Чтобы исключить полное опустошение бака при максимальном расходе воды, необходимо присоединять разборную линию горячего водоснабжения к расширительному баку на высоте 100–160 мм от уровня его дна.
Совет
Используйте баки с эмалированной внутренней поверхностью – это залог долговечности нагревателя.
Разновидностью расширительных баков являются мембранные. Их емкость наполняют газом (например, азотом) или воздухом под давлением, за счет чего мембрана бака прогибается до определенного уровня. Повышение температуры увеличивает объем воды, что усиливает прогиб мембраны. А это, в свою очередь, повышает давление газа под мембраной и воды над ней.
Для защиты такого бака от повреждения установите на него предохранительный клапан.
Достоинства мембранных расширительных баков:
♦ снижение интенсивности коррозии;
♦ снижение потерь тепла (за счет уменьшения испарений);
♦ отсутствие необходимости установки в верхней части здания;
♦ экономичность монтажа.
Широкое применение для отопления и горячего водоснабжения нашли газовые водонагреватели типа АГВ, работающие на природном газе.
В их конструкцию входит емкость, предназначенная для аккумуляции нагретой воды. Таким образом, при использовании данных приборов не нужны дополнительные аккумуляторы.
Безнапорная нагревательная система используется при наличии в доме только одной точки водоразбора. Это система открытого типа. Горячая вода подается в водоразборные краны и смесители под небольшим давлением, которое полностью «гасится» в кране в местах подводки водопровода к теплогенератору. В такой системе расширительный бак также выполняет функцию аккумулятора. Если водоразбор горячей воды отсутствует, то вода поступает прямо из бака в трубопровод и к отопительным приборам.
В систему включена воздушная линия, препятствующая разрежению в трубе, которое может возникать из-за расположения водоразборных точек ниже расширительного сосуда.
Для уравнивания давления горячей и холодной воды рекомендуется установка уравнительного бака.
К безнапорным водоподогревателям относятся, в частности, электрические подогреватели воды и водогрейные колонки, работающие на твердом топливе.
Водогрейные колонки устанавливаются в ванных комнатах либо в кухнях – в специально отгороженном месте. Они используются в частных домах при наличии печного отопления и при отсутствии газовой подводки.
Основная деталь водогрейной колонки – цилиндрический корпус, состоящий из листовой стали толщиной, как правило, до 3 мм. Внутри корпуса находятся топка и газовый теплообменник (рис. 1.8). Место заполнения колонки водой – между кожухом и трубой. Подача холодной воды осуществляется через смеситель, забор горячей – через вентиль горячей воды. Переключение смесителя обеспечивает подачу воды в душевую.
При печном отоплении водогрейную стальную колонку монтируют в кухонный очаг.
Бесспорными преимуществами обладают системы отопления с использованием электроэнергии.
Рис. 1.8. Схема водогрейной колонки:
а – с чугунной топкой; б – со встроенной стальной топкой; 1 – водяной бак; 2 – топка; 3 – смеситель; 4 – кольцо топки; 5 – сливной штуцер; 6 – заполнитель из смеси глины с асбестом; 7 – подставка
Достоинства электронагревателей:
♦ удобство эксплуатации;
♦ экономичность;
♦ компактность;
♦ высокие санитарно-гигиенические показатели.
Устройство электронагревателей воды представлено на рис. 1.9.
Электронагреватели классифицируют на проточные (скоростные) и накопительные (емкостные).
Соединительная вставка проточных электронагревателей подает к ним воду прямо из водопровода. Оптимальный способ их установки – стыковка шланга душевого смесителя с входным отверстием водонагревателя.
Рис. 1.9. Схема электронагревателя воды:
1 – трубчатый нагреватель; 2 – емкость; 3 – регулятор; 4 – кожух; 5 – холодная вода; 6 – горячая вода
К их достоинствам можно отнести: ♦ высокотехнологичность изготовления;
♦ высокую производительность (до 6 л горячей воды в минуту);
♦ надежность и удобство эксплуатации;
♦ компактность.
Накопительные электронагреватели состоят из емкости (бака), нагревающей воду до +70 °C. Время подогрева зависит от объема бака. Когда вода станет нужной температуры, ТЭНы (нагревательные элементы внутри накопителя) автоматически отключаются. Предусмотрено также восстановление объема воды путем автозабора из водопроводных систем.
Совет
Прежде чем приобрести накопительный водонагреватель, следует произвести расчет потребления горячей воды на всех членов семьи. Это поможет в выборе наиболее подходящей для вас модели. Объем накопительного нагревателя, подключенного к душу, должен быть не менее 50 л.
Считается, что накопительные нагреватели потребляют меньше энергии. Это связано с меньшей потребляемой мощностью в отличие от проточных. Однако накопительные требуют больше времени для нагрева воды, тогда как проточные нагревают воду моментально за счет большей мощности. Экономичность работы проточных нагревателей возможна лишь в случае расхода электроэнергии только во время эксплуатации воды, тогда как накопительные требуют постоянной «подпитки» электричеством.
Нагреватели, относящиеся к напорной нагревательной системе, имеют объем до 1000 л и обслуживают несколько водоподающих устройств (многоточечный водоразбор). Напорная система находится под постоянным давлением.
Такие подогреватели оснащены закрытым воздухосборником, вверху которого располагается водоподающая линия. Удаление воздуха происходит через водоразборные краны. Постоянный контроль водяного давления при многоточечном водоразборе – гарантия одновременной и бесперебойной работы водоподающих устройств.
Примечание
Для небольшой семьи идеально подходят настенные напорные водонагреватели (объемом до 200 л).
Во многих странах мира (особенно в южных, где повышенная солнечная активность) в качестве альтернативного источника энергии постепенно завоевывают популярность солнечные батареи (рис. 1.10). В нашей стране также налажено их производство (в частности, в Краснодарском крае).
Рис. 1.10. Реальность XXI в.: солнечные батареи могут и воду нагреть, и снабдить аккумулятор электричеством (фото автора, 2009 г.)
Основное место установки солнечных батарей – крыша дома, угол расположения – от 30 до 50°. Это способствует максимальному поглощению батареей солнечных лучей.
Днем при активном солнце солнечная батарея работает в максимальную силу, энергия идет по прямому назначению: нагревает аккумулятор (бак с водой) и дает заряд аккумуляторной батарее. Ночью или в пасмурную погоду тепло от аккумулятора поступает в систему отопления и горячего водоснабжения, и аккумуляторная батарея вырабатывает электроэнергию (рис. 1.11). Основное отличие солнечных батарей от других источников электропитания – отсутствие угрозы короткого замыкания.
Рис. 1.11. Ноу-хау Ю. Казакова – установка для подогрева воды с солнечной батареей и баком – аккумулятором горячей воды (схема): 1 – солнечная батарея; 2 – аккумулятор горячей воды; 3 – расширительный бак; 4 – нагревательный элемент; 5 – электронагреватель; 6 – водопровод; 7 – трубопровод горячей воды; 8 – канализационный сток
Различают солнечные батареи (фотоэлементы) и солнечные коллекторы. Фотоэлементы обладают низким КПД, зато коллекторы на 20 лет могут обеспечить энергией для горячего водоснабжения и отопления семью из трех человек. Стоимость этой установки – около $3000.
Средняя мощность солнечной батареи площадью 10 м2 в летние месяцы – 1 кВт в течение 5 ч. Зимой, за счет короткого светового дня, отдача уменьшается в 5 раз. КПД солнечных элементов зависит от поглощения поверхностью батареи света. Даже кратковременное исчезновение солнца снижает выходную мощность на 50 % и более.
Оптимальной энергосистемой для дома будет следующая: солнечные батареи, ветрогенератор (ветряк) и бензогенератор. Все эти устройства «страхуют» друг друга, обеспечивая бесперебойную выработку энергии, и контролируют уровень заряда аккумуляторов, чтобы исключить их полное разряжение. Стоимость такой системы – $7000–8000.
Глава 2
Удобства в дом: канализация