Elektryczne podgrzewacze wody

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej - W trakcie budowy nowego albo modernizacji starego domu bądź mieszkania stajemy przed problemem wyboru lub zmiany systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej. Elektryczne podgrzewacze wody wykorzystane w centralnym lub niecentralnym systemie zaopatrywania wody to wygoda oraz oszczędności na etapie inwestycji i użytkowania.

Ciepła woda jest dzisiaj standardem. Nowoczesne urządzenia pomagają obniżyć koszty związane z jej przygotowaniem, zużywając mało energii elektrycznej, a przy tym potrafią w szybki sposób przygotować ciepłą wodę użytkową przy jednoczesnym komforcie obsługi oraz nadzwyczajnej jakości i wysokiej wydajności. Koszty oleju i gazu są wysokie, dlatego ogrzewanie elektryczne jest alternatywą i tanim, ekologicznym rozwiązaniem.  

System centralny

System centralnego zaopatrywania w wodę użytkową polega na dostarczeniu wody podgrzanej przez ogrzewacz o dużej wydajności do wszystkich punktów jej poboru w mieszkaniu. Należy pamiętać, że podgrzewacz wody musi posiadać odpowiednią wydajność, dostosowaną do zaspokojenia łącznych potrzeb wszystkich użytkowników. Aby system ten funkcjonował ekonomicznie, punkty poboru wody powinny znajdować się możliwie blisko siebie, a rury instalacyjne posiadać izolację.

W przypadku oddalonych punktów poboru ekonomiczniejsze jest podzielenie tych punktów na grupy zasilane z mniejszych ogrzewaczy. Pozwoli to na uniknięcie strat związanych z przesyłem ciepłej wody oraz ograniczenie kosztów inwestycyjnych związanych z rozprowadzeniem rur. Zaletą systemu centralnego z centralnym pojemnościowym ogrzewaczem wody jest możliwość zastosowania w nim do nagromadzenia odpowiedniej ilości ciepłej wody stosunkowo niedrogiego ogrzewacza zbiornikowego ciśnieniowego oraz wykorzystanie do tego tańszej energii elektrycznej pobieranej w taryfie "nocnej", co zdecydowanie redukuje koszty przygotowania ciepłej wody użytkowej. Należy również zwrócić uwagę, że zazwyczaj taryfa "nocna" obejmuje również dwie godziny popołudniowe, co umożliwia "odbudowanie" zapasu ciepłej wody zużytej przed południem - a co za tym idzie, umożliwia zastosowanie mniejszego ogrzewacza zbiornikowego (bojlera).

Innym rozwiązaniem centralnego systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową jest elektryczny ogrzewacz przepływowy. Wymaga to zastosowania ogrzewacza o dużej mocy (min. 18 kW) zasilanej prądem trójfazowym. Uzyskamy w ten sposób nieograniczone źródło ciepłej wody dostępnej w każdym momencie. Dodatkowymi zaletami tych urządzeń jest mała masa, niewielkie gabaryty, co ułatwia ich montaż w pobliżu miejsca poboru wody. Pobór energii elektrycznej przez podgrzewacz następuje tylko w momencie odkręcenia zaworu ciepłej wody a jedyne straty wynikają ze stygnięcia wody w rurach, dlatego wskazane jest, aby punkty poboru znajdowały się w jak najbliższej odległości od ogrzewacza.

Niestety, w tym przypadku nie można wykorzystać tańszej energii nocnej -rekompensatą jest niskie zużycie energii wskutek ograniczenia strat związanych z przechowywaniem zapasu ciepłej wody oraz uniknięcie możliwości rozwoju niepożądanych bakterii Legionella w ciepłej wodzie użytkowej. Przepływowe ogrzewacze wody wymagają dużej mocy, dlatego konieczne jest przystosowanie instalacji elektrycznej do dużego poboru prądu. Nie zawsze jest to możliwe lub też zmiana ta może pociągać za sobą spore koszty związane z przebudową całego układu zasilania.

System niecentralny

W odróżnieniu od systemu centralnego, system punktowego (decentralny) podgrzewania ciepłej wody użytkowej nie wymaga rozprowadzenia instalacji rurowej ciepłej wody. Zastępuje ją tani przewód elektryczny doprowadzony w okolice punktu czerpania wody. System ten opiera się na zainstalowaniu kilku podgrzewaczy wody, których typ, rodzaj i parametry dobrane są do wymagań konkretnych punktów poboru ciepłej wody użytkowej. Rozwiązanie to jest bardzo wygodne dla użytkownika i daje mu możliwość indywidualnego ustawienia temperatury i ilości wody dla każdego punktu oddzielnie oraz natychmiastowy pobór bezpośrednio po odkręceniu kranu bez opóźnień i strat wody związanych z oczekiwaniem na dotarcie ciepłej wody z centralnego zbiornika. Ważne jest to szczególnie w przypadku punktów poboru oddalonych od podgrzewacza oraz punktów używanych sporadycznie.

Dodatkowe oszczędności związane są z kosztami instalacji hydraulicznej - wykonujemy ją jako jednorurową oraz unikamy konieczności wykonywania izolacji cieplnej na rurach. W przypadku systemu niecentralnego podgrzewania ciepłej wody użytkowej stosowane urządzenia charakteryzują się mniejszą mocą, dzięki czemu możemy uniknąć konieczności gruntownej przebudowy instalacji elektrycznej. System ten jest zalecany przy modernizacji budynków pozbawionych do tej pory instalacji ciepłej wody użytkowej. Koszt rozprowadzenia przewodów elektrycznych jest zdecydowanie mniejszy od kosztu wykonania nowej instalacji rurowej z centralnym źródłem lub zasobnikiem ciepłej wody.

Wybór urządzeń

Dla systemu centralnego najlepszym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie dużego elektrycznego ciśnieniowego podgrzewacza pojemnościowego  (bojlera) oraz wykorzystanie do zgromadzenia zapasu podgrzanej wody taniej energii elektrycznej nocnej. Nowoczesne ogrzewacze ciśnieniowe posiadają doskonałą izolację cieplną zbiorników, która ogranicza straty ciepła do minimum. Elektryczne ogrzewacze zbiornikowe wyposażone w dodatkowe wężownice umożliwiają wykorzystanie ich w układach kombinowanych z innymi nośnikami energii, gdzie energia elektryczna jest wykorzystywana tylko okresowo (np. latem, gdy nieczynny jest podstawowy kocioł) lub w skojarzeniu z kolektorami słonecznymi, co pozwala radykalnie obniżyć koszty podgrzewania wody.

Ciśnieniowe podgrzewacze wody pracują pod ciśnieniem sieci wodociągowej lub wytworzonym w hydroforze i współpracują z klasyczną armaturą hydrauliczną. Duży wpływ na żywotność urządzenia ma, oprócz jakości wody, sposób zabezpieczenia zbiornika przed korozją. W najtańszych wersjach ogrzewaczy zbiorniki wykonane są ze stali ocynkowanej, w droższych zbiorniki stalowe są zabezpieczone wewnętrznie przed korozją powłoką z emalii lub też wykonane ze stali nierdzewnej. Dodatkową ochroną zbiornika przed korozją są magnezowe elektrody ochronne (zużywające się w trakcie eksploatacji podgrzewacza i co jakiś czas podlegające wymianie) lub tytanowe, których nie trzeba wymieniać.

Dobór pojemności i mocy ogrzewacza pojemnościowego należałoby poprzedzić analizą zapotrzebowania wody przez mieszkańców związanego z ich trybem życia, upodobaniami itp. Można przyjąć, że dla przeciętnej 4 - osobowej rodziny wystarczy podgrzewacz o pojemności ok. 100 - 120 l. Jednakże, gdy członkowie rodziny preferują kąpiele w wannie lub długie prysznice, pojemność tę należałoby zwiększyć. Gdy zapotrzebowanie na wodę zmienia się nieregularnie (np. kiedy w weekendy zjeżdżają się wszyscy członkowie rodziny), dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie baterii dwóch a nawet trzech ogrzewaczy o mniejszej pojemności sterowanych np. zegarem tygodniowym i załączanych w zależności od spodziewanego zapotrzebowania na ciepłą wodę. Pozwala to regulować ilość gromadzonej ciepłej wody, a tym samym zużycie energii elektrycznej na jej podgrzanie.

Centralne ogrzewacze przepływowe ze względu na swoją dużą moc grzejną potrzebną do zasilenia w ciepłą wodę kilku punktów wykonywane są w wersji trójfazowej. Moc znamionowa tych urządzeń zawiera się w przedziale od 12 do 27 kW w zależności od temperatury wody, którą chcemy uzyskać oraz od ilości wody, która jest nam potrzebna.

Podgrzewacz przepływowy pobiera energię elektryczną jedynie w momencie poboru wody i w zależności od wielkości poboru regulowana jest moc jego grzałek. Odbywa się to skokowo - w miarę wzrastania poboru wody załączane są kolejne grupy grzałek (zazwyczaj trzy) -sposób ten jest stosowany w tanich ogrzewaczach o sterowaniu hydraulicznym - lub też płynnie poprzez układ elektroniczny sterujący mocą grzałek celem utrzymania nastawionej temperatury wody wylotowej. Jest to sposób wykorzystywany w droższych ogrzewaczach elektronicznych, co jest bardziej komfortowe dla użytkownika.

Na rynku jest duża oferta urządzeń, które mogą być zastosowane w systemach niecentralnych podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Z reguły urządzenia te wyposażone są w elementy grzejne małej mocy zasilane jednofazowo oraz standardowo wyposażone są w klasyczny sznur przyłączeniowy zakończony wtyczką. Umożliwia to łatwe, nieskomplikowane podłączenie do istniejącej instalacji elektrycznej.

Do punktowego poboru ciepłej wody o małej wydajności stosowane są przepływowe ogrzewacze wody o mocy 3-6 kW. Są one dostarczane często w komplecie z wylewkami lub bateriami wyposażonymi w perlatory - urządzenia mieszające wodę z powietrzem i rozpraszające jej strumień, co sprawia wrażenie, że w rzeczywistości z kranu płynie więcej wody.

Na rynku oferowane są również podgrzewacze pojemnościowe bezciśnieniowe. Zbiorniki tych urządzeń mają małą pojemność i często nie mają izolacji cieplnej. Przeznaczone są one do obsługi jednego punktu poboru wody i wymagają specjalnej armatury zazwyczaj sprzedawanej w komplecie. Podgrzewacze bezciśnieniowe przydają się tam, gdzie ciepła woda pobierana jest często, ale w małych ilościach.

 

Jak wybierać ogrzewacz przepływowy?

 

Sprawność	wszystkich przepływowych ogrzewaczy elektrycznych jest bardzo wysoka - wynosi ok. 98%.
Moc	powinna być dobrana do maksymalnego zapotrzebowania na ciepłą wodę. W praktyce moc jest zwykle ograniczona dostępnością energii (zasilanie 3-fazowe, przekrój przewodów elektrycznych oraz amperaż bezpieczników)
Wydajność ciepłej wody	zależy bezpośrednio od mocy urządzenia. Różnice jakościowe lub konstrukcyjne wpływają tylko i wyłącznie na komfort poboru, a nie na ilość i temperaturę ogrzewanej wody.
Przepływ i ciśnienie włączające	są istotnymi parametrami decydującymi o komforcie poboru wody. Ich niskie wartości skracają czas reakcji urządzenia. UWAGA! Wartości minimalne rosną z mocą urządzenia.
Elektroniczne sterowanie mocą	stosowane w inteligentnych ogrzewaczach wody. Pozwala na płynne dopasowanie mocy do chwilowych potrzeb oraz na utrzymanie priorytetu stałej temperatury, aż do osiągnięcia mocy maksymalnej.
Elektroniczna regulacja przepływu	stosowana w najinteligentniejszych ogrzewaczach wody. Pozwala na utrzymanie priorytetu stałej temperatury nawet po osiągnieciu mocy maksymalnej poprzez zmniejszenie przepływu wody.
Sterowanie hudrauliczne jedno- lub wielostopniowe	im więcej stopni mocy tym łatwiej dostosować pracę urządzenia do wymagań różnych punktów poboru (np. umywalka i prysznic)
Odsłonięty element grzejny	bardzo odporny na zawapnienie wody. Niestety łatwo ulega przepaleniu w wyniku zapowietrzenia instalacji. Im inteligentniejszy system sterowania tym lepsze zabezpieczenie przed przepaleniem.
Rurkowy element grzejny	stosunkowo odporny na chwilowe zapowietrzenie wody. Niestety ulega zakamienieniu w skutek podgrzewania bardzo zawapnionej wody. Zakamienienie należy usuwać poprzez regularne przeglądy serwisowe.
Duża pojemność wymiennika	podnosi komfort poboru wody. Większa bezwładność grzałki ogranicza wachania temperatury podczas krótkotrwałych przerw w poborze ciepłej wody.
Miedziane elementy konstrukcyjne	podnoszą odporność na zanieczyszczenia chemiczne a tym samym żywotność urądzenia.
Duży przekrój grzałek	zwiększa odporność na wytrącanie kamienia.
Ciśnienie robocze ok. 10 bar	umożliwia zaopatrywanie kilku punktów poboru, współpracę ze standardowymi armaturami (w odróżnieniu od ogrzewaczy bezciśnieniowych)
Współpraca z instalacją PCW	w przypadku podgrzewaczy o mocy powyżej 6kW zaleca się wyprowadzenie gorącej wody co najmniej kilkunastocentymetrowym odcinkiem metalowej rurki.
Odległość od punktu poboru	im mniejsza, tym krótszy czas reakcji. Zastosowanie wersji dolnej pozwala na ukrycie ogrzewacza pod umywalką i skrócenie odległości.
Ilość punktów poboru	im mniejsza, tym optymalniejszy może być dobór mocy ogrzewacza sterowanego hydraulicznie. Im większa ilość punktów poboru oraz prawdopodobnieństwo jednoczesnego czerpania ciepłej wody tym istotniejsze staje się inteligentne sterowanie mocą i regulowanie przepływu wody.

 

Dobór kabli zasilających i zabezpieczeń do przepływowych ogrzewaczy wody

 

Orientacyjna wydajność przepływowych ogrzewaczy wody