Проточный водонагреватель своими руками

  1. Введение: выбор типа нагревателя
  2. Расчет
  3. Реализация - механическая часть
  4. Реализация - элекрическая часть
  5. Важные моменты
  6. F.A.Q.
  7. Приложение

Введение: выбор типа нагревателя

Необходимость водонагревателя очевидна ибо горячую воду отключают минимум на 2 недели в году и это порядком надоедает думаю любому ;-) А вот выбор типа водонагревателя это уже не такой тривиальный вопрос:
сравнительные харакеристики водонагревателей:
Харакеристика Проточный водонагреватель Накопительный
Габатиты Как правило маленькие Чем больше тем лучше ;-)
Электрическая мощность нагревателя от 12квт 1-2квт
Требования к электропроводке Очень высокие Низкие
Экономичность Высокая (нагревается ровно столько сколько надо) Низкая (нагревается всегда весь бак)
Сложности установки Главное это хорошая проводка Главное это хорошее механическое крепление нагревателя и место под его установку
Встраиваемость в систему водоснабжения квартиры Легкая Сильно затруднена: необходим водонагреватель сертифицированный для работы под давлением 6-8атм
Особенности эксплуатации Как правило можно использовать под давлением магнистрали те до 6 атм Не допустимо использовать под давлением магистрали из-за невозможности гарантировать безопасность 100-200литрового бака (исключение составляют дорогие модели (~450евро 100Л) сертифицированные для работы в магистрали)
Время выхода на режим Быстро: менее 3х минут при первом включении Очень долго: от 2х до 7 часов в зависимости от объема и мощности нагревателыя
Ресурс производимой горячей воды Не ограничен в принципе Ограничен размером бака (те на хорошую ванну не хватит)
Напор воды Такой же как и на входе (в магистрали) Низкий - определяется высотой установки водонагревателя (или магистралью в случае работы с сертифицированым для высокого давления нагревателем)
Cложность изготовления в домашних условиях Невысокая Невысокая
Стоимость самостоятельного изготовления ~100$ ~300$(большие затраты на изготовление и теплоизоляцию бака)
Биологическая опасность Низкая так как бак не имеет зайтойной воды и очень маленького объема (<10Л) Средняя: желателен нагреватель с функцией термической дезинфекции - те нагрева до 70-85С в течении 90 минут 1 раз в неделю
Рекомендованное применение Особо рекомендованы для применения в городских квартирах на случай сезонных отключений горячей воды Рекомендованы для локального, временного удовлетворения потребностей в горячей воде (ограничение по объему), могут быть рекомендованы для мест не имеющих постоянного водоснабжения
Установка Устанавливаются в местах, где нет достаточного места для размещения для проточных водонагревателей Устанавливаются в местах, где нет достаточного электропитания для проточных водонагревателей
Применение Минимальные габариты водонагревателя и неограниченное количество горячей воды позволяют их использовать в домах, больницах, учреждениях, офисах, кухнях ресторанах Наибольшее применение находит в небольших дачных домах (летних душах), офисных помещениях и небольших столовых и летних кафе
Назначение "Проточник" нагревает воду мгновенно при прохождении через прибор (как газовая колонка). Он срабатывает автоматически сразу после того, как вы открываете кран горячей воды и выключается, когда закрываете Служат резервным источником горячей воды в случае перебоя с подачей централизованного горячего водоснабжения на длительное время

Очевидно, что если ваша проводка позволяет поключить проточный водонагреватель то имеет смысл ориентироваться именно на него.

Расчет

Итак мы делаем (ибо так сильно дешевле - нормальный покупной нагреватель стоит от 370$) проточный водонагреватель - и нам нужно определится с мощностью ТЭН-ов для него. Это опять физика за 6й класс ;-) так что рассчеты я приводить не буду, напомню что теплоемкость воды 4200ДЖ на КГ и на "градус" а ТЭН мощностью 1000ВТ выделяет 1000ДЖ в сек - остальное думаю cовсем просто.
Однако скажу сразу, что минимальная эффективная мощность проточника это 12КВт и если ваша проводка не выдежит 55A то лучше и не пытаться его делать. Не стоит верить дешевой рекламе про 5квт проточник за 1500руб - он максимум сгодится для мытья рук, а вот от 12КВт-ника хватит горячей воды даже для душа!
Вобщем изучаем максимальную длительную нагрузку проводки, счетчика и автоматов защиты, и вписваемся по максимуму- те чем мощность больше тем лучше - больший поток можно нагреть, однако при мощностях выше 15КВт следует предусмотреть регулировку мощности

Реализация - механическая часть


Водонагреватель представляет собой трубу с двумя (или тремя патрубками) и вкрученными по концам ТЭНами. В моем варианте была использована (по возможности - из нержавейки) труба с внутренним диаметром 89мм и длиной 1000мм, патрубки на 3/4" и два 6КВт блока ТЭН-ов (тоже рекомендована нержавейка).

ТЭН

Характеристики ТЭНБ-3 ТЭНБ-6 ТЭНБ-9 ТЭНБ-12 ТЭНБ-18 ТЭНБ-3,75
Номинальная мощность, кВт 3 6 9,45 12 18,9 3,75
Номинальное напряжение, В 380/220 380/220 380/220 380/220 380 380/220
Рабочая среда вода масло
Сопротивление изоляции в холодном состоянии, МОм, не менее 0,5
Сопротивление изоляции в горячем состоянии, МОм, не менее 0,5

Внешний вид трубы со вкрученными ТЭН-ами
Внешний вид нагревателя Вид ТЭН-а

Гидравлическая схема: gidro.png
Ниже фотографии гидравлики:
Подвод от магистрали, вентили Z1 Z2 Z3, нижняя часть нагревателя Верхняя часть нагревателя Теплоизоляция
Следует обратить внимание на то, что все трубы теплоизолированы пенополиеэтеном для исключения образования конденсата и излишних тепловых потерь в трубах и нагревателе.
На гидравлической схеме есть датчик потока и контактный манометр - они предназначены для управления электрикой водонагревателя: Так как проточный водонагреватель должен включаться только при открытом кране - для отслеживания потока используется датчик потока, изготовленный из итальянского латунного обратного клапана, магнита и геркона. Внешний вид датчика на фото:
Внешний вид датчика потока
Второй датчик это датчик давления - т.е. нагреватель должен включаться только при наличии воды в нагревателе. В качестве датчика использован обыкновенный контактный манометр.
Все три датчика: контактный манометр, датчик потока и датчик температуры
Также на этой фотографии показан датчик температуры прижатый к корпусу нагревателя - он служит защитой от перегрева воды. Рекомендуемая температура срабатывания - 60-80С.

Реализация - элекрическая часть


Электрика управления водонагревателем проста - от нее требуется отслеживать три датчика и если все условия выполнены (1е есть поток воды; 2е давление достигает минимального предела; 3е корпус нагревателя не перегрет) подать напряжение на ТЭН-ы. Для этой простейшей логики использованы два реле (для уменьшения тока управления - до 20ма, что повышает долговечность всех датчиков) первое - слаботочное (любое слаботочное - РЕС 49/60 итд), второе силовое (ТКЕ-56). Внешний вид электрики показан на фото ниже:
Внешний вид управления нагревателем: один выключатель и две лампочки: зеленая лампочка показывает готовность к работе, а красная подачу напряжения на ТЭНы Здесь видно оба реле и клеммник для подключения управления Подвод к ТЭН-ам: провод с сечением 10кв мм Заземление Общий вид блока управления Общий вид Общий вид блока управления Общий вид c закрытой крышкой


Важные моменты


Вообще схемотехника не нуждается в дополнительном описании ибо она крайне проста однако остановлюсь на некоторых важных моментах:
1е следует подойти очень внимательно к выбору силового реле - тут подойдет или мной примененое ТКЕ56 или уже надо брать пускатель на три клеммы по 25А (запаралелить). Можно использовать три реле TRAF c cегментированной нагрузкой - те на каждое реле по 4КВт
2е при монтаже всех силовых проводов следует не забывать что токи в 55А (12КВт нагреватель) это очень большие токи! и монтаж должен быть очень качественным - подсоединение к водонагревателю через клеммы, клеммы соединять с проводами на пайку с последущим механическим обжимом. При подсоединении к реле обязательно соблюдать симметрию при распределени тока (cм. фото выше). После изготовления надо устроить часовую обкатку нагревателя и после полного отключения проверить на нагрев все электрические соединения!
3е термоизоляция водонагревателя обязательна - иначе вода в нем будет за ночь остывать и вам ее придется "прогонять" утром.
4е заземление: корпус водонагревателя хорошо соединен с магистральными трубами - на каждую идет провод по 6квмм.



F.A.Q.


Q: Ну и как?
A: Работает конечно - с конца 2003его никаких проблем! Сейчас январь 2006-ого система всегда готова к работе ;-)

Q: Это же дорого!
A: Как сказать... cчитаем - 1 час работы нагревателя = 12квт часов а это 7.68 руб: а за час можно наполныить ванну (у меня большая 420 литров ванна), полежать в ней и принять душ потом ;-) imxo всяко дешевле похода в общественную баню

Q: А для чего третий кран (на схеме он показан как Z3)?
A: Очень просто - вот отключили у вас горячую воду вообще и есть только холодная? вот тут-то вы и закрываете кран Z1 и открываете Z3. Таже он поможет при отсутсвии какой-либо воды в холодной магистрали (ну если она в горячей конечно есть) ;-)

Q: 55А это много. А какие провода надо использовать ?
A: смотри в приложении таблицы и бери с запасом

Q: Есть вопросы - как связаться ?
A: Пишите на remont()maxiol.com или на форуме



Приложение

Таблицы максимальных токов для кабелей и проводов. При прокладке проводки надо руководствоваться ими и обязательно оставлять "запас"


Схема блока управления

Таблица соответствия размеров AWG и диаметров/сечений проводов.

AWGДиаметрСечение, мм²
дюйммм
000000(6/0)0.5814.73170
00000(5/0)0.516513.12135
0000(4/0)0.4611.68107
000(3/0)0.409610.485
00(2/0)0.36489.26667.4
0(1/0)0.32498.25153.5
10.28937.34842.4
20.25766.54433.6
30.22945.82726.7
40.20435.18921.2
50.18194.62116.8
60.1624.11513.3
70.14433.66510.5
80.12853.2648.37
90.11442.9066.63
100.10192.5885.26
110.09072.3054.17
120.08082.0533.31
130.0721.8282.62
140.06411.6282.08
150.05711.451.65
160.05081.2911.31
170.04531.151.04
180.04031.02360.823
190.03590.91160.653
200.0320.81280.518
210.02850.72290.41
220.02530.64380.326
230.02260.57330.258
240.02010.51060.205
250.01790.45470.162
260.01590.40490.129
270.01420.36060.102
280.01260.32110.081
290.01130.28590.0642
300.010.25460.0509
310.00890.22680.0404
320.0080.20190.032
330.00710.17980.0254
340.00630.16010.0201
350.00560.14260.016
360.0050.1270.0127
370.00450.11310.01
380.0040.10070.00797
390.00350.089690.00632
400.00310.079870.00501

На главную Меню проектов

Maxiol Studio