Как выбрать однофазный водонагреватель

Водонагреватели предназначены для основного и вспомогательного водоснабжения квартиры, коттеджа, дачи, офисных, спортивных, торговых объектов, предприятий общепита. Проточные и накопительные нагреватели подключаются к бытовой однофазной электросети на 220 В или к трехфазной, так называемой промышленной, на 380 В. К сожалению, далеко не всегда любой водогрейный прибор на 220 В можно включить в обычную розетку. В ряде случаев нужна как минимум частичная модернизация проводки с закладкой кабеля большего сечения и установкой силовой розетки и отдельного автомата с увеличенным номиналом тока.

Ограничения по мощности для водонагревателей на 220 В

Мощность нагревателей для бытовых сетей на 220 В у многих производителей ограничена 12 кВт. Любые более мощные устройства уже требуют подключения к трехфазной системе электроснабжения. Есть и еще одно ограничение, которое касается возможности использования однофазных водонагревателей в сетях на 220 В. Например, на объектах, построенных и реконструированных с первых лет постсоветского периода и до нашего времени, для бытовой однофазной электропроводки используется, в основном, трехжильный медный кабель с сечением жил 2,5 мм² и электроустановочные изделия под максимальную нагрузку 16 А.

Под такими изделиями следует понимать стандартные розетки, к которым подключаются стиральные и посудомоечные машины, микроволновки, другая бытовая техника и электроника. Сюда же относятся автоматы и устройства защитного отключения, установленные в щитке. Что касается возможности использования водонагревателей в подобных условиях, то их мощность и вовсе ограничена 3,5 кВт. Таким образом, вы не сможете включить в привычную розетку дома нагреватель помощнее. Если такая необходимость все же есть, проводку придется переделывать: прокладывать кабель с большим сечением жил, ставить дифавтомат и УЗО более 16 А.

Важно! В старых домах, квартирах и «сталинках», где никогда не менялась проводка, возможности сети еще больее ограничены. Раньше для электропроводки использовали алюминиевый двух- или трехжильный кабель с сечением жил 1,5 мм². Он может выдержать нагрузку до 3 кВт. Если такая проводка на вашем объекте сохранилась, ее сразу лучше заменить.   

Рекомендованные параметры однофазной сети, в зависимости от мощности водонагревателя, приведены в таблице ниже:

Какие проточные водонагреватели подойдут для однофазной сети

В проточных водонагревателях подогрев воды происходит посредством трубчатого электронагревательного элемента, или ТЭНа, который помещен в закрытую колбу. ТЭН имеет форму одной или нескольких собранных в группу спиралей наподобие обычного бытового кипятильника. Похожие ТЭНы есть в электрочайниках, стиральных и посудомоечных машинах. При открытии крана вода отбирается из холодного трубопровода и поступает в колбу, где от контакта с теплоизлучающими поверхностями ТЭН нагревается и протоком идет на излив. Таким образом, горячая вода в любых объемах всегда готова к использованию.

При выборе проточника большое значение имеет такая характеристика, как скорость протока, или производительность. Она показывает, сколько литров воды при той или иной температуре на входе и выходе способен нагреть и поставить прибор за минуту. Для разных целей есть нормативная производительность:

• наполнение ванны, принятие душа – 8 л/мин при 55°С;
• умывание, чистка зубов – 5 л/мин при 40°С;
• мытье посуды, другие хозяйственные нужды – 4 л/мин при 25°С.

Чтобы определить, сможет ли однофазный проточный водонагреватель выполнить свои задачи и при каких условиях возможно его подключение к сети на 220 В, необходимо рассчитать мощность. Для этого воспользуемся универсальной формулой вида P=Q*(T2-T1)*0,073, где переменная Q обозначает скорость протока, а T1 и T2 – температуру, при которой вода отбирается из холодной трубы и поступает на излив после нагрева. Ниже приведем несколько примеров, приняв для удобства во всех случаях температуру воды на входе 10°С (T2).

Пример 1. Предположим, нам нужен проточник для душа. Чтобы процедура была комфортной, производительность прибора должна быть 8 л/мин (Q), а температура на выходе 55°С (T2). Рассчитаем мощность, подставив данные в формулу: P=8 л/мин*(55°С -10°С)*0,073=26,28 кВт. Как видно, требуемая мощность значительно больше 12 кВт, допустимых для однофазных сетей. Таким образом, гарантированно подобрать проточник на 220 В для полноценного принятия душа и ванны в описанных условиях не удастся. Придется выбирать аналог на 380 В либо жертвовать температурой на выходе и скоростью протока.

Пример 2. Допустим, требуется проточный водонагреватель для умывальника. Нормативная производительность прибора для этих целей – 5л/мин (Q), а температура на изливе – 40°С (T2). Рассчитаем мощность по формуле: P=5л/мин*(40°С-10°С)*0,073=10,95 кВт. Прибор такой мощности можно подключать к бытовой электросети на 220 В, однако для проводки понадобится проложить трехжильный кабель с сечением жил 6 мм² и установить розетку и автомат на 45 А.

Пример 3. Прибор планируется использовать для мойки посуды на кухне. Достаточная производительность нагревателя для хозяйственных нужд – 4 л/мин (Q), а температура на выходе – 25°С (T2). Рассчитаем мощность по все той же формуле: P=4 л/мин*(25°С -10°С)*0,073=4,38 кВт. Нагреватель мощностью 4,5 кВт, если округлить, можно использовать в однофазных сетях, при этом подойдут провода с сечением жил 2,5 мм². Это штатная проводка на многих современных объектах. А вот розетку и автомат придется поставить другие, рассчитанные на токовые нагрузки 20 А.      

Среди проточных водонагревателей Stiebel Eltron для бытовых нужд отлично подойдут модели серии DDH мощностью 6 кВт.  

Какие накопительные водонагреватели подойдут для сети 220В

Накопители работают иначе. У них также есть аналогичный ТЭН, как и у проточников, но находится он не в колбе, а ближе к донной части резервуара, или бака. Он может иметь объем от 5 до нескольких сотен литров и служит хранилищем. Отбираемая холодная вода вначале наполняет бак, а уже после этого происходит нагрев всего накопленного запаса. Как только открылся кран и использовалась часть горячей воды, израсходованный объем тут же пополняется новыми порциями воды из холодной трубы. Она смешивается с горячей в резервуаре, и происходит повторный подогрев в соответствии с заданным температурным режимом.

При выборе накопительных водонагревателей для однофазных сетей наряду с мощностью важное значение имеет объем резервуара. Его также можно рассчитать по формуле: V=q*(T3-T1)/(T2-T1), где q обозначает расход за сутки, а T1, T2 и T3 – температуру воды на входе, выходе и в резервуаре в результате смешивания поступающей из трубы холодной и находящейся внутри горячей. Расход воды зависит от интенсивности водопотребления всеми пользователями. Статистически в домашних условиях на каждого члена семьи расходуется около 160 л горячей воды на все нужды при наличии ванны и средней температуре на выходе 40°С. Чтобы лучше разобраться в методике расчета объема резервуара, смотрите пример ниже.

Пример 4. В доме проживает семья из 4 человек. Ежесуточно все пользователи потребляют суммарно 500 л горячей воды (q). Из холодной трубы вода подается в резервуар при 10°С (T1), нагревается и поступает на точки водоразбора при средней температуре 40°С (T2). В результате смешивания вновь поступающей воды с находящейся в резервуаре до того, как произойдет полный подогрев, устанавливается температурный режим 30°С (T3). Зная все параметры, можно рассчитать требуемый объем по формуле: V=500 л*(30°С-10°С)/(40°С-10°С)=333,33… л. Для удобства округлим это значение до 350 л.

Выбрав накопительный водонагреватель на 220 В по объему резервуара, переходим к расчету мощности. Для этого применим формулу: P=V*(T2-T1)*1,163/t, где V – объем резервуара, T1 и T2 – температура воды на входе и выходе, а t – время полного нагрева всего запаса. Последний параметр влияет на то, насколько быстро прибор сможет подогреть воду до заданных температур. Приведем пример расчета.

Пример 5. Для расчета возьмем те же 10°С на входе (T1) и 40°С на выходе (T2). Поскольку за один раз все члены семьи вряд ли смогут израсходовать весь запас из резервуара на 350 л (V), а интервал между, например, утренним туалетом и умыванием перед обедом составляет несколько часов, возьмем приемлемое время нагрева за 4 часа (t). Рассчитываем мощность по формуле: P=350 л*(40°С-10°С)*1,163/4=3052,875 Вт. Примерно это около 3 кВт. Такой прибор вполне можно эксплуатировать в бытовых однофазных электросетях. При этом включается он в обычную розетку 16 А.

Среди накопительных водонагревателей Stiebel Eltron для бытовых нужд отлично подойдет модель PSH 120 Universal EL с баком на 120 литров и мощностью 3 кВт.

Какие есть преимущества и недостатки у проточников и накопителей

По сравнению с проточными, накопительные водонагреватели более выгодные в эксплуатации. Вопреки распространенному заблуждению, это связано не с какими-то сверхэкономичными ТЭНами. Те и другие приборы могут быть абсолютно одинаковыми по номиналу мощности и расходовать равное количество электроэнергии за единицу времени. Все дело в термоизоляции резервуара. Благодаря такой конструкции вода в баке часами сохраняется горячей, как в термосе, медленно остывает, поэтому для донагрева требуется меньше энергии и времени.

Еще одно преимущество накопителей заключается в том, что к прибору без проблем можно подключить несколько точек водоразбора без ухудшения напора и резкого снижения температуры. Все ограничивается только объемом резервуара и интенсивностью водопотребления. Проточные нагреватели также могут обслуживать более 1 точки, но для этого придется пропорционально увеличивать мощность для сохранения приемлемой скорости протока, а порог для сетей 220 В, как известно, 12 кВт. По размерам накопители значительно проигрывают более компактным проточникам. Если первые могут поместиться и в шкафчике под мойкой, то вторым надо дополнительное место на стене или полу.

В Интернет-магазине официального представителя немецкого бренда Stiebel Eltron в России вы всегда найдете большой выбор водонагревателей по различным эксплуатационным характеристикам.