Главная Статьи Водонагреватели Как определить объем накопительного водонагревателя, необходимый для вашей семьи?

Как определить объем накопительного водонагревателя, необходимый для вашей семьи?

Совершая такую серьезную покупку, как накопительный водонагреватель, нужно быть уверенным на 100%, а то и на 200% в том, что именно эта модель, именно этот объем водонагревателя смогут обеспечить всю семью горячей водой.

Для того, чтобы провести точные расчеты объема водонагревателя, вам нужно понять, сколько же литров горячей воды вам понадобится в период самого интенсивного использования водонагревателя. Объем выбранного вами водонагревателя должен быть не меньше этого, так называемого, пикового значения.

Определение пикового расхода горячей воды

Обычно за основу расчета берут отрезок времени, в котором за час в вашем доме используется горячая вода. Как правило, этот час выпадает на утро или вечер, когда вам нужна вода и на кухне, и в ванной, и т.д.

Ниже приведена таблица, которая поможет вам понять свой пиковый расход горячей воды. Подставив свои значения, вы сможете определить объем накопительного водонагревателя. Таблица потребления горячей воды составлена с учетом того, что температура нагретой в большинстве водонагревателей горячей воды равняется 60°С. Также, такое значение температуры принимают большинство производителей как расчетное. В таблицу для примера вписаны значения потребления горячей воды для семьи из трех человек.

Пример

В квартире проживают три человека – один маленький ребенок и двое взрослых. В квартире имеется одна ванна стандартная длиной 1,5м, одна раковина, одна мойка в кухне. Большую потребность в горячей воде семья ощущает утром, но особенно вечером. В 20.00 горячая вода нужна для мытья рук взрослым (2*5=10л.), приготовления еды, мытья посуды (6+9=15л.), купания ребенка в ванне (180*0,5=90л.), т.к. ребенок маленький и ему нужно только полванны. В этом распорядке дня не указано промежуточное мытье рук, а также другие нужды на бытовые расходы. Из примерного распорядка дня в квартире становится понятно, что пиковое использование горячей воды приходится на промежуток с 20:00 до 21:00.

Таким образом, пиковое потребление горячей воды составляет: 10л.+ 15л.+ 90л. = 115 л/час.

Итак, пиковый расход горячей воды определен. Однако не спешите покупать водонагреватель с таким же объемом бака. Для правильно расчета необходимого объема накопительного водонагревателя надо знать еще несколько дополнительных эксплуатационных параметров. За границей используется специальный термин First Hour Delivery, который показывает технические эксплуатационные характеристики водонагревателя. Именно First Hour Delivery (в дословном переводе – это звучит как «первый час доставки») поможет нам определиться с выбором необходимо-достаточного объема накопительного водонагревателя.

First Hour Delivery - это расчетное количество воды, которое накопительный  водонагреватель может выдать в течении первого часа отбора из него горячей воды. При этом надо помнить, что потреблять воду вы начинаете только после окончания нагрева, когда вода достигает указанной отметки на термометре (допустим +60°С).

На зарубежных водонагревателях, обычно американских, можно увидеть такую наклейку:

В пересчете с американской величины измерения объема: 62 галлона составляет 235л. (1 галлон = 3.785л.). Т.е. данный водонагреватель сможет в течение одного часа отдать горячей воды расчетной температуры 235 литра, хотя объем бака водонагревателя составляет всего 210л. Если такой наклейки на вашем водонагревателе нет, то можно величину First Hour Delivery рассчитать эмпирически. Но прежде давайте разберемся, откуда берутся эти лишние литры горячей воды.

С одной стороны мы все понимаем, что накопительный водонагреватель должен отдать горячей воды с температурой не ниже расчетной не менее 80% от объема (для горизонтальных моделей) и не менее 90% от объема (для вертикальных). А это уже получается меньше первоначального объема нагретой воды на 10-20%. Такая уменьшенная величина отбора горячей воды связана с особенностью конструкции накопительного водонагревателя. Рассмотрим это подробно.

Как видно из этого рисунка нагревательный элемент (ТЭН) находится в нижней части бака. Туда же подводится холодная вода, которая с помощью специального рассекателя равномерно распределяется по дну. Нагреваясь, вода поднимается вверх и через отверстие отводной трубы, расположенное в самой верхней части бака, поступает вниз на слив горячей воды. Т.е. как только мы открываем на смесителе кран с горячей водой, холодная вода поступает в нижнюю часть водонагревателя и своим давлением выдавливает горячую из водонагревателя. Конструктивно невозможно отобрать весь объем нагретой до заданной температуры воды из накопительного водонагревателя. В лучших моделях, таких как EWH Comfort 30-150 EL от производителя AEG Haustechnik, коэффициент отбора горячей воды составляет 90%.

Также невозможно в обычном накопительном водонагревателе подогревать воду ТЭНом до расчетной температуры в режиме реального времени. (С такой задачей может справиться только проточно-накопительный водонагреватель, например Stiebel Eltron модель SHD 30-100S). Но все-таки какое-то количество дополнительно нагретой воды мы сможем получить от обычного ТЭНа в процессе непрерывного отбора воды из водонагревателя. Давайте выясним, почему и сколько?

Во время использования водонагревателя, терморегулятор почувствует, что вода остывает внутри бака, включит нагрев ТЭНа и начнет восстанавливать температуру воды. А это значит, что водонагреватель начнет нагревать воду, даже если из водонагревателя еще течет горячая вода, т.е. не дожидаясь пока закончится весь объем нагретой воды. Способность восстанавливать температуру воды – это стандартная характеристика водонагревателя. Количество дополнительно нагретой воды можно рассчитать по формуле.

Количество дополнительно нагретой воды за 1 час (кг),  m = P тэна * η / с*Δt,

Где:

P тэна – это мощность нагревательного элемента, (Вт);

η =0,97 –  это к.п.д. трубчатого нагревательного элемента;

Δt – это разница температур между температурой горячей воды в водонагревателе и температурой поступающей холодной воды, (К);

c  –  это удельная теплоемкость воды = 1,163 (Вч/кг*К).

Температура поступившей холодной воды составляет зимой +5°С, летом от +12°С  до +18°С. Расчет, как правило, ведется для температуры входящей в водонагреватель холодной воды равной +10 °С.

Хочется особо подчеркнуть, что количество дополнительно нагретой воды зависит от мощности ТЭНа водонагревателя, чем она больше, тем больше это количество.

Таким образом, несложно посчитать величину First Hour Delivery, которая и будет определять наш окончательный выбор необходимо-достаточного объема накопительного водонагревателя.

First Hour Delivery  = (V бака водонагревателя, л) * 0,9 + (Кол-во доп. нагретой воды за 1 час, кг)

Для примера рассчитаем First Hour Delivery  для водонагревателя Stiebel Eltron модель SH 100 S, объемом 100 литров, мощностью ТЭНа=2кВт при напряжении 220В и Δt=50 К;

First Hour Delivery = 100*0,9 + 2000*0,97/1,163*50 = 123 литра

С учетом погрешностей в расчете, а также необходимого небольшого запаса данный водонагревателя Stiebel Eltron модель SH 100 S, имеющий First Hour Delivery = 123 литра. полностью подходит семье из трех человек, т.к. пиковое потребление горячей воды у этой семьи составляет 115 л/час.

Выбор необходимо-достаточного объема водонагревателя

Итак, мы получили все дополнительные данные для определения необходимо-достаточного объема водонагревателя. Для нашей семьи из трех человек, при пиковом потреблении горячей воды с 20.00 до 21.00 равной 115 литров нужно купить водонагреватель объемом 100 литров с мощностью ТЭНа = 2кВт, также данной семье подойдет и водонагреватель объемом 80 литров с мощностью ТЭНа = 3кВт и почти подходит водонагреватель объемом 50 литров с мощностью ТЭНа = 4кВт. (См. нижеприведенную таблицу.)

Пример правильного подбора моделей водонагревателей по известным параметрам объема бака и мощности ТЭНа

В примере, приведенном выше, пиковый расход горячей воды составил 115 л/ч. Для данного конкретного случая подходят следующие водонагреватели: