Электрообогреватели для дома энергосберегающие обзор основных видов, выбираем лучшие для дома

Типы водопогревателей

Все теплообменные аппараты по способу передачи теплоты делятся на поверхностные и смешения. В поверхностных теплообменных аппаратах передача теплоты от одного теплоносителя к другому осуществляется через твердую стенку. Процесс теплопередачи в смесительных теплообменных аппаратах осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей.

Поверхностные теплообменные аппараты в свою очередь подразделяются на рекуперативные и регенеративные.

В рекуперативных аппаратах теплота от одного теплоносителя к другому передается через разделяющую их стенку из теплопроводного материала. В регенеративных аппаратах теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, которая нагреваясь аккумулирует теплоту «горячего» теплоносителя, а охлаждаясь отдает теплоту «холодному» теплоносителю. Регенеративные теплообменные аппараты часто являются аппаратами периодического действия.

Рекуперативные теплообменные аппараты могут быть классифицированы по следующим признакам:

• 1. По роду теплоносителей в зависимости от их агрегатного состояния:
  • — паро-жидкостные;
  • — жидкостно-жидкостные;
  • — газо-жидкостные;
  • — газо-газовые;
  • — паро-газовые.
• 2. По конфигурации поверхности теплообмена:
  • — трубчатые с прямыми трубками;
  • — спиральные;
  • — пластинчатые;
  • — змеевиковые;
  • — ребристые или оребренные.
• 3. По компоновке поверхности теплообмена:
  • — кожухотрубные аппараты;
  • — аппараты типа «труба в трубе»;
  • — орсительные аппараты, которые не имеют ограничивающего корпуса.

Теплообменные аппараты поверхностного типа могут быть так же классифицированы:

• 1. По назначению: подогреватели, охладители, конденсаторы, испарители и т.д.;
• 2. По взаимному направлению потоков рабочих сред: прямоток, противоток, смешанный ток;
• 3. По числу ходов теплоносителей и т.д.

Теплообменные аппараты различного назначения обеспечивают работу главного и вспомогательных двигателей, судовой котельной установки, судовой холодильной установки и системы кондиционирования воздуха, санитарных и бытовых систем и т.д.

На судах применяют, главным образом, поверхностные теплообменные аппараты (рекуперативные), у которых одна рабочая среда передаёт теплоту другой рабочей среде через разделяющую их поверхность.

В зависимости от использования подогреваемой воды применяют подогреватели питательной воды (ППВ), устанавливаемые в системах энергетических установок подогревателей забортной воды (ПЗВ), водоподогреватели для приготовления горячей воды в санитарно — бытовые нужды.

Подогреватели питательной воды применяют в паровых энергетических установках для повышения термического КПД цикла. Подогрев воды осуществляется отработавшим паром от приводов вспомогательных механизмов.

Подогреватель — сырая вода

Подогреватели сырой воды ПС ( рис. 6 — 28) используют для подогрева недеаэрированной химически очищенной воды.
 

Деаэратор и подогреватель сырой воды обогреваются паром 2 ат, который получают от редуктора 12 / 2 ат.
 

Расход пара на подогреватель сырой воды определяется расчетом.
 

Сырая вода подается насосом сырой воды 9 через подогреватель сырой воды 10 на химическую водоочистку. Химически очищенная вода последовательно подогревается в водо-водяном теплообменнике 11, подогревателе 12 отборным паром и охладителе выпара 13 деаэратора подпитки тепловой сети 14 и после деаэратора перекачивающим насосом подается в аккумуляторный бак.
 

В этом случае деаэратор и охладитель выпара выполняют также функции подогревателя сырой воды и смесителя воды С коагулянтом.
 

Подогревателя, после которых требуется выдерживать определенную температуру нагрева воды ( например, деаэраторы или подогреватели сырой воды), снабжаются автоматическими регуляторами на подводе греющего пара. При этом по давлению греющего пара должен иметься достаточный запас для обеспечения широкого диапазона тепловых нагрузок подогревателя.
 

Для уточнения расхода пара на собственные нужды котельной выполним тепловой расчет расширителя непрерывной продувки, подогревателя сырой воды и деаэратора.
 

Энергия-6; 2 — насосы сетевой воды ( зимние и летние); 3-насос сырой воды; 4 — подогреватель сырой воды; 5 — подогреватель химически очищенной воды; f — насос деаэрированной воды; 7 — деаэратор; 8 — промежуточный бак; 9 — насос для подачи воды к эжекторам отсоса из деаэратора; 10 — бак-аккумулятор; 11 — натрий-катионитовый фильтр; 12 — бак для хранения соли; 13 — мерник; 14 — бачок уровня воды; 15 — эжектор или насос подачи раствора соли; tf — эжектор для подачи воды в промежуточный бак; 17 — вентилятор дутьевой; 18 — дымосос; 19 — золоуловитель; 10 — шлакозолоудаление; 21 — электроталь.
 

При пуске блока необходим подвод пара от постороннего источника к турбоприводам вспомогательного оборудования, к эжекторам и уплотнениям турбины, в деаэратор, в подогреватели сырой воды ( при пуске первого блока на станции) и мазута, к мазутным форсункам и воздушным калориферам, в отопительную систему. В составе рабочего проекта электростанции должен сводиться баланс потребления пара от постороннего источника с учетом количества одновременно пускаемых блоков и блоков, работающих на нижнем пределе регулировочного диапазона нагрузок. С учетом этого должны выбираться производительность пусковой котельной и пропускная способность редукционных ( РУ) или редукционно-охладительных установок ( РОУ) от отборов турбин, присоединенных к общестанционной магистрали собственных нужд. Допустимое превышение расхода отборного пара ( сверх отбора в систему регенерации) в зависимости от нагрузки блока должно быть согласовано с заводом — изготовителем турбины. Качество пара, подаваемого от пусковой котельной, должно обеспечивать требуемый водный режим.
 

Редукционно-охладительные установки используются также для обеспечения паром низкого давления калориферов для подогрева холодного наружного воздуха перед воздухоподогревателями паровых котельных агрегатов и водогрейных котлов и подогревателей сырой воды.
 

К теплообменным аппаратам тепловых электростанций относятся: подогреватели высокого давления ПВ; подогреватели низкого давления ПН; подогреватели сетевой воды ПСВ; охладители воды ОГ и 0В; подогреватели сырой воды СП; теплообменники непрерывной продувки.
 

Электрические проточные водонагреватели

В проточных водонагревателях для дачи вода не накапливается, она греется при протекании через теплообменник. И электричество потребляется только во время использования горячей воды.

Проточные устройства оборудованы специальной нагревательной спиралью или ТЭНом. Спиральный нагревательный элемент греет воду до 45 градусов и нуждается в разогреве. Но он хорошо работает при жесткой воде и его не нужно чистить. ТЭНовые проточные приборы нагревают воду очень быстро до 60 градусов, благодаря этому экономится электричество.

Проточные водонагреватели для дачи имеют такие положительные качества:

• обеспечивают неограниченное потребление горячей воды;
• компактные, их легко снять и увезти на зиму;
• не сушат воздух;
• не требуют специального обслуживания.

Устройство и принцип работы

Пластинчатый теплообменник (ПТО) обеспечивает переход тепла от нагретого теплоносителя холодному, при этом не перемешивая их, развязывая два контура между собой. Теплоносителем может быть пар, вода или масло. В случае с горячим водоснабжением чаще источником тепла является теплоноситель системы отопления, а нагреваемой средой – холодная вода.

Конструктивно теплообменник представляет собой группу гофрированных пластин, собранных параллельно друг другу. Между ними образуются каналы, по которым течет теплоноситель и нагреваемая среда, притом послойно они чередуются между собой, не перемешиваясь при этом. За счет чередования слоев, по которым текут жидкости обоих контуров, увеличивается площадь теплообмена.

Схема работы теплообменника

Гофрирование чаше выполняется в виде волн, притом ориентированных так, чтобы каналы одного контура располагались под углом к каналам второго контура.

Подключение входов и выходов делаются так, чтобы жидкости текли навстречу друг другу.

Поверхность и материал пластин подбирается исходя из требуемой мощности теплообмена, вида теплоносителя. В особенно эффективных и продуманных теплообменниках поверхность формуется для возбуждения завихрений возле поверхности пластины, повышая теплообмен, не создавая сильного сопротивления общему току.

Теплообменник включается между двумя контурами:

1. Последовательно к системе отопления или параллельно с наличием регулирующей арматуры.
2. К входу от холодного водопровода и выходом к потребителю ГВС.

Холодная вода, протекая через теплообменник нагревается за счет тепла от системы отопления до требуемой температуры и подается на кран потребителя.

Основные характеристики пластинчатого теплообменника:

• Мощность, Вт;
• Максимальная температура теплоносителя, оС;
• Пропускная способность, производительность, литры/час;
• Коэффициент гидравлического сопротивления.

Мощность зависит от общей площади теплообмена, перепада температур в обоих контурах между входов и выходом и даже от числа пластин.

Максимальная температура задается подбором материалов и способом соединения пластин и корпуса теплообменника.

Пропускная способность повышается с увеличением числа пластин, так как они подключаются фактически параллельно, то каждая новая пара пластин добавляет дополнительный канал для тока жидкости.

Коэффициент гидравлического сопротивления важен при расчете нагрузки на систему отопления, где от этого зависит выбор циркуляционного насоса, немаловажен и для других источников тепла. Зависит от типа гофрирования пластин и размера сечения каналов и их количества.

Именно по этим параметрам подбирается в итоге теплообменник для конкретной ситуации. Чаще всего пластинчатые теплообменники имеют разборную конструкцию, в которой можно наращивать или уменьшать число пластин и выбирать их тип и размер. Мощность и производительность теплообменника должно хватать для того, чтобы нагреть проточную холодную воду, и при этом не создать критической нагрузки на систему отопления.

Для наиболее востребованных случаев, каким является обеспечение горячей водой частного хозяйства, дома или квартиры производятся готовые теплообменники с постоянными характеристиками.

Какие бывают водонагреватели

По принципу работы все водонагревательные приборы делятся на:

• проточные;
• накопительные;
• и бойлеры косвенного нагрева.

По типу нагрева разделяют:

• электрические модели;
• и газовые.

Какой водонагреватель подойдет именно вам – зависит от задач, с которыми должен будет справляться прибор, а также от места его установки. Давайте вкратце рассмотрим каждый тип прибора.

Проточные водонагреватели обеспечивают быстрый прогрев воды. Такие приборы дают возможность сразу же получить горячую воду в неограниченных количествах.  Внутри такого водонагревателя стоит мощный ТЭН. Вода проходит внутри прибора и успевает прогреться до 45-55°. В минуту, хороший проточный нагреватель способен выдать от 3 до 5 л горячей воды.

Емкостный водоподогреватель

По величине поверхности нагрева с помощью технической характеристики подбирается скоростной водонагреватель; при подборе емкостного водоподогревателя принимается во внимание также и величина его емкости.
 

Трубчатые водоподогреватели с подачей пара внутрь трубок ( паро-трубные) применяются в настоящее время только в качестве так называемых емкостных водоподогревателей ( бойлеры-аккумуляторы) для горячего водоснабжения при периодическом расходе больших количеств воды. Они представляют собой вертикальный или горизонтальный сосуд большой емкости ( фиг.
 

В банях горячую воду приготовляют различными способами: в проточных водонагревателях с теплоносителем — от ТЭЦ или от собственной котельной, в емкостных водоподогревателях ( бойлерах) с паровыми змеевиками, в гелиоустановках.
 

Монтаж водоподогревателей сводится к установке их на основании. Емкостные водоподогреватели устанавливают на металлических подставках и настенных кронштейнах, а также на кирпичных фундаментах. Для того чтобы предохранить корпус подогревателя от коррозии, прокладывают между ним и кирпичной кладкой листовой асбест. Емкостные водоподогреватели, а правило, располагают горизонтально; лишь в тех случаях, когда патрубки для горячей воды или пара находятся на стороне, противоположной спускному патрубку, придают водоподогревателям уклон в 0 01 — 0 015 к спускному патрубку. Скоростные водоподогреватели всегда устанавливают горизонтально.
 

Монтаж водоподогревателей сводится к установке их на основании. Емкостные водоподогреватели устанавливают на металлических подставках и настенных кронштейнах, а также на кирпичных фундаментах. Для того чтобы предохранить корпус подогревателя от коррозии, прокладывают между ним и кирпичной кладкой листовой асбест. Емкостные водоподогреватели, как правило, располагают горизонтально; лишь в тех случаях, когда патрубки для горячей воды или пара находятся на стороне, противоположной спускному патрубку, придают водоподогревате-лям уклон в 0 01 — 0 015 к спускному патрубку. Скоростные водоподогреватели всегда устанавливают горизонтально.
 

Горячая вода по подающему трубопроводу 11 поступает в верхний розлив 19, откуда по стоякам горячего водоснабжения 18 подается через подводки горячей воды 16 к санитарным приборам. Часть воды возвращается по обратному трубопроводу 14 в емкостный водоподогреватель через нижний штуцер, что предотвращает остывание воды в подающей магистрали.
 

Горячая вода по подающему трубопроводу 11 поступает в верхний розлив 19, откуда по стоякам горячего водоснабжения 18 подается через подводки горячей воды 16 к санитарным приборам. Часть воды возвращается по обратному трубопроводу 14 в емкостный водоподогреватель через нижний — штуцер, что предотвращает остывание воды в подающей магистрали.
 

На рис. 279 изображена схема горячего водоснабжения жилого дома с паровым котлом / и горизонтальным емким водоподо-гревателем. От паросборника 4 пар по паропроводу 5 поступает в змеевик 13 горизонтального емкостного водоподогревателя 9, где конденсируется, нагревая воду в водоподогревателе. Конденсат из змеевика через конденсационный трубопровод 8 поступает обратно в котел.
 

На рис. 261 изображена схема горячего водоснабжения жилого дома с паровым котлом / и горизонтальным емким водоподогрева-телем. От паросборника 4 пар по паропроводу 5 поступает в змеевик / 3 горизонтального емкостного водоподогревателя 9, где конденсируется, нагревая воду в водоподогревателе. Конденсат из змеевика через конденсационный трубопровод 8 поступает обратно в котел.
 

Прокатная сталь швеллерного профиля применяется для тех же целей, что и двутавровые балки. Кроме того, она является основным материалом для изготовления подставок под скоростные водоводяные, пароводяные, а также емкостные водоподогреватели.
 

Проточные нагреватели воды

Их главная особенность – нагрев воды происходит очень быстро, и при этом она не накапливается внутри корпуса. То есть она просто протекает через обогреватель и в это время становится горячей.

Работают эти обогреватели следующим образом:

1. Вода поступает внутрь.
2. В то же время срабатывает датчик, включающий нагревательный элемент. Этим элементом является обычный ТЭН, который состоит из медной трубки и размещенного в ней наполнителя с нагревательной спиралью из нихрома.
3. ТЭН быстро нагревается и отдает тепло воде, которая его омывает.
4. Нагретая вода вытекает из обогревателя и поступает к крану мойки.

На уровень нагрева воды влияет как эффективность работы ТЭНа, так и скорость ее потока. Последний фактор определяется напором. Чем он больше, тем быстрее проходит вода через настенный обогреватель, и тем меньше она нагревается. Поэтому при выборе настенного обогревателя нужно знать давление воды в своей системе водоснабжения и сравнивать эту цифру с показателями, указанными в документации анализируемой модели.

Проточные нагреватели компактны. Большинство моделей имеют размеры, меньшие коробки для обуви, кофемолки или фена. В этой группе настенных устройств можно найти и очень миниатюрные электрические модели. Однако в малом корпусе находится маломощный ТЭН, и на сильный нагрев воды рассчитывать не следует.

Проточные обогреватели бывают:

1. Безнапорными.
2. Напорными.

Как подогревать воду в бане

Схема нагревания воды при помочь печи с теплообменником самоварного типа.

Если летом горячая вода нужна постоянно, а зимой только тогда, когда есть желание приехать на дачу и попариться в бане, то как организовать банное горячее водоснабжение и нагреть баню?

• установить дровяную колонку;
• установить электрический водонагреватель большой емкости;
• , подключенную либо к централизованной газификации, либо к баллону, если в доме газа нет;
• использовать систему, чтобы нагреть воду в баке через водогрейную трубу от топящейся печи;
• четвертую систему дополнить тэнами, чтобы нагреть воду в баке в то время, когда баню не топят.

Все данные варианты применимы летом, а при устойчивых отрицательных температурах воду необходимо будет нагреть и подавать в баню прямо перед топкой и сливать из всех емкостей и труб, после пользования баней.

Как организовать в баню подачу воды?

Схема нагрева воды при использовании печи со строенным теплообменником.

Холодную воду к бане чаще всего подводят от дома. Для этого прокладывают трубу на глубине, которая ниже, чем в вашей местности уровень промерзания грунта, и с небольшим процентом уклона к бане, чтобы вода поступала самотеком. Наполнить баки с водой в бане можно вручную или при помощи насосной станции. Первый вариант понятен: набираем воду из-под крана в ведра и переливаем в бак. Во втором варианте, чтобы вода не оставалась в трубах, закрываем в доме вентиль на подачу в баню воды. После того как вода перестала течь из крана в бане, можно предположить, что воду слили из системы . В данном варианте хорошо вспомнить законы физики, а именно, тему о сообщающихся сосудах, чтобы осознавать, какой перепад высот необходим между выходом в бане и входом трубы в доме. Выкачать всю воду без насоса из подающей трубы не удастся, и здесь главное, чтобы вода, остающаяся в трубах, стала ниже уровня промерзания, в противном случае она просто разорвет трубы и водоснабжение бани перестанет функционировать.

Отвод воды из бани проводится по таким же принципам: в септик выводная труба должна выходить ниже, чем линия промерзания грунта, и прокладываться под углом, благодаря которому вода бы уходила самотеком.

Как сделать в бане душ и нагрев воды в нем?

Если вы хотите использовать душ только в теплое время, возможно использовать такой вариант:

1. Под крышей устанавливают 2 бака по 100 л каждый, изготовленные из нержавеющей стали.
2. От баков делают отводы в емкость для смешивания воды маленького объема.
3. Из смесительной емкости делают выход на душ.
4. Бак для горячей воды соединяют с печью 2-мя трубами: одну трубу приваривают к днищу, другую — выше первой в боковую стенку.
5. Когда печь топят, воду в горячем баке можно нагреть благодаря конвекции.

Однако безупречная система водоснабжения бани должна включать в себя обязательную насосную станцию. Самая простая конструкция: бак, насос и реле давления. Бак делится на 2 части стенкой-мембраной: в одной — воздух, в другую насосом закачивается вода. Предназначение реле — установка минимального и максимального уровней давления в системе. Когда объем воды, закачиваемой насосом в одну из частей бака, создаст наибольшее давление, насос отключается. Когда воду из бака выльют и давление достигает нижней точки, насос включится и закачает в бак следующую порцию воды. Таким образом будет решена не только проблема автоматического восстановления водного запаса в баке, но и проблема создания нужного давления воды для обычной работы душа.

А установив в бане систему «теплый пол», поддерживающую зимой плюсовую температуру, исключается необходимость слива воды из емкостей. Но надо отметить, что при отключении электроэнергии на долгое время ваша баня благополучно замерзнет.

Плюсы и минуса прибора

Итак, можно выделить следующие преимущества устройства:

экономия. С этим устройством расход горячей воды будет оптимальным

Это важно, когда для подогрева постоянно используются водонагреватели или электрические газовые котлы, использующие в своей работе и, соответственно, для подогрева, электроэнергию. На приборе, к тому же, можно установить экономный расход воды, что будет способствовать экономии и общего объема, затраченного на процесс регулировки;
повышенная безопасность

В ходе принятия любых водных процедур можно с полной уверенностью сказать, что перегрев воды невозможен. Согласитесь, каждый человек наверняка во время регулировки получал значительную порцию адреналина, вызванную слишком горячей или наоборот, слишком холодной водой. С такими прибором все риски сведены к нулю, что особенно важно для семей с маленькими детьми;
полный комфорт. Учитывая, что на действия термостата давление в системе водоснабжения не оказывает никакого влияния, то напор и температура всегда будут постоянными. Даже если в процессе работы смесителя в общей системе происходят какие-то изменения, это совершенно не чувствуют пользователи, потому что прибор реагирует на всякие изменения мгновенно, и в течение буквально двух секунд подстраивается под них.

Тёплая вода в смесителе

Ну, а все недостатки можно свести лишь к одному — к высокой стоимости устройства. Но те обыватели, которые, например, имеют в пользовании газовую колонку для нагрева воды и постоянно сталкиваются с проблемой недостаточного напора, которого элементарно не хватает для прогрева воды, согласятся с тем, что за повышенный комфорт и безопасность стоит заплатить любые деньги. И, кроме того, цена хоть и отличается от цены обычного смесителя, заоблачной все-таки не является.

Общие сведения

ТЭНы предназначены для нагрева различных сред путем конвекции, теплопроводности и излучения посредством преобразования электрической энергии в тепловую. Применяются в качестве комплектующих изделий в промышленных и бытовых установках.

ТЭН способны работать в самых разнообразных средах, включая агрессивные (в том числе растворы кислот, щелочей, легкоплавкие металлы, селитру). Рабочая температура на оболочке ТЭНа колеблется от десятков градусов (при нагреве воды и других жидких сред) до 750 °С (при нагреве газовых сред), а специализированные модели ТЭНов позволяют добиваться и более высоких температур.