электрические же водонагреватели стоит брать лишь накопительные. Они работают ужасно долго над своим баком, но легко подсчитать, что 100 литров хватит на 25 минут водных процедур. Причем за это время неизбежно подготовится еще немного воды. Точнее это будет где-то 20 литров. А это еще 5 минут к купанию. В результате получается, что накопительный водонагреватель вроде бы не может работать в стиле проточного, но его объема хватает надолго при относительно малой мощности (мы полагаем, что это 2 кВт). (См. также: Как сделать заземление для водонагревателя своими руками)
За час до 45 ºС при тех же начальных условиях ТЭН сможет разогреть 43 литра воды. Бак на 100 литров готовится порядка 2,5 часов, за ночь можно разогреть и 300 литров, как это происходит у некоторых моделей Горенье. Фактически достоинством проточного водонагревателя является только его малый размер и невысокая цена. В частности, у Термекс можно взять модель на 10 кВт за 4200 рублей. Это более чем скромно, а 4 литра воды в минуту гарантированы. Мы считаем, что проточный водонагреватель для квартиры делать нет смысла. Дачный вариант из ведра мы уже обсуждали, а дома как-то не хочется рисковать, изобретая велосипед, который продается по 2300 рублей за 3,5 кВт.
Но если очень хочется порядок расчета мы уже привели. Вот типичные мощности для того или иного случая:
- Чтобы разогреть воду от 8 до 45 ºС со скоростью 4 литра в минуту, потребуется мощность 11,1 кВт.
- Если уменьшить производительность в два раза, то и мощность падает пропорционально.
- Каждые 5 ºС сверх того потребуют примерно 1,5 кВт мощности, при отнимании потребление наоборот можно снизить.
(См. также: Косвенный водонагреватель своими руками)
Этих данных вполне хватит, чтобы рассчитать для себя нужные параметры. Увеличение разницы на входе и выходе на 5 ºС повышает требуемую мощность на 1,5 кВт.
Пример: требуется вычислить, на сколько кВт понадобится спираль, чтобы получить 3 литра в минуту при разнице на входе и выходе 35 ºС. (См. также: Какой водонагреватель лучше)
Ответ: чтобы не связываться с теплоемкостью воды и прочими формулами, оцениваем данные. В нашем пример разница составляла 37 ºС, а скорость 4 литра в минуту. Это значит, что можно приближенно умножить 11,1 кВт на ¾, получится чуть завышенный результат. В конечном итоге можно порекомендовать выбрать ТЭН на 8 кВт. Проточный водонагреватель 7 кВт мощностью задачу явно не осилит.
Обратите внимание, что в типичной квартире такой прибор даже подключить не удастся. Просто щиток на это не рассчитан. Современные дома строят с повышенными возможностями. Во многих из них имеется и канал под вытяжку или газовые колонки, несколько лифтов, не обошел прогресс и сеть питания электричеством. В домах высокой этажности допускается подключать более мощные приборы без согласования. Подробнее об этом можно узнать у электриков. Мы связываем это с тем, что сегодня очень популярны духовые шкафы с принудительной конвекцией. А такие вполне закономерно работают на электрическом токе.
Проточный водонагреватель для систем отопления
Вполне естественно, что застройщики ориентируются на спрос, отвечая потребностям людей в достойном быте. Сегодня предлагаем сконструировать прибор для отопления. Для начала посчитаем мощность нашего водонагревателя, которая потребуется, чтобы в доме было тепло. Документация по вычислению всех параметров системы отопления стоит денег. Если хотите, можете их заплатить какому-нибудь магазину. Название бумаги – EN 15316-2-1. В электронном виде стоит порядка 400 рублей. Мы предлагаем довериться сайту, где рассказан упрощенный метод: (См. также: Накопительный водонагреватель своими руками)
- Подсчитывается объем каждого помещения в доме в отдельности. Сюда входят коридоры, предбанники и прочие закутки наравне с гостиной и столовой.
- Найденные объемы помещений суммируются и получается некая цифра. Считается, что для средних регионов РФ на один кубический метр должно приходиться 40 Вт мощности котла (в нашем случае электрического проточного водонагревателя).
- Имеются и другие методики расчета. Здесь уже фигурирует площадь. Мы полагаем, что высота потолков берется стандартной и составляет порядка 2,7 метра. В этом случае на каждые 10 квадратных метров площади в зависимости от региона должно приходиться:
(См. также: Как работает накопительный водонагреватель)
- Север – 1,5-2 кВт.
- Москва – 1,2-1,5 кВт.
- Юг – 0,7-0,9 кВт.
- Затем по методике просчитываются мощности излучения радиаторов при заданной температуре теплоносителя (дистиллированной воды). Выбирается количество и тип. Из мощности и температуры станет понятно, с какой скоростью прокачивать воду. Сайт ЭВАН любезно предоставляет нашему вниманию калькулятор, который берет на входе скорость прокачки, начальную и конечную температуры воды, а выдает мощность. Мы считаем, что несложно опытным путем по этому калькулятору подобрать нужные параметры.
Пример. У нас имеется помещение на 220 кубических метров. Пусть на каждый из них приходится по 40 Вт мощности, получается в итоге, что нужен проточный водонагреватель на 8,8 кВт. На сайте ЭВАН имеется галка «с запасом». В ходе начальной прикидки снимаем ее. Пусть у нас должна быть начальная температура 8 ºС, а конечная 70. Получается, что скорость прокачки составит порядка 2 литров в минуту. И вот здесь в ход идут потери тепла (недаром точная методика расчета стоит денег). Теперь ставим галку с запасом и выполняем расчет еще один раз. Получается 9,3 кВт. Это получилась цифра, которая учитывает только собственные потери прибора. На практике мы бы рекомендовали прибор на 15 кВт, и не меньше, для указанного объема.
А что у нас получается по второй методике? Площадь помещений составляет порядка 80 квадратных метров (при потолках 2,7 метра высотой). Посчитаем для Москвы нужную цифру. Нижний предел дает 9,6 кВт, верхний – 12. Эти методики достаточно общие и не учитывают теплоизоляцию помещений, но ориентируются все же на какие-то строительные нормы и в целом дают результат одного порядка. А значит, в общем случае при конструировании проточного водонагревателя ими можно руководствоваться. Наконец, тем, кто жаждет большей точности, рекомендуем посетить сайт teplodvor, где имеется дотошный калькулятор, который учитывает многие факторы, которые у нас как-то опущены. Прямо сейчас мы идем туда, чтобы подставить все значения и получить третью цифру! Ждите…
Обратите внимание, калькулятор не приемлет потолки выше 3-х метров и не считает по внутренним стенам. Для дома с четырьмя здоровенными деревянными окнами (2х2 метра), высотой потолка 2,7 метра, кирпичной кладкой в три ряда и некоторыми другими подробностями мы получили цифру 12 кВт. Видно, что порядок ее тот же самый. Таким образом методики действительно примерно работают. Единственно, нужно обращать внимание на климат. Далеко не везде на юге так уж тепло. Вспомните хотя бы хабаровские зимы.
Берем за нужную цифру 12 кВт и возвращаемся на калькулятор сайта ЭВАН, чтобы уточнить скорость циркуляции воды. У нас получилось примерно 2,6 литров в минуту. Именно с такой скоростью должен работать рециркуляционный насос самодельного электрического проточного водонагревателя. Набираем каскад из четырех спиралей по 3 кВт каждая. Вставляем все друг за другом в горизонтальную трубу достаточно большого диаметра и длины. Привариваем донца с выходными штуцерами, и, собственно, конструкция для дома объемом 220 кубических метров готова. Водонагреватель проточный сделать своими руками оказалось очень просто. Не забудьте поставить его на раму и снабдить терморегулятором на всякий случай. Неплохо бы еще контролировать температуру рециркуляционным насосом и прямо через его реле запитывать наш прибор.
Некоторые коррективы к проекту
При ведении расчета мы предполагали нагрев от 8 до 70 ºС. Но на самом деле это актуально только для горячего водоснабжения. Контур отопления замыкается обратной ветвью, где температура будет порядка 55 ºС. Ее нужно будет замерить практически (расчет вести слишком долго), насос регулируется сообразно. То есть скорость циркуляции выходит 10,6 литра в минуту. Это уже более реальная цифра, в соответствии с ней выбирается и оборудование. Про радиаторы мы уже сказали, каждый имеет определенную мощность при температуре 70 ºС, выбирайте подходящий.
А вот делать проточный газовый водонагреватель своими руками мы не советуем. Это не только противозаконно, но и угрожает безопасности всего дома. Видели на Ютуб видео, что бывает, когда перегревается обычный бойлер из-за нарушения работы котла? Очень познавательно! Летает лучше петарды, почти на орбиту выходит. Мы закончили обсуждение того, как сделать проточный водонагреватель. До встречи!
