Статьи

Трехфазные проточные водонагреватели в загородном доме

27 Фев 2010

Проточный водонагреватель, использующий для работы напряжение 380 В, является наилучшим решением для обеспечения комфортного и наименее затратного горячего водоснабжения в загородном доме или на предприятии, особенно если отсутствует подвод газа.


Некоторых смущает слово «трехфазный» ввиду отсутствия опыта общения с оборудованием такого типа. На самом же деле, рано или поздно нормальную сеть в здание вести все равно придется — выделяемый изначально объем электричества обычно слишком мал для удовлетворения всех нужд домовладельца, даже если в первое время такого впечатления не возникает 

Мощность

На рынке продаются трехфазные водонагреватели мощностью до 30 кВт (это бытовой сегмент; существуют также промышленные серии мощностью до 120 кВт). Такие водонагреватели позволяют без проблем нагревать воду одновременно для двух-трех водоразборных точек с любой температурой холодной входящей воды. Если точек запланировано больше, то рекомендуется использовать несколько приборов. Некоторые трехфазные проточники умеют догревать уже горячую воду — для таких температура входящей воды может достигать 60 °C. Поскольку более двух точек водоразбора в одном месте встречаются крайне редко, установка своего проточника вблизи каждой группы смесителей предпочтительнее с точки зрения теплопотерь в трубах.

Расчет требуемой мощности проточного водонагревателя ведется по формуле:

где P — требуемая мощность для нагрева данного объема воды на указанную разницу температур, Вт;

c — удельная теплоемкость воды, которая при 10 °C равна 4,192 кДж/(кг⋅°C);

m — масса нагреваемой воды, кг;

Δt — разница температур нагретой и нагреваемой воды, °C;

τ — время нагрева, с.

Для простоты расчетов допустим, что удельная теплоемкость воды c равна приблизительно 4,2 кДж/(кг⋅°C), а масса воды m [кг] численно равна ее объему V [л] (m = ρV, где ρ — плотность воды, которая в нашем случае — при 10 °C — равна 0,99973 г/см3).

Комфортная температура для теплой воды составляет 40–45 °C (душ) или 50 °C (мытье посуды). Приемлемый минимальный проток равен 4 л/мин., для душа — 6 л/ мин. С комфортным протоком сложнее, поскольку он зависит от индивидуальных особенностей используемого смесителя и типа водоразборной точки. Так, большая часть импортной водоразборной арматуры снабжена ограничителями протока до 6 л/мин. Для налива же, допустим, ванны требуется, напротив, как можно более интенсивный проток, чтобы вода не успела остыть прежде, чем ванна наполнится. Одним словом, лучше провести самостоятельные измерения посредством расходомера или счетчика воды. При их отсутствии можно открыть смеситель на желаемый проток и, засекая время, наполнять какую-либо градуированную емкость.

Для снижения протока используются разные приспособления и ухищрения, к примеру, душевые насадки с узкими отверстиями, позволяющими компенсировать напор при уменьшении протока. Но особо усердствовать не стоит — при определенном значении протока (это значение можно узнать из технической документации к прибору) водонагреватель просто выключится. При расчетах следует также иметь ввиду, что в зимний период температура холодной воды может сильно отличаться от летней, особенно если водоснабжение дома обеспечивает колодец или скважина.

Итак, несложный расчет показывает, что для одновременного обеспечения, допустим, кухонной мойки и душа потребуется проточный водонагреватель мощностью чуть более 27 кВт: В качестве исходных данных в примере использовались: проток (душ) — 6 л/мин., проток (мойка) — 4 л/мин, температура холодной воды — 5 °C, температура нагретой воды (душ) — 40 °C, температура нагретой воды (мойка) — 50 °C. Не стоит забывать, что в Европе стандарт трехфазного напряжения — 400 В, в России же — 380 В. То есть указанная для импортного прибора мощность в России будет несколько меньше. 

Электричество

Теперь самый интересный вопрос — где же взять необходимое электричество? Как правило, к загородному дому стандартно подводится весьма слабая электросеть, и притом однофазная. Наилучшим выходом при выборе трехфазного проточного водонагревателя будет подключение к общепоселковой электросети через индивидуальный понижающий трансформатор. Точка подключения предоставляется бесплатно (в Мосэнерго) или за дополнительную плату. Трансформаторная подстанция может быть установлена, в зависимости от мощности и индивидуальных условий, в отдельно стоящих строениях, на столбах, опорах или мачтах. Столбовые трансформаторы — наиболее распространенный вариант для небольшого количества пользователей. Комплектная трансформаторная подстанция столбового типа имеет мощность от 25 до 250 кВА и представляет собой однотрансформаторную подстанцию тупикового типа наружной установки, которая служит для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 6 или 10 кВ (наибольшее напряжение 7,2 или 12 В соответственно), преобразования ее в электроэнергию напряжением 0,4 кВ (т.е., проще говоря, 380 В) и энергоснабжения ею отдельных населенных пунктов, промышленных и прочих объектов. Столбовая трансформаторная подстанция состоит из высоковольтного шкафа ввода, низковольтного шкафа и платформы с трансформатором. Трансформатор устанавливается открыто и защищен от атмосферных осадков козырьком. Для защиты силового трансформатора от междуфазных коротких замыканий на стороне высшего напряжения установлены предохранители. Защита от перегрузки и коротких замыканий отходящих линий 0,4 кВ осуществляется комбинированными расцепителями выключателей. Опциональные схемы предусматривают учет активной энергии на вводе, счетчики учета энергии на выходе и автоматическое включение и отключение уличного освещения.

Процесс строительства сети проходит те же этапы, что и электроустановка дома: заявка, проектирование, согласование в Энергонадзоре, подписание договора с Энергосбытом, подключение. После постройки и оборудования подстанции оформляется Акт о разграничении собственности с электросетями — проводится черта между личными владениями и энергосетью. Если трансформатор находится в собственности домовладельца, последний несет всю полноту ответственности и трат за обслуживание личной трансформаторной подстанции и сети, а также имеет право подключать к ней соседей. Если собственность передается энергоснабжающей организации, то обслуживать трансформатор будет она, но тогда нет гарантии, что с ними никто не договорится, не «запитается» от них и не снимет большую мощность — такую, что инициатору установки перестанет хватать. Перед тем, как ставить подстанцию, неплохо бы походить по поселку — возможно, уже кто-то повесил себе на столб трансформатор, и есть шанс договориться о подключении к его системе. Ну или хотя бы контакты необходимых инстанций взять.

Собственная трансформаторная подстанция не гарантирует отсутствие перепадов напряжения в электросети, поэтому между сетью и потребителем электроэнергии (в данном случае, проточным водонагревателем) рекомендуется также установить стабилизатор напряжения сети, который будет поддерживать уровень напряжения в 380 В и защищать прибор от перенапряжения, высоковольтных импульсов и просадок напряжения. Это особенно важно, если выбранный проточный водонагреватель — электронный: пониженное напряжение, как и его перепады, сокращают ресурс работы находящихся в приборе блоков питания, т.к. в таком режиме они работают с перегрузкой.

К нестабильному напряжению также весьма чувствительна вся электронная начинка проточника — начинает неправильно интерпретировать показания датчиков, теряет введенные в память данные, при сильных скачках может даже сгореть. Если выбранный тип проточника — гидравлический с механическим переключением ступеней мощности, то проблемы в электросети, скорее всего, вреда не нанесут. Зато в любом случае стоит задуматься о том, что водонагреватель является не изолированным прибором, а звеном в цепочке подачи воды. То есть, если даже сам проточник и уцелеет после скачка в электросети, то сломаться могут другие элементы, к примеру, насос, качающий воду из скважины. А это, во-первых, оставит дом и без холодной воды тоже, а, во-вторых, создаст в трубе воздушную пробку, из-за которой нередко сгорают спиральные нагревательные элементы.

Вода

А теперь поговорим о параметрах нагреваемой воды, т.е. воды, которую проточник получает для нагрева из водопроводной сети или из колодца/скважины.

Давление и проток

Первый вопрос, который предстоит решить — это давление, под которым подается вода. Оно не должно превышать указанного в инструкции значения и также не быть слишком низким. Повышенное давление в центральном водопроводе устраняется установкой редуктора, в индивидуальной системе — подбором правильного гидробака. Эти меры продлят срок службы не только водонагревателю, но и прочим установленным в здании сантехническим приборам. Если в водопроводной сети имеют место колебания протока воды, то рекомендуется проточник с электронным управлением: он умеет самостоятельно регулировать свою мощность в зависимости расхода воды. Из гидравлических проточных водонагревателей справиться с проблемой могут лишь модели с системой поддержания стабильного протока.

Общая минерализация

Еще одним важным параметром, оказывающим влияние на функционирование проточных водонагревателей, является химический состав воды. Подавляющее большинство трехфазных проточных водонагревателей оснащены спиральным нагревательным элементом, представляющим собой чаще всего открытую спираль из никель-хромового, медно-никелевого или других сплавов, уложенную змейкой в пластиковую трубку, по которой протекает вода. Водонагреватели с нагревательным элементом этого типа могут эксплуатироваться при любой жесткости воды: при нагревании и остывании проволока деформируется, слои накипи на ней дают трещины, отваливаются и смываются.

Важную роль играет другой параметр — общая минерализация воды. Растворенные в воде ионы, являясь заряженными частицами, могут проводить электричество — чем больше в воде ионов, тем выше в ней содержание растворимых веществ и тем выше ее электропроводность и, соответственно, ниже сопротивление. Так как у материала спирали тоже есть сопротивление, очевидно, что ток пойдет по тому пути, где сопротивление меньше. Поэтому для того, чтобы исключить пробой между витками спирали с последующим ее перегоранием, а также предотвратить утечку тока по воде, необходимо, чтобы сопротивление воды было больше, чем сопротивление материала спирали. А электропроводность воды (величина, обратная сопротивлению), соответственно, меньше, чем электропроводность спирали. Исходя из этого, производители спиральных проточников всегда указывают допустимые величины удельного сопротивления воды R [Ом⋅м] (нем. — spez. Wasserwiderstand, англ. — spec. water resistance) при определенной температуре и удельной электропроводности λ [См/м] (нем. — spez. elektrische Leitfuhigkeit, англ. — spec. electrical conductivity). Размерность [См/м] означает сименс (единица измерения электропроводности) на 1 м слоя воды. Указываемые в инструкции значения зависят, естественно, от материала спирали. Это следует иметь в виду при замене проточника на аналогичный прибор другого производителя или другого модельного ряда. Велика вероятность, что значения могут не совпасть. Значения удельного сопротивления и электропроводности воды можно узнать у предприятия, отпускающего воду. Если это невозможно (предприятие не дает такой информации, или вода поступает из индивидуального источника водоснабжения), то электропроводность также можно измерить кондуктометром (они продаются, например, в фирмах, занимающихся водоподготовкой, а также в зоомагазинах — их используют при разведении рыб для определения параметров воды в аквариумах). Для приблизительной оценки электропроводности и сопротивления можно использовать результаты анализа водопроводной воды, а, точнее, показатель «Общая минерализация» (англ. — TDS: total dissolved solids) — суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ (этот параметр также называют общим солесодержанием, т.к. растворенные в воде вещества, как правило, находятся именно в виде солей). Если общий анализ воды не делался, солесодержание можно измерить портативным TDS-метром. Эмпирически посчитано, что величина электропроводности l [мкСм/cм] умноженная на коэффициент 0,65, численно равна солесодержанию TDS, мг/л. Величина коэффициента может колебаться в зависимости от присутствующих в воде солей в диапазоне от 0,53 до 0,75. Так, растворы хлористого натрия проводят ток лучше, поэтому, если в воде содержится исключительно поваренная соль, коэффициент надо брать минимальный (0,53). Другими словами, 1 мг/л NaCl обеспечивает электропроводность в 1,9 мкСм/cм. Таким образом, по известному из анализа воды солесодержанию можно примерно вычислить удельное сопротивление и удельную электропроводность.

Если же модель проточного водонагревателя уже выбрана, из его инструкции можно взять указанные производителем пиковые значения, чтобы найти предельно допустимое солесодержание водопроводной воды. Очень важно не запутаться в порядках чисел, если данные указаны в миллии микроединицах. Предположим, в инструкции написано: R ≥ 1300 Ом⋅см, λ ≤ 76 мСм/м. Выполнив вычисления, получаем, что такой проточник не подойдет для воды с общей минерализацией более 500 мг/ л. Подробные этапы вычислений можно найти в «С.О.К.» №4/2009. Следует заметить, что, согласно нормативу СанПиН 2.1.4.1074-01, предельное солесодержание не должно превышать 1000 мг/л. То есть вода может соответствовать нормативам качества, но не подходить для использования с конкретной моделью прибора. С другой стороны, даже значение 500 мг/л встречается нечасто. Например, согласно замерам МГУП «Мосводоканал», общее содержание солей в питьевой воде в распределительной сети г. Москвы в 2006 г. составляло от 127 до 334 мг/л.

Если превышения все же имеют место, уменьшить общую минерализацию можно способами:

1. Деионизация — деминерализация, проводимая с помощью ионного обмена. В ходе этого процесса вода обрабатывается одновременно или последовательно в двух слоях ионообменного материала: катионообменной смолы, «заряженной» ионами водорода H+, и анионообменной смолы, «заряженной» ионами гидроксила ОH–. Поскольку все растворенные в воде соли состоят из катионов и анионов, смесь катионообменной и анионообменной смол полностью заменяет их в очищаемой воде на ионы водорода H+ и гидроксила ОH–. После этого в результате химической реакции эти ионы (положительные и отрицательные) объединяются и создают молекулы воды. Фактически, происходит полное обессоливание воды. 
2. Дистилляция — выпаривание обрабатываемой воды с последующей конденсацией пара. Технология очень энергоемкая, кроме того, в процессе работы дистиллятора на стенках испарителя образуется накипь, требующая периодической очистки. 
3. Электродиализ, основанный на способности ионов перемещаться в объеме воды под действием напряженности электрического поля. Ионоселективные мембраны пропускают через себя либо катионы, либо анионы. В объеме, ограниченном ионообменными мембранами, происходит снижение концентрации солей. 
4. Полное или частичное обессоливание воды методом обратного осмоса. Метод заключается в фильтрации воды через полупроницаемые поры размером порядка 10–10 м под давлением. Селективность таких мембран составляет от 96 % до 99,5 % (т.е. они задерживают 96–99,5 % всех растворенных солей). Ввиду высокой дороговизны таких установок можно поставить систему частичного обессоливания: поток воды разветвляется байпасным вентилем. Первая часть потока никак не очищается, а вторая часть пропускается через систему обратного осмоса. На входе и выходе из системы ставятся TDS-метры, которые измеряют общее солесодержание воды. Для достижения нужного результата долю очищенной воды увеличивают или уменьшают. 

Жесткость 
Некоторые трехфазные проточники вместо спирали оснащены ТЭНом. Обычно трубчатые нагревательные элементы — удел однофазников из-за крупных габаритов и большой тепловой инерции, затрудняющей точное регулирование температуры. Но они имеют и преимущество, выражающееся в меньшей чувствительности к воздушным пробкам — пузырькам воздуха, нередко попадающимся в системах централизованной подачи воды. Колба, в который расположен ТЭН, очень маленькая, поэтому отложение солей жесткости (карбонаты кальция и магния) могут забивать ее, приводя к перегреву нагревательного элемента. Тем более что предпринятые меры по снижению жесткости никогда не будут лишними, поскольку параллельно приведут к увеличению сроков службы бытовой техники (стиральные и посудомоечные машины, чайник), отсутствию разводов на сантехнике, уменьшению расхода моющих средств. Возможные варианты решения проблемы повышенной жесткости воды: 
умягчение воды методом натрий-катионирования; 
насыщение воды полифосфатом натрия; 
уже упомянутый в предыдущем разделе обратный осмос и безреагентное умягчение воды.

Материал предоставлен журналом "Сантехника. Отопление. Кондиционирование", №6, 2009 г.


Начало активности (дата): 27.02.2010

← Возврат к списку


Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 14 След.
0  
Guest
Saya senang menemukan posting ini sangat berguna bagi saya. karena mengandung banyak informasi. Saya selalu lebih suka membaca konten berkualitas dan hal ini saya temukan di posting Anda. Terima kasih telah berbagi. Judi Poker Online

http://dewifortunaqq.com/
Имя Цитировать 0  
0  
Poker Deposit Tanpa Potongan
Situs IDN Poker[SPAN] deposit pulsa Tanpa Potongan online 24 jam yang terkenal dalam bulan bulan ini menjadi trending topik untuk bisa bermain dari HP. Mungkin saja anda yang belum perna atau ingin sekali bermain judi deposit pakai pulsa atau judi poker via pulsa bisa langsung daftar di[/SPAN][SPAN] [/SPAN][SPAN]Daftar IDN Poker.[/SPAN]
Имя Цитировать 0  
0  
Situs Poker Pulsa
[JUSTIFY]Cara bermain poker online di Situs Poker Online Via Pulsa Telkomsel sangat terkait dengan kombinasi setiap kartu yang dibuat oleh masing-masing pemain. Mengetahui kombinasi kartu sangat penting dan harus diketahui para penjudi yang bermain.[/JUSTIFY]
Имя Цитировать 0  
0  
Guest
Имя Цитировать 0  
0  
Guest
Имя Цитировать 0  
0  
Agen Joker123 Gaming Indonesia
Situs Slot Joker yang hadir di Indonesia dengan fasilitas bermain yang lengkap, seperti menyediakan layanan bank lokal sehingga anda yang berdomisili si Indonesia dapat bermain dengan mudah. Nah, untuk bermain tentu saja anda harus memiliki akun yang bisa di dapatkan dengan melalukan pendaftaran akun pada salah satu mitra situs joker gaming ini.
Имя Цитировать 0  
0  
Situs Poker 10ribu
It’s difficult to find educated people for this subject, however, you seem like you know what you’re talking about! Thanks IDN Poker | Situs Poker IdnPlay
Имя Цитировать 0  
0  
Guest
mencari agen judi online  totodraw  yang tepat merupakan hal yang sangat sulit dilakukan akhir-akhir ini, bagi anda yang ingin bermain dengan agen judi online yang dapat di percaya, anda bisa bermain bersama kami dan coba mainkan games dengan melakukan linkakan dijubanya melakukan linkakan dijuban melobukan linkakan dioban  garuda303
Имя Цитировать 0  
0  
Totopokersecure
Имя Цитировать 0  
0  
PKV POKER PULSA
Situs Pkv Games Link Alternatif PKV Poker Online dan DominoQQ Daftar cepat PKV Poker Online Raja PKV Deposit melalui Pulsa Telkomsel dan XL online 24 jam.
Имя Цитировать 0  
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 14 След.
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений