Вопросы и ответы о бойлерах и накоплении горячей воды

Бойлер — это теплоизолированная емкость, в которой хранится питьевая горячая вода, чтобы она была доступна быстрее, чем любой источник тепла мог бы нагреть ее по требованию. В бойлере косвенного нагрева источник тепла — котел, тепловой насос или солнечный коллектор — циркулирует через герметичный [змеевиковый теплообменник](knowledge/glossary/coil-heat-exchanger) внутри бака и никогда не смешивается с питьевой водой; в бойлере прямого нагрева запасенную воду греет ТЭН. Холодная вода поступает снизу, горячая выходит сверху, а температурное расслоение между ними и делает объем пригодным для использования.

От 150 до 250 литров для большинства семей, исходя из стандартного расчетного значения 30–50 литров запаса горячей воды на человека. Для семьи из четырех человек с одной ванной комнатой обычно получается 180–200 литров; при второй ванной комнате, ванне или душе с большим расходом надежнее выбрать 250–300 литров. Системы с тепловыми насосами тяготеют к верхней границе диапазона, потому что догревают воду медленнее, чем котел.

Примерно пять-шесть подряд. Восьмиминутный душ с расходом 9 литров в минуту потребляет 72 литра смешанной воды с температурой около 40 °C, что после добавления холодной воды соответствует примерно 43 литрам из бойлера с температурой хранения 60 °C — поэтому бойлера объемом 300 литров, из которых, скажем, 80% пригодны для использования до падения температуры на выходе, хватает на пять-шесть душей. Душевая лейка с большим расходом или пониженная температура хранения быстро сокращают это число.

Как правило, да. Пятьдесят американских галлонов — это около 190 литров, что с запасом укладывается в правило 30–50 литров на человека для четырех человек. Решающим на деле оказывается показатель первого часа (first-hour rating) на табличке — сколько горячей воды агрегат выдает в первый час с учетом догрева, — поскольку электрический бак догревается намного медленнее газового того же объема. Две ванные комнаты, одновременно используемые утром, говорят в пользу следующего типоразмера.

Это зависит от числа жильцов, а не от спален. Сорок американских галлонов — около 150 литров, чего достаточно для двух-трех человек; в доме с тремя спальнями, где живут четыре-пять человек и одна ванная комната, воды в утренний пик будет не хватать. Сравнивайте показатель первого часа на табличке с вашим самым загруженным часом, а не ориентируйтесь на номинальный объем.

От пятнадцати до двадцати пяти лет для качественного бойлера, за которым ухаживают. Бак из эмалированной стали достигает верхней границы только в том случае, если протекторный [магниевый анод](knowledge/glossary/magnesium-anode) проверяют примерно раз в два года и заменяют, когда он израсходован примерно на две трети; нержавеющая сталь дает сопоставимый срок там, где содержание хлоридов в воде подходит для данного сплава. Самая частая причина преждевременного выхода из строя — не возраст, а выработанный анод, который никто не проверял.

При уходе за анодом — 15–25 лет, то есть тот же класс, что и нержавеющая сталь, вопреки распространенному в интернете утверждению, что «эмаль служит всего 5–8 лет». Эмаль — это стеклянный слой, сплавленный со сталью при высокой температуре, а DIN 4753-3 определяет ее как систему из покрытия и катодной защиты, а не как одно лишь покрытие. Эмаль без работающего анода выходит из строя рано; эмаль с анодом — это бак с длительным сроком службы, как показано в материале [эмалированные и нержавеющие баки](knowledge/questions/enamel-vs-stainless-steel-tank).

Да, но при одном условии: химический состав воды. Нержавеющая сталь образует самовосстанавливающийся пассивный оксидный слой, не нуждается в протекторном аноде и весит меньше эмалированной емкости того же объема. Однако этот пассивный слой уязвим к высоким концентрациям хлоридов, которые могут вызывать питтинговую коррозию или коррозионное растрескивание под напряжением в зоне сварных швов, — поэтому перед выбором нержавеющей стали для прибрежной местности или сильно умягченной воды сделайте анализ воды.

Запах тухлых яиц в горячей воде, ржавая или мутная вода и — при осмотре — стержень, у которого оголен стальной сердечник или диаметр уменьшился с исходных 26–33 мм примерно до 10–15 мм. Снаружи оценить это нельзя без извлечения стержня или использования тестера анода, измеряющего защитный ток. Если ждать протечки, бак уже не спасти.

Подбирайте его под конкретный бак, а не по общему размеру: используйте номер детали производителя с заводской таблички, а если его нет — резьбу (на европейских эмалированных бойлерах это обычно 1 1/4"), диаметр стержня и установленную длину. Также измерьте свободное место над баком, потому что для извлечения прямого стержня необходим зазор, равный его длине. Если места мало, звеньевой (сегментный) анод выполняет ту же задачу, занимая гораздо меньше места.

Складываются две величины. Нагрев воды подчиняется неизменной физике — 1,16 Вт·ч на литр на градус, поэтому нагрев 150 литров с 10 °C до 60 °C требует около 8,7 кВт·ч; сверх этого современный хорошо изолированный бойлер объемом 200–300 литров теряет примерно 1–2 кВт·ч в сутки на [теплопотери в режиме ожидания](knowledge/glossary/standing-loss), независимо от того, расходуете вы воду или нет. Старые бойлеры с неплотным кожухом легко теряют вдвое больше.

Примерно на 20–35% больше, а не на 56%, как можно было бы предположить по разнице в объеме, потому что теплопотери в режиме ожидания зависят от площади поверхности, а она растет медленнее объема. Толщина и качество изоляции важнее размера: энергетическая этикетка ЕС указывает теплопотери бака в ваттах, и это единственный показатель, позволяющий прямо сравнивать два изделия. Неизолированные участки труб, фитинги и неизолированное основание нередко дают больше потерь, чем дополнительные литры.

Современный бойлер с заводской изоляцией за полные сутки остывает всего на 4–7 °C — именно к этому сводятся 1,5–2,5 кВт·ч суточных теплопотерь в режиме ожидания для емкости на 300 литров, — поэтому вода, нагретая вечером, остается вполне пригодной для использования и на следующее утро. Горячая вода обычно заканчивается из-за разбора, а не из-за остывания. Старый бойлер с тонким или сползшим кожухом может терять в два-три раза больше.

Да, если он стоит на холодном или неутепленном полу; используйте жесткую плиту, способную выдержать нагрузку, — полный бойлер на 300 литров весит более 300 кг, поэтому сжимаемая изоляция чердачного типа не подходит. Потери вниз меньше, чем через стенки, но они идут непрерывно, и устранить их недорого. При этом следите, чтобы сливные трубопроводы, точки слива и защитная арматура оставались свободными и видимыми.

Накладной термостат бойлера как раз и должен находиться под теплоизоляционным кожухом, в прямом контакте с металлической стенкой. Его выводит из строя потеря контакта со стенкой или положение поверх пены: датчик тогда измеряет температуру застоявшегося воздуха, из-за чего бак перегревается или отключается слишком рано. Еще лучше бойлеры с заводской гильзой для датчика: используйте гильзу, вставив датчик до упора.

Да, для обычной эксплуатации. Хранение при 60 °C надежно подавляет размножение [легионелл](knowledge/glossary/legionella), а 70 °C ускоряет образование накипи на змеевике, увеличивает теплопотери в режиме ожидания и повышает риск ожогов, не давая никакого гигиенического выигрыша. Распределяйте воду при 50–55 °C через [термостатический смесительный клапан](knowledge/glossary/thermostatic-mixing-valve); в новых жилых зданиях Великобритании вода, подаваемая на стационарную ванну, не должна превышать 48 °C.

Постоянно — выключенным, а включать его следует по расписанию, для цикла дезинфекции. Постоянно включенный ТЭН дорог и бессмыслен; важно, чтобы весь запасенный объем достаточно часто достигал 60 °C, а для систем, где вода обычно хранится прохладнее, — в частности для бойлеров с тепловыми насосами — обычно рекомендуется делать это раз в неделю. ТЭН — стандартный способ обеспечить такой цикл, когда основной источник тепла не может эффективно достичь 60 °C самостоятельно.

Теплоаккумулятор переворачивает привычную схему: он хранит воду системы отопления, а не питьевую воду, и готовит воду для ГВС мгновенно в момент разбора, пропуская ее через внутренний змеевик или внешний пластинчатый теплообменник. Это убирает из системы накопленную питьевую воду, что упрощает борьбу с легионеллой, и позволяет нескольким источникам тепла заряжать одну емкость. Принципиальное условие: накопитель должен поддерживаться достаточно горячим, чтобы обеспечивать подачу по требованию, — это естественно для солнечных систем и твердого топлива и вполне достижимо для высокотемпературных тепловых насосов, таких как модели на R290, если теплообменник подобран с запасом.

Нередко дольше, чем бойлер для питьевой воды, — двадцать лет и более обычное дело, потому что запасенная вода — замкнутая, бедная кислородом и никогда не заменяется, поэтому коррозия фактически прекращается после расходования исходного кислорода. Изнашиваются пластинчатый теплообменник или змеевик, которые могут зарастать накипью в жесткой воде, а также автоматика. Этот срок службы обеспечивает правильная подготовка воды при заполнении — после чего систему лучше не трогать.

Это видимый воздушный разрыв между предохранительными клапанами бойлера и канализацией, благодаря которому любой сброс виден, а не исчезает незаметно, и ничто не может быть втянуто обратно из канализации в бойлер. Вода в воронке всегда сигнал неисправности, а не обычное явление. Она должна устанавливаться вертикально, в пределах около 500–600 мм от предохранительного устройства, и оставаться видимой и доступной.

Самая частая причина — заполненный водой расширительный бак: после потери воздушной подушки расширяющейся при нагреве бойлера воде некуда деваться, поэтому клапан сброса давления расширения срабатывает в каждом цикле нагрева, хотя статическое давление выглядит нормальным. Далее по частоте — мусор, удерживающий предохранительный клапан от посадки в седло, или неисправный входной редуктор давления, пропускающий завышенное давление. Постоянно капающая воронка означает, что предохранительные устройства работают, и здесь нужен квалифицированный специалист, а не выжидательная позиция.

Давление предварительной накачки воздуха должно соответствовать давлению холодной воды на входе в систему — иными словами, настройке редуктора давления, как правило 3–3,5 бар, — и измеряться при полностью разгруженной водяной стороне, иначе манометр просто покажет давление водопровода. При слишком низком значении бак заполняется водой и перестает компенсировать расширение; при слишком высоком — не принимает воду вовсе. В Англии и Уэльсе это работа для специалиста с действующей квалификацией по закрытым бойлерам (unvented, G3).

В две части. Первая идет от предохранительного клапана к воронке tundish и должна быть короткой, воронка находится в пределах около 500–600 мм от клапана и видна; вторая идет от воронки с прямым вертикальным падением не менее 300 мм до первого изгиба, из материала, рассчитанного на кипяток, диаметром как минимум на один типоразмер больше выходного патрубка клапана, с постоянным уклоном до места окончания, где сброс не может никого обжечь. Допустимая длина этой второй секции сокращается с каждым коленом, поэтому следует пользоваться таблицей подбора из строительных норм, а не оценивать на глаз.

В Англии и Уэльсе — да. Любая закрытая (unvented) емкость для хранения горячей воды объемом более 15 литров относится к контролируемым работам по части G3 Строительных норм: ее должен монтировать, вводить в эксплуатацию и обслуживать компетентный специалист с действующей квалификацией по закрытым накопителям горячей воды, а о работах либо отчитывается сам исполнитель в рамках схемы самосертификации (competent person scheme), либо уведомляется орган строительного контроля. Обслуживание и повторное создание давления в расширительном баке подпадают под то же требование.

Как можно ниже в емкости, насколько позволяет конструкция, если вы хотите нагреть весь объем: нагревательный элемент греет только воду над собой, поэтому высоко расположенный элемент оставляет холодной всю воду под ним. Бойлеры, рассчитанные на ночные тарифы, используют именно такую схему: нижний элемент для зарядки всего бака ночью и иногда второй, расположенный выше, для небольшой дневной подпитки. Установить только верхний элемент и рассчитывать на полный бак горячей воды — классическое разочарование.

Нет — они расположены на разной высоте именно потому, что выполняют разные задачи. Нижний змеевик принадлежит солнечному контуру, который лучше всего работает с самой холодной водой в баке; верхний обслуживает котел или тепловой насос и должен лишь гарантировать горячую воду в верхней части емкости. Параллельное соединение разрушает такое разделение труда и нарушает [температурную стратификацию](knowledge/glossary/stratification).

Только если он спроектирован и сертифицирован для горизонтального монтажа. Если уложить вертикальный бойлер на бок, исчезает температурное расслоение, от которого он зависит, змеевик и ТЭН смещаются с предусмотренных положений и может образоваться воздушная пробка — в результате больше перемешивания, меньше солнечной выработки и меньше пригодной к использованию горячей воды. Специально созданные горизонтальные емкости существуют, включая горизонтальные баки, применяемые в [термосифонных системах](knowledge/glossary/thermosiphon-system); выбирайте такую емкость, а не импровизируйте.

В гильзе для датчика на уровне низа солнечного змеевика, в нижней трети емкости, чтобы контроллер сравнивал температуру коллектора с самой холодной доступной водой. Датчик, расположенный слишком высоко, измеряет воду, которую солнечный контур уже нагрел, и отключает насос слишком рано, снижая выработку именно в те дни, которые важны. Вставьте его в гильзу до упора и используйте теплопроводную пасту, если гильза слишком просторна.