Обвязка водонагревателя накопительного электрического

Для комфортного проживания в доме, когда хочется постоянно пользоваться горячей водой, а не зависеть от ремонтного графика монополистов, способных отключить эту воду на неизвестное количество дней, многие задумываются о приобретении бойлера.

Чаще всего выбор падает в сторону накопительного водонагревателя. Они бывают разных фирм Аристон, Дражице, Бакси и т.д., форм и конструкций — плоскими, цилиндрическими или вытянутыми.

Монтаж труб холодной и горячей воды у них может и отличаться, однако подключаются в сеть 220В они все однотипно.

Многие ошибочно полагают, для того чтобы подключить бойлер, достаточно воткнуть вилку в розетку и о большем не беспокоиться. Однако забывают, что именно в бойлере, в случае нарушения изоляции, через воду может произойти непосредственный контакт электричества с человеком.

выбор сечения питающего кабеля (зависит от мощности бойлера)

выбор автоматического выключателя для питания эл.сети бойлера

выбор розетки

При ремонте в новых квартирах, на бойлер обычно проводят отдельную проводку непосредственно от щитка. Если же вы хотите подключить бойлер к старой общей проводке, на которой уже подключено несколько розеток, обязательно убедитесь, что она выдержит мощность бойлера.

В большинстве случаев, при мощности до 3,5квт, проводка должна быть выполнена 3-х жильным медным кабелем ВВГнГ-Ls, сечением не менее 2,5мм2.

Трехжильный кабель необходим для того, чтобы обеспечить постоянную связь с заземлением.

Автомат подключения бойлера выбирайте двухполюсный. Номинальный ток автомата 16А (достаточно при мощности бойлера до 3,5 кВт).

При нагрузке до 2кВт подойдет автоматический выключатель с номинальным током 10А.

Если бойлер подключается от розетки, то розетка должна иметь степень защиты IP44. Это розетки для помещений с повышенным уровнем влажности.

Запомните, что розетку в ванной можно размещать только в определенных местах. И есть зоны где это делать категорически запрещено. Подробнее об это можно прочесть в статье "Розетка в ванной комнате — 5 правил размещения".

Если в ней написано, что данный бойлер можно подключать двумя способами

напрямую

и через штатный шнур питания

то здесь гарантии вы не лишитесь.

К тому же при необходимости демонтажа аппарата со стены, при наличии вилки, вам не потребуется вызывать электрика для его отключения от питания. Вытащил вилку, снимай, переставляй, делай что хочешь.

Мощные бойлеры свыше 3,5квт, следует подключать только напрямую через автоматический выключатель, розеточное подключение здесь не допустимо.

Кабель нужно заводить так, чтобы не было пересечений с водопроводными трубами и местами будущего крепежа нагревателя.

В питающей линии бойлера обязательна установка УЗО — устройства защитного отключения. Его по току выбирайте на один порядок выше, чем ток автомата.

Ток утечки для УЗО – 10мА или 30мА.

Почему лучше 10мА, а не больше, можно понять из вот этой таблички воздействия тока на организм человека:

Существенный минус здесь, что на 10мА защита может ложно срабатывать. Особенно если у вас водонагреватель висит уже не первый год и в местах подключения клемм нередко образуется вот такой конденсат и влага.

Как проверить ложное это срабатывание или неисправен сам ТЭН? Для этого воспользуйтесь мультиметром.

Выключаете питающий автомат или вытаскиваете вилку с розетки и отсоединяете штатное заземление с корпуса титана.

Затем снимаете клеммные зажимы с самого тэна, и с помощью щупов измеряете сопротивление между корпусом бойлера и нагревательным элементом.

При исправности тэна, показания на экране мультиметра должны стремится к бесконечности, то есть быть примерно вот такими:

При пробое и повреждении нагревателя они будут либо нулевыми, но чаще всего могут составлять несколько сотен и даже килоОм. На фото ниже именно такой вариант

500кОм.

Очень часто, во многих последних моделях бойлера, УЗО с током утечки на 15мА уже идет встроенным в кабель для подключения к розетке. В этом случае устанавливать дополнительный аппарат защиты от тока утечки в щитке может и не потребоваться.

Однако не забывайте, что такое встроенное УЗО будет защищать от утечки только при повреждении в самом нагревателе, но никак не защитит вас при неисправности непосредственно в розетке или питающей проводке до нее.

Как найти такие и другие подобные неисправности и к чему это может привести, можно ознакомиться в статье ”Бьет током в ванной. 5 причин и что делать?”

А что делать, если вы не специалист в электричестве и сами не можете или не хотите лезть в электрощиток, дабы смонтировать там все требуемые аппараты защиты. Но при этом обезопасить себя все равно нужно.

Включаете ее в существующую розетку в ванной, а уже через нее втыкаете вилку от шнура бойлера.

Будет ли срабатывать устройство защитного отключения на бойлер, если у вас нет заземления? Будет. Эти две системы при работе вместе призваны дополнять друг друга.

В случае утечки тока на бойлере без заземления, аппарат защиты отработает лишь тогда, когда вы непосредственно прикоснетесь к баку или к воде из него (при включенных ТЭНах).

Схема подключения бойлера через розетку:

Электрическая схема водонагревателя:

Условная схема без розетки напрямую с щитка:

установка розетки непосредственно под самим бойлером

Делать этого категорически нельзя. Розетки должны быть вынесены в сторону от нагревательного прибора и размещены выше смесителей. Не забывайте о предохранительном клапане и возможных протечках.

Клапан сработает как последняя ступень защиты, если термостат отказал. Кстати термостат нужно проверять в первую очередь, когда лампочка на панели не светится, и тэны не греют. Смотрите в каком положении кнопочка на элементе, она может быть "выбита".

частой ошибкой при подключении аппарата напрямую в розетку, является желание отключить прибор путем выдергивания вилки в тот момент, когда вода еще не нагрелась и нагреватель все еще работает

Если его мощность достигает 3,5кВт, то при таком разрыве контактов может возникнуть искрение, с образование дуги. А так как ванная это помещение с повышенной влажностью, последствия могут быть не предсказуемыми.

нельзя включать в сеть пустой бойлер без воды

ТЭН который установлен внутри, требует водяного охлаждения. Без него он попросту перегорит и выйдет из строя. Поэтому перед каждым включением проверяйте наличие воды в бойлере.

И вообще не рекомендуется держать титан без воды. Это уменьшает срок его службы. В полном баке содержится меньше кислорода, а соответственно и риск коррозии уменьшается.

Плюс магниевый анод, который тоже защищает от образования ржавчины, работает только при заполненном баке.

подключение водонагревателя только через УЗО, либо только через автомат

Эти два аппарата защиты должны дублировать друг друга. УЗО защищает от тока утечки, а простой автомат от перегрузки и коротких замыканий.

Если позволяет бюджет, то вместо этих двух защитных элементов можно установить один дифф.автомат, он заменит оба прибора.

С. Дейнеко

Часто при установке бытовых навесных емкостных водонагревателей потребители не задумываются о таком важном факторе, как возможные колебания давления воды в баке. А они зависят не только от рабочего давления в трубопроводе холодной воды, но и от такого явления, как тепловое расширение. Нивелировать его воздействие и таким образом продлить срок эксплуатации водонагревателю возможно путем применения правильной схемы его подключения (обвязки)

С каждым годом растет количество людей, отдающих предпочтение использованию индивидуальных электрических водонагревателей (электрического бойлера). Причины тому – отключения горячей воды в летний период (в этом случае устройство используется сезонно). Кроме того, водонагреватели устанавливают на предприятиях – в целях экономии тепла на отдаленных участках тепловых сетей (исключение потерь в трубах). Да и для многих жителей городов Украины, где давно и бесповоротно отключены системы централизованного ГВС, водонагреватель является уже обыденным предметом домашнего интерьера.

Однако, не смотря на распространенность, нередко можно встретить явные ошибки при монтаже и в обвязке водонагревателей. И, в первую очередь, необходимо обращать внимание на борьбу с избыточным давлением.

Истоки проблемы

Еще со школьного курса физики все мы усвоили правило, что при охлаждении тела сужаются, а при нагревании – расширяются. Это также относится и к воде в ее привычном жидком состоянии.

Относительное изменение объема тела, происходящее в результате изменения его температуры на 1 К при постоянном давлении обозначается коэффициентом объемного теплового расширения β. Он рассчитывается по формуле:

где V – объем жидкости; ∂V – изменение объема жидкости; ∂T – разность температур.

Вода, в зависимости от ее температуры, имеет различный коэффициент объемного расширения (табл.). При этом, чем выше температура, тем, соответственно, выше и данный показатель.

Таблица. Коэффициент объемного теплового расширения воды в зависимости от ее температуры

Это объясняется, в частности, тем, что c повышением температуры воды, уменьшается ее плотность. Так, при температуре воды 0°С ее плотность ρ₀ составляет 0,9998 кг/дм 3 , а при 100°С – уже 0,9583 кг/дм 3 . Так как удельный объем воды обратно пропорционален плотности, то колебания объема воды составит:

Δv = 1/ρ100 — 1/ρ₀ = 1,0435 — 1,0002 = 0,0433.

Таким образом, при нагреве от 0 до 100 °С вода увеличивает свой объем по сравнению с первоначальным на 4,33%.

В реальных условиях, конечно, перепад температур не такой значительный, однако даже дополнительные 1–2% в замкнутой системе, которую представляет собой система ГВС с водонагревателем, могут стать фатальными для элементов гидравлической системы и водонагревателя, прежде всего.

Изменение давления при температурном расширении без учета деформации элементов системы можно рассчитать по формуле:

где β_t – коэффициент температурного расширения воды 1°/С; Δt – изменение температуры воды, °С; β_v – коэффициент объемного сжатия воды, 1/Па.

Расчеты показывают, что в жесткой замкнутой системе изменение давления составляет порядка 3 бар/°С. Данное повышение несколько компенсируется расширением элементов системы, в частности, труб. В стальных трубопроводах, с учетом их деформации повышение давления составит в среднем 2,2 бар/°С. При использовании полимерных и металлополимерных труб – 1,2 бар/°С.

Проиллюстрируем изменение давления на примере показаний манометра (рис. 1), установленного после регулятора давления, при различных режимах работы водонагревателя, в обвязке которого отсутствует обратный клапан или расширительный бак. При этом регулятор поддерживает постоянное давление только в том случае, когда не происходит нагрев воды. Давление в системе холодного водоснабжения до регулятора составляет 7,0 бар. Установленное давление воды на регуляторе – 3,3 бар.

Рис. 1. Показания манометра в обвязке водонагревателя:
а) давление при включенном нагреве воды; б) давление при разборе воды; в) давление при отсутствии разбора и выключенном нагреве воды

Таким образом, чтобы избежать критического повышения давления, в зависимости от ситуации, необходимо использовать в обвязке водонагревателя предохранительный клапан, регулятор давления, обратный клапан или расширительный бак. Рассмотрим кратко основы работы и применения этих устройств.

Устройства ограничения давления

Предохранительный клапан (рис. 2) является обязательным для установки. Ведь многие современные модели напорных водонагревателей, как правило, рассчитаны на рабочее давление до 8 бар. Обычно предохранительный клапан входит в комплект поставки водонагревателя, однако может приобретаться и отдельно. Его принцип работы основан на том, что, он, во-первых, предотвращает противоток воды в трубопровод подачи, во-вторых, при определенном превышении давления в баке избыточный объем воды дренируется через патрубок в отведенную для этого емкость или напрямую в канализацию. Дренаж может производиться автоматически или вручную (в устройствах рычажного типа). Предохранительный клапан настроен в заводских условиях и не может быть перенастроен.

Рис. 2. Предохранительный клапан

Рис. 3. Регулятор давления воды

Использование регуляторов позволяет не только обезопасить систему от внешних воздействий колебаний давления, а и более экономно расходовать воду.

Однако само по себе наличие регулятора давления не гарантирует (по вышеуказанной причине явления теплового расширения) безопасность эксплуатации водонагревателя. Дело в том, что регулятор ограничивает давление воды на вводе. Тем временем вода, расширяясь при нагревании, начинает давить на регулятор со стороны выходного патрубка. Это приводит к некорректной работе регулятора и проскокам давления.

Помимо возрастания риска превышения некоторого предельного давления для элементов системы, это приводит еще и к потерям тепла и энергоносителей. В крайнем случае, при использовании системы ГВС от водонагревателя в многоквартирном доме это может привести к тому, что у соседей из крана холодного водопровода может потечь горячая вода. Поэтому рекомендуется на участке от предохранительного клапана (служащего для защиты бака от избыточного давления при тепловом расширении) до регулятора устанавливать обратный клапан (рис. 4). Он будет способствовать тому, чтобы вода из водонагревателя не поступала обратно в трубопровод холодной воды.

Рис. 4. Обратный клапан

Однако и этого может оказаться недостаточно, если эксплуатируется водонагреватель большого объема (свыше 80 л). В этом случае, по аналогии с системами индивидуального отопления, стоит предусмотреть в обвязке водонагревателя расширительный мембранный бак (рис. 5). Его емкость рассчитывается исходя из необходимости компенсации 10% от объема водонагревателя. То есть для водонагревателя объемом 100 л необходим расширительный бак емкостью 10 л.

Рис. 5. Расширительный бак

Использование данного устройства исключает дренаж «лишней» воды из патрубка предохранительного клапана, а, значит, и связанные с этим неудобства и потери воды.

Резюме

Таким образом, можно сделать вывод, что в идеальном случае обвязка водонагревателя должна быть такой, как на представленной схеме (рис. 6).

Рис. 6. Обвязка водонагревателя индивидуальной системы ГВС:
1 – термостатический смесительный клапан; 2 – выход горячей воды; 3 – смесители; 4 – электрический водонагреватель; 5 – вход холодной воды; 6 – предохранительный клапан; 7 – слив воды из бака в случае необходимости очистки или замены (подключение к канализации); 8 – централизованная магистраль системы ГВС; 9 – тройник для переключения централизованного и индивидуального ГВС; 10 – фильтр механической очистки ХВС; 11 – централизованная магистраль ХВС; 12 – расширительный мембранный бак; 13 – обратный клапан; 14 – регулятор давления

Кроме всего вышерассмотренного, на представленной схеме в обвязке предусмотрен термостатический смесительный клапан (рис. 7).

Рис. 7. Термостатический смесительный клапан

Он обеспечивает смешение нагретой в водонагревателе и холодной воды, поддерживая температуру на выходе в диапазоне 30…60 °С, тем самым увеличивая производительность и эффективность водонагревателя. Одновременно с этим ограничивается температура для защиты от ожогов, чтобы вода из водонагревателя напрямую не поступала на смеситель. А для предохранения водонагревателя и домашней сантехники от попадания механических загрязнений (ржавчины, песка и т.д.) из центрального водопровода на входе в водонагреватель может применяться фильтр тонкой механической очистки.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Сегодня мы попробуем классифицировать общеизвестную информацию об установке электрических накопительных водонагревателей. Рассмотрим схемы гидротехнической обвязки, её функции и сделаем выводы — какой монтаж будет технически верным, а какой не будет.

Размещение и механический монтаж

Хорошо известно, что электрический бойлер в напорной водопроводной системе абсолютно не чувствителен к разнице уровней между ним самим и точками водоразбора. И тем не менее, свои требования к высоте установки есть. Она должна быть не слишком большой, дабы не вносить излишние трудности в процесс закрепления бака, и в то же время не слишком низкой, чтобы не было ощутимого «хищения» пространства.

Учтите, что участок стены от 30 до 50 см сразу под бойлером должен быть свободен от коммуникаций и прочих стационарных предметов: здесь монтируется запорная арматура бака и прочие элементы его обвязки. Если бак установлен в кессон или нишу, либо его обвязка скрыта, предусмотрите наличие в фальшь-стене ревизионных дверец для прямого доступа к черновой сантехнике.

Еще одна небольшая тонкость: у большинства водонагревателей выводы располагаются сразу за блоком управления для менее заметной разводки коммуникаций. Поэтому высота установки бака должна быть такой, чтобы весь блок управления находился, в среднем, чуть ниже плеч.

Типовая схема обвязки

Сразу оговорим несколько простых правил сантехмонтажа в контексте установки бойлера. Прежде всего, нежелательно использование гибких соединительных трубок. Резьбовые отводы бака нужно сразу же поворачивать уголками к стене, а затем спускать по ней (или провести сквозь) с последующей установкой двух кранов. Для отвода горячей воды допускается использовать PP-R арматуру, например, резьбовой угловой переход с МРВ.

А вот на вводе холодной воды лучше упаковать на тефлоновый шнур бронзовый уголок «гайка-штуцер». Как и с поворотом горячего отвода, не забудьте предварительно посчитать витки, чтобы после упаковки уголки смотрели точно в стену. Металлическое соединение необходимо для установки группы безопасности, обычно она имеет две внутренние резьбы.

Дальше можно полностью переходить на пластиковые трубы. Сразу после того, как отводы бака поворачивают вниз, устанавливаются два шаровых крана в пластиковом корпусе. Еще лет десять назад запорной арматуре в этом месте не придавали большого значения, пока окончательно не утвердилось мнение, что бак должен обслуживаться как минимум раз в 2–3 года. Чтобы на это время все остальные точки водоразбора оставались работоспособными, нагреватель локализуется кранами. К слову, горячий кран явно необходим лишь при параллельной работе нагревательных приборов и для защиты от обратного перелива через смесители прямого действия.

Типовая схема обвязки накопительного водонагревателя: 1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — шаровые краны водонагревателя; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Вот и всё: это простейшая схема подключения, которая может быть дополнена разве что элементарным фильтром механической очистки. Строго говоря, электрический бойлер может работать вообще без обвязки, с одной только группой безопасности. Но, как мы убедимся позже, дополнительная арматура делает использование водонагревателя гораздо более удобным.

Обвязка для сезонного использования

В квартирах бойлеры чаще всего устанавливаются как вынужденная мера на период проведения плановых ремонтов теплосети. Большую часть времени водонагреватель простаивает и, хотя его рекомендуется держать в наполненном состоянии, постоянный проток воды может вызывать нанос отложений в ёмкость. Поэтому следует предусмотреть систему отключения бака от водопроводной системы, что довольно просто реализуется парой шаровых или одним трехходовым краном.

Если вы используете шаровые краны, один из них устанавливайте до места врезки горячего отвода в систему водоснабжения. Этот кран закрывается летом для предотвращения оттока воды в магистраль. Наличие крана на горячем отводе строго обязательно для ограничения протока в зимний период.

1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — трехходовой кран; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Один трехходовой кран, установленный в месте врезки в горячую магистраль, также решает задачу переключения между режимами. Примечательно, что именно на трехходовых кранах наиболее просто и выгодно реализовать систему с несколькими водонагревательными приборами, соединёнными параллельным трубопроводом.

Забор воды при отключении подачи

Большинство накопительных водонагревателей имеют устройство закрытого типа и не сливают воду самотёком. Однако существует ряд дополнений обвязки, делающий возможным забор воды при отсутствии давления. Эти же дополнения позволяют наиболее легко опустошить бак, если он снимается для обслуживания.

Прежде всего, теория: горячий патрубок бака достигает самого верха ёмкости, холодный расположен внизу под колпаком рассеивателя. Слив воды происходит именно через холодный патрубок, а по длинной трубке горячего отвода в ёмкость подсасывается воздух.

Конструкция накопительного водонагревателя: 1 — подача холодной воды; 2 — ТЭН; 3 — бак; 4 — забор горячей воды; 5 — теплоизоляция; 6 — корпус

Наиболее простое решение — врезать в горячий отвод тройник до места установки шарового крана. Используя два этих крана, можно обеспечить баку подсос воздуха и пользоваться горячей водой из «холодного» трубопровода. Но такой подход не вполне безопасен: забыв перекрыть кран подсоса воздуха, вы рискуете затопить своё жильё при появлении давления в системе холодного водоснабжения.

Задача решается двумя способами. Первый — установка обратного клапана на кран подсоса воздуха на горячем вводе. Проблема в том, что в высокой трубке наполненного бака почти всегда есть небольшое количество воды, поэтому система работает не очень стабильно — водяной столб мешает открытию клапана даже если в баке есть относительное разрежение. Приходится стравливать воду из трубки вручную при первом открытии системы.

1 — тройник; 2 — обратный клапан; 3 — кран для подсоса воздуха

Также установка обратного клапана возможна в обход запорного крана холодного подвода. В этом случае клапан устанавливается встречно нормальному протоку воды, блокируя её поступление в бак при подаче напора. Как и прежде, эта задача может быть решена ещё меньшим количеством трехходовых кранов.

Обвязка с контуром рециркуляции

Одним из самых интересных нововведений сантехники XXI века есть добавление в сеть небольшого насоса, который постоянно прокачивает воду по замкнутой цепи горячего водоснабжения. Суть в том, что вам не придётся ждать, пока из системы протечёт остывшая вода. Хотя на первый взгляд это кажется слишком затратным (электричество для насоса + постоянные потери тепла), при правильном исполнении (суточный таймер и хорошая теплоизоляция труб) экономическая выгода от подобной системы растёт соразмерно с удалением точек водоразбора от бойлеров.

Сначала о компоновке насоса. Он устанавливается на линии, дублирующей трубу горячего водоснабжения до последней точки водоразбора. Обратный край линии рециркуляции подключается либо к специальному патрубку бойлера, либо напрямую к подводу холодной воды. Для разделения потоков в этом месте используется обратный клапан.

Обвязка накопительного водонагревателя с циркуляцией: 1 — краны водонагревателя; 2 — группа безопасности с обратным клапаном; 3 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 4 — потребители горячей воды; 5 — циркуляционный насос; 6 — обратный клапан; 7 — суточный таймер; 8 — накопительный водонагреватель

Насос управляется суточным таймером, включающим рециркуляцию только в часы максимального потребления, например с 5 до 9 и с 18 до 23 часов. Забор горячей воды возможен из любой точки петли рециркуляции, но чем дальше по протоку, тем сильнее вода остывает. Часто в систему рециркуляции врезают проточный полотенцесушитель. Чтобы иметь возможность отключать последний при ненадобности, используйте трехходовой кран на врезке в закорачивающую перемычку.

Обвязка без смесителя

В завершение расскажем о том, как лучше подключать бойлер в бане или летнем душе, где нет нормального смесителя. Конечно, регулировать нагрев воды можно термостатом, но накопительный нагреватель в этом вопросе недостаточно гибок.

Подключение водонагревателя без смесителя: 1 — вентиль-терморегулятор; 2 — краны водонагревателя; 3 — группа безопасности; 4 — кран для подсоса воздуха при сливе бака; 5 — водонагреватель

Для решения задачи между подводами бойлера устанавливается закорачивающая перемычка, снабжённая терморегулирующим вентилем для радиаторов отопления. Он предназначен для подкачки небольшого количества холодной воды. Устанавливать терморегулятор лучше сразу возле бака, чтобы за время протока по трубам вода успевала нормально перемешиваться. Работает подобная система одинаково хорошо при питании как от бака, так и от напорного водопровода.

Кончено, для удобного пользования системой регуляции температуры к ней придётся немного привыкнуть. Это происходит легче за счёт термостата бака и шкалы делений на терморегуляторе.