Как избежать накипи на тэнах
Обслуживание бойлера или как отчистить тен от накипи
Всем привет. Хочу описать весь процесс обслуживания бойлера от начала до конца. В принципе, если вы хотите что бы водонагреватель вам прослужил долго и качественно, такое обслуживание надо проводить регулярно, я например провожу после каждого сезона пользования бойлером, то есть если летом горячую воду отключают, я запускаю бойлер, в конце лета воду дают, я его отключаю и провожу полное обслуживание, если вы пользуетесь круглый год, то надо проводить обслуживание хотя бы раз в год, а лучше два раза в год. Дело в том что внутри бойлера от горячей и жесткой воды ( а иногда и из за ржавчины, которая попадает туда с водой) образуется накипь, которая налипает на тене, оседает на дне и отрицательно сказывается на работе водогрейки в целом и на тене в частности, из за накипи, которая налипает на тене камнем, увеличивается время нагрева воды, появляется повышенный шум во время нагрева и сокращается срок службы тена. Так же если у вас бойлер стоит с водой постоянно, то есть вы им не пользуетесь длительное время, а воду не слили, то там размножаются всякие вредные бактерии которые заражают воду, оседают на тене и стенках водогрейки и от которых вода у вас потом начинает вонять сероводородом. Описывать буду на примере своей водогрейки,
но принцип везде одинаковый, отличаться может только процесс разборки и все.
Итак: начинаем с того что отключаем бойлер из розетки, открываем кран горячей воды и сливаем весь кипяток с бойлера, то есть тупо ждем пока из горячего крана пойдет холодная вода, как пошла значит в бойлере кипятка больше нет, дело в том что бойлер устроен как термос, поэтому остывать будет долго, после этого сливаем воду с тена, у меня для этого стоит кран перед клапаном на подаче холодной воды:
я просто откручиваю трубу на отводе горячей воды, что бы воздух поступал внутрь бойлера и открываю кран, предварительно одев на кран шланг. Если такого у вас нет, то просто откручиваете отвод горячей воды и через клапан сливаете воду, клапана бывают разные поэтому и сливать по разному, если у кого то будут вопросы по сливу, отвечу отдельно. После этого снимаем крышку :
Очистка ТЭНов водонагревателей своими руками: почему необходимо, способы удаления накипи и ржавчины, порядок и правила
Очистка ТЭНа водонагревателя от накипи – обязательная процедура для эффективной работы ЭВН и нагрева воды должным образом, по заявленным производителем параметрам. Для водогрейного оборудования периодический (раз в год, полтора) осмотр изнутри и уборка известнякового налета, ржавчины – стандартное ТО. Очистка нагревательных элементов в водонагревателях обязательная, так как именно от ТЭН зависит температура содержимого бака.
Почему на ТЭН образуется налёт
Известняковый налет на нагревательных элементах – это затвердевающие в корку отложения, покрывающие нагревающиеся поверхности теплообменных приборов. При высоких температурах содержащиеся в воде соли разлагаются на углекислоту и нерастворимый осадок, скапливающийся на стенках.
Из мягкого налет быстро трансформируется в твердую корку. Соединения кальция преобладают, поэтому отложения называют известняковым. Отложения в водонагревателях образовываются быстрее или медленнее, но всегда, так как в каждом типе воды есть соли.
Накипь разного цвета, структуры, но уровень теплоизоляции и твердости приблизительно равные. Чем жестче вода, тем больше солей, тем быстрее и интенсивнее образуется налет. Также может скапливаться, смешиваться с другими отложениями и затвердевать ржавчина, появляющаяся вследствие коррозии частей водонагревателя и поступающая с водой.
От чего зависит интенсивность образования налета:
В баке водонагревателя агрессивная среда постоянная – всегда большой объем воды, термические процессы, поэтому корка извести, шлам образуются быстро. ТЭН – источник тепла, для устройства ситуация усугубляется. Анод защищает только от окисления, не предотвращает накипь никак, может лишь сделать ее немного мягче.
Обязательность удаления известкового налета обусловлена следующим:
КПД понижается значительно – для нагрева воды тратится больше энергии (на 15 – 20%), чем обычно.
Признаки, что требуется чистка:
Нужно ли чистить бойлер с сухим ТЭНом
Чистить бойлеры с сухими ТЭНами надо однозначно, образование отложений никак не зависит от типа нагревательного элемента.
Касательно самого сухого ТЭН. Налет угрожает работоспособности погружных нагревателей напрямую из-за постоянного нахождения в воде. Иная ситуация с закрытыми элементами – процедура для самого устройства не требуется, отложения не угрожают, вообще нет влияния содержимого бака. Но кожух уязвим, поэтому его чистить надо, потребуется демонтаж, слив.
Очистка бойлера с сухим ТЭНом необходима, мера касается и сухого элемента:
Чем почистить ТЭН в бойлере от накипи
Очистить нагревательные элементы не составит труда в домашних условиях. Средства, методы, что и для бака водонагревателя.
Правила, как правильно убрать накипь с ТЭНа водонагревателя:
Может потребоваться несколько циклов (особенно для слабых бытовых смесей): замачивание – уборка размягченного слоя и так несколько раз. Чистят бойлер с закрытым ТЭНом внутри так же, как и с мокрым, вместо нагревателя обрабатывают кожух.
Есть отдельное мнение специалистов насчет приоритетности методов. Механический способ угрожает царапинами и только, а повреждения от кислоты могут быть значительнее – проедает металл, попадая в микротрещинки. Поэтому иногда механический способ отколупыванием более желателен. По бакам ситуация противоположная – лучше замачивать, затем промывать.
Удалить накипь в бойлере, не вынимая ТЭНа можно замачиванием, не разбирая, без слива:
Способ без демонтажа применяют редко, так как нет гарантии полной очистки, ведь далее понадобиться слить не просто мутную воду, а убрать куски извести, шлам (иногда несколько кг). Для стопроцентного результата деталь надо демонтировать и почистить в растворе, замачиванием в отдельной емкости, из бака руками, губками убрать шлам, для чего потребуется слив.
Порядок чистки:
Демонтаж, замачивание (с анодом):
Замачивают в любой удобной емкости. Подойдет также пластиковая бутыль, но если планируют нагрев с кипячением, то потребуется металлическая посуда. Перед началом убирают большие отстающие куски накипи.
Как очистить ТЭН уксусом
С пропорциями, концентрацией временем очистки можно экспериментировать в любую сторону. Время холодного замачивания без кипячения 2 суток. Уксус слабее действует, чем лимонная кислота, поэтому срок можно увеличить к трем. Сокращают период и усиливают эффект нагревом, слабым кипячением, тогда камень может разрыхлиться и отстать за несколько десятков минут.
Если состав для очистки ТЭН электробойлера от накипи с уксусом дополнить пищевой содой, а лучше каустической (80 гр. на 1 л воды и 100 мл концентрата), то результат заметно улучшится.
Как почистить ТЭН лимонной кислотой
Количество лимонной кислоты, рецепты:
Рекомендуют очистку с нагревом. Время холодного замачивания – от 6 ч. до 2 – 3 сут, но иногда достаточно 10 – 20 мин. слабого кипячения. Очистка ТЭНа бойлера от накипи лимонной кислотой результативнее, период замачивания по сравнению с уксусом короче.
Очистка ТЭН водонагревателя «химией»
Покупные специальные средства от накипи и ржавчины действеннее. После очистки рекомендована тщательная промывка несколько раз, можно применить нейтрализатор – пищевую соду.
С мягким действием
С низкой опасностью для здоровья
Отдельно опишем особое легкодоступное средство. Чистить нагревательный элемент водонагревателя антинакипином можно замачиванием. Выпускается в порошке, пасте, жидком виде. Есть разная вредность (надо читать состав):
Для очистки подходит тот же антинакипин, что для бытовых приборов.
Можно применять все чистящие средства как для очистки от налета утюгов, чайников – состав почти аналогичный, такая же эффективность, но дешевле. Всегда надо смотреть, для какого металла, Применение – по инструкции, как правило, разбавление и замачивание. Среди ассортимента есть малоопасные органические составы.
Как защитить ТЭН бойлера от накипи
Для нагревательного элемента невозможно подобрать режим пользования, чтобы не образовывалась накипь от жесткой воды. Рекомендация не нагревать выше +60°C, температуры, при которой налет образуется сразу, невыполнима. Совет эффективный только для бака.
Способы защиты ТЭНа от накипи в водонагреватели:
Сложные способы не всегда экономически целесообразные – иногда оборудование и его применение дороже настолько, что выгоднее более доступные методы и покупка новых ТЭНов.
Методы очистки водонагревателя от накипи и загрязнений
При нагревании водопроводной воды происходит выделение солей, которые оседают на поверхности бака и ТЭНа, снижая эффективность работы оборудования. Перед тем как почистить водонагреватель от отложений, необходимо ознакомиться с конструкцией оборудования и приобрести реагенты. Подобрать необходимую продукцию можно в интернет-магазине «Кванта +», дежурный сотрудник проконсультирует вас по возникающим вопросам.
В каких случаях необходима чистка водонагревателя
Водонагреватели разделяют на категории:
Образующийся на стенках бака и нагревательном элементе слой накипи ухудшает процесс теплообмена и увеличивает потребление энергии на 10-20% с одновременным удлинением времени прогрева воды. ТЭН испытывает повышенные нагрузки и локальные перегревы, что приводит к потере герметичности корпуса, короткому замыканию и выходу узла из строя. Скорость образования накипи зависит от качества воды, в некоторых регионах налет толщиной 1-2 мм формируется за 2-3 месяца стандартной эксплуатации.
Признаки засорения бойлера отложениями:
Признаки появления накипи на ТЭНе
При формировании накипи на электрическом нагревательном элементе происходит увеличение времени работы оборудования. При прогреве воды из полости бака доносится посторонний шум, а в потоке воды присутствуют известковые хлопья серо-желтого цвета, отделившиеся от корпуса ТЭНа.
Накипь образуется одновременно на нагревателе и корпусе бойлера, поэтому требуется очистка всех внутренних поверхностей.
Правила очистки водонагревательного устройства
Перед началом очистки необходимо выбрать способ удаления загрязнений:
При химическом методе
Чтобы почистить ТЭН химическим способом, необходимо частично разобрать отключенный от водопроводной и электрической сетей прибор. Для промывки понадобится резервуар, позволяющий полностью поместить в жидкость нагревательный элемент. После заливки реагента (температура жидкости в пределах +50…+60°С) необходимо погрузить узел в раствор. Уплотнительные резиновые кольца следует снять либо защитить детали от попадания кислотных чистящих средств. Процесс очистки занимает 30-40 минут, затем необходимо вынуть и промыть ТЭН проточной водой.
Налет на поверхности бака можно не удалять, поскольку известковые отложения обеспечивают дополнительную термоизоляцию. Накипь снижает скорость коррозии резервуаров из черных металлов, но большинство производителей применяет или нержавеющую сталь, или специальное эмалевое покрытие. При химической очистке следует осмотреть магниевый анод, в случае обнаружения износа или повреждений следует установить новый элемент.
После завершения чистки необходимо смонтировать на место все снятые детали и проверить работоспособность и герметичность водонагревателя.
При механической чистке
Перед тем как почистить водонагреватель от накипи механическим способом, необходимо подготовить инструмент и отключить оборудование от напорной магистрали и шлангов подачи горячей воды к потребителям. После окончания слива жидкости необходимо демонтировать прибор и приступить к разборке. Если на снятом ТЭНе обнаружен толстый налет известковых отложений, не удаляющийся механическим воздействием, то рекомендуется приобрести новый узел. Подобрать нужную модель и заказать запасные части можно в интернет-магазине компании «Кванта +» (г. Тюмень).
Для удаления загрязнений используют:
Не следует применять металлические стержни или абразивные инструменты (например, напильники или наждачную бумагу). Внутри бака располагается магниевый анодный стержень, снижающий скорость образования накипи. При механической очистке запрещается силовое воздействие на элемент.
Механические способы очистки
Механический метод очистки предусматривает снятие и разборку оборудования, для выполнения работ потребуются:
Прочистка без разборки водонагревателя
Механическая очистка внутренних полостей без разборки невозможна (вне зависимости от типа нагревателя). Владелец может протереть внешние поверхности прибора и труб, отделяя солевой налет от воды.
Для обслуживания внутренних компонентов потребуется разобрать оборудование либо использовать жидкие химические реагенты.
Для обслуживания без разборки необходимо:
Разборка нагревателя
При очистке прибора с разборкой необходимо выполнить действия (на примере накопительного агрегата марки Ariston):
Алгоритм разборки зависит от производителя оборудования. Например, некоторые компании (например, Gorenje) используют толстостенные металлические элементы, увеличивающие вес изделия. Для снятия с крепежной планки потребуется помощь второго человека. При снятии ТЭН необходимо поворачивать, выводя из зацепления предохранительные фиксаторы.
Если на поверхности изделия образовался толстый слой налета, то извлечь нагреватель можно только после предварительной очистки.
Мастер постепенно снимает отложения скребком и вытягивает ТЭН из монтажного отверстия.
Удаление накипи с ТЭНа
Для очистки необходимо уложить снятый элемент на поддон, а затем аккуратно отделить налет загрязнений пластиковой лопаткой. Поскольку накипь плотно прилегает к металлическим поверхностям, то многие владельцы используют комбинированный способ удаления. Изделие предварительно зачищают от рыхлого слоя механическим методом, а оставшийся налет размягчают химическими составами (например, лимонной или уксусной кислотой). После очистки ТЭН промывают проточной водой и вытирают сухой салфеткой.
Некоторые владельцы снимают нагреватель с монтажной крышки, а затем отворачивают анодный электрод от основания. Если оборудование не очищалось 2-3 года, то магниевый элемент сильно изнашивается и требует замены. Затем компоненты укладывают в кастрюлю, заполненную смесью воды и уксусной кислоты (пропорцию определяют опытным путем). Наконечник ТЭНа с контактами удерживают над поверхностью жидкости (например, проволокой), резервуар ставят на газовую или электрическую плиту для кипячения на протяжении 1-3 часов.
Очистка бака
Краткий алгоритм действий:
Устранение неприятных запахов
Для удаления неприятных запахов необходимо дезинфицировать резервуар горячей водой с добавкой лимонной кислоты, а затем с гипохлоритом. Промывка производится несколько раз до полного устранения плесени из скрытых полостей. Раствор заливают в бак и выдерживают на протяжении 20-24 часов. Производители оборудования рекомендуют проводить профилактическую дезинфекцию накопительных нагревателей в процессе эксплуатации. Для очистки необходимо выставить регулятор температуры на предельное значение.
Альтернативный метод очистки предусматривает использование препарата «Белизна», который заливается в бак нагревателя. Затем резервуар заполняют водой, которую прогревают до температуры не ниже +70°С. Необходимо заполнить раствором трубопроводы, идущие к смесителям, и выждать 1-2 часа. После слива реагента проверить качество воды, при обнаружении запаха повторить процедуру 2-3 раза. Большинство пользователей рекомендует поддерживать рабочую температуру бойлера на уровне +60…+70°С, позволяющую проводить постоянную дезинфекцию.
Путем промывки резервуара холодной водой или протирания поверхностей губкой устранить причину возникновения запаха невозможно. Микроорганизмы и плесень остаются в труднодоступных зонах и начинают активно размножаться после обратной сборки и ввода в эксплуатацию. Ситуация усугубляется при редком использовании водонагревателя.
Сборка водонагревателя
Алгоритм сборки оборудования:
Химическая очистка водонагревателей
При механической очистке необходима полная разборка оборудования, в случае неаккуратного силового воздействия существует риск необратимого повреждения компонентов. Многие владельцы стараются использовать химические препараты, которые заливают в бак накопительного нагревателя, либо протирают компоненты проточного оборудования.
Реагенты принято подразделять на народные (на основе пищевых продуктов) и профессиональные, содержащие активные вещества, ускоряющие процесс очистки и не наносящие вреда деталям водонагревателей.
Народные средства
Для очистки оборудования дома используют:
Профессиональная бытовая химия
Владелец может произвести очистку с помощью специальных реагентов:
Профилактика образования накипи на ТЭНе
Избежать образования накипи в проточных и накопительных нагревателях сложно, поскольку известь и соли растворены в водопроводной воде. Для снижения жесткости на входе в дом устанавливают ионные фильтры, снижающие концентрацию примесей в жидкости. Образование известкового налета ускоряется при нагреве до температуры более +45°, эксплуатация оборудования на пониженной мощности позволяет замедлить процесс, но одновременно возникает проблема появления неприятного запаха из-за размножения бактерий (касается накопительных водонагревателей).
Рекомендуется использовать чистящий реагент в профилактических целях через каждые 30-40 дней эксплуатации, химические вещества растворяют и удаляют тонкий слой рыхлых отложений. Если владелец дома или квартиры замечает, что вода нагревается медленно либо из бака оборудования доносятся посторонние шумы, то следует произвести внеплановую механическую или химическую очистку, продлевающую срок эксплуатации ТЭНа. При покупке нового оборудования следует выбирать модели с электрическим нагревателем в керамической оболочке, не покрывающейся накипью.
Емкостные водонагреватели и способы их защиты от разрушающего воздействия воды
При всем многообразии по принципу действия известны два типа этих устройств: проточный и емкостной водонагреватель (он же аккумулирующий, то есть накопительный). Напомним основные конструктивные особенности и принципы действия водонагревателей для дома.
Условия для применения водонагревателей
Проточные водонагреватели применяются при наличии мощности, которая может обеспечить пиковое водопотребление. К достоинствам этих водонагревателей можно отнести их компактность, недостатков практически нет, кроме одного – установленная мощность проточного водонагревателя должна соответствовать потреблению максимального пикового часа.
Для пикового расхода 12 м3/ч необходим проточный водонагреватель (пластинчатый теплообменник и т.д.) тепловой мощностью 0,6 Гкал/ч, или 698 кВт. Это условие не всегда выполнимо: при реконструкции уже существующего объекта, на котором по новым условиям требуются дополнительные мощности на ГВС, или на новостройке в уже заселенном районе, где тепловые (или электрические) сети не имеют запаса по подключению дополнительных мощностей. Тогда введение дополнительных мощностей ГВС влечет за собой полную реконструкцию снабжающих тепловых сетей. Именно для этих условий и подходят тепловые узлы ГВС на базе емкостных водонагревателей.
Емкостные водонагреватели при меньшей установленной мощности накапливают во внутреннем теплоизолированном баке необходимое количество воды, обеспечивающее пиковый расход. Это их основное преимущество – аккумулировать тепло в виде горячей воды при относительно небольшой часовой мощности. Поскольку на большинстве объектов пиковое водопотребление носит не постоянный, а циклический характер, то дополнительных лимитов на отпуск тепла для ГВС не требуется. За 3–4 ч на небольшой тепловой мощности можно подготовить и аккумулировать горячую воду для полного максимального пика. Понятно, что аккумулятор горячей воды должен иметь объем, обеспечивающий максимальное пиковое потребление.
В этом кроется небольшой недостаток – аккумулирующему водонагревателю требуется больше места в тепловом узле, чем проточному. Поэтому аккумулирующие водонагреватели промышленных объемов обычно изготавливаются в виде цилиндра диаметром 1–2 м и высотой 1,5–3 м, чтобы они занимали меньшую площадь пола. Можно применить практически все принципы энергоресурсосбережения, используя аккумулирующие водонагреватели:
Конструкция и принцип действия этих водонагревателей практически одинаковы независимо от производителя (рис. 1). Это внутренний бак, защищенный от тепловых потерь эффективной теплоизоляцией (пенополиуретаном, полиуретаном, минватой или любой термически стойкой теплоизоляцией), в котором накапливается горячая вода. В бак встроены нагреватели воды.
В зависимости от вида поставляемого энергоносителя для нагрева воды используются топливные горелки, встроенные водяные или паровые теплообменники, электрические трубчатые нагреватели. Многие производители предлагают комбинацию из этих нагревателей: один используется как основной источник нагрева, другой – как резервный. Для использования в схемах ГВС утилизированного тепла (от кондиционеров и т.д.) в аккумулирующие водонагреватели встраиваются теплообменники или эксплуатируются внешние пластинчатые.
Причины выхода из строя емкостных водонагревателей
Основными причинами, сокращающими срок эксплуатации емкостного водонагревателя и приводящими к выходу из строя, являются коррозия, а также накипь, в результате которой снижается кпд прибора.
Перед тем как подробно рассматривать эти причины, необходимо остановиться на некоторых свойствах воды.
При наличии даже небольшого электрического поля в воде емкостного нагревателя обязательно будут протекать гальванические токи. Вода как универсальный растворитель растворяет даже то, что не может растворить такая агрессивная среда, как кислота. И если в емкости нагревателя присутствуют хотя бы два различных металла, то оба металла будут передавать свои ионы электролиту, то есть воде.
Если бы электромагнитное поле было постоянным, а раствор электролита не пополнялся, то тогда наступил бы момент равновесия – раствор электролита стал бы насыщенным и все ионы перешли бы в раствор и на противоположно заряженные электроды. Но поскольку в емкостных водонагревателях вода обновляется, то коррозия ввиду постоянного переноса ионов в электролит будет всегда.
Виды коррозии и методы защиты электрических емкостных водонагревателей
Первая причина, сокращающая срок службы емкостного водонагревателя, – это коррозия, напрямую связанная со свойствами воды.
Гальваническая коррозия
Отдельный вид коррозии, возникающий даже в отсутствие электромагнитного поля, то есть во всех водонагревателях, даже неэлектрических. Эта коррозия происходит из-за прямого контакта в электролите двух различных металлов. Металл, имеющий больший отрицательный потенциал, разрушается быстрее. Железо имеет потенциал –0,63 В, медь –0,2 В. При соединении железа с медью разрушаться будет железо, даже при отсутствии воды как электролита.
Если металлы соприкасаются с водой, разрушение будет еще более быстрым, ввиду того что вода является хорошим электролитом. Поэтому так важно при гидравлической обвязке водонагревателя использовать трубы и фитинги из того же металла, к которому они присоединяются (табл. 1).
Таблица. Потенциалы некоторых металлов, наиболее часто используемых в водонагревателях и гидравлической обвязке
Как вариант можно использовать пластиковые трубы и фитинги при условии, что они подходят по параметрам температуры воды и давления в магистралях.
Электролитическая коррозия
Если разнородные металлы находятся в одной емкости с водой, возникает электролитическая коррозия, даже если металлы не контактируют друг с другом, так как вода – электролит и ионы металла передаются в раствор электролита. В этом случае металл, имеющий больший отрицательный потенциал, становится анодом; металл, имеющий меньший отрицательный потенциал, выступает в роли катода. В процессе коррозии анод имеет большую тенденцию к переходу в раствор электролита, чем катод.
Кстати, на этой же теоретической базе и основана анодная защита водонагревателей. Это наиболее распространенная защита осуществляется путем установки внутрь емкости металла с большим электроотрицательным потенциалом. В основном применяют магний, алюминий и их сплавы, так как они развивают в растворе электролита (воды) наибольший потенциал в отличие от металлов, из которых производятся внутренние емкости водонагревателей. Таким образом, анод будет снабжать электронами корпус емкости и нагревателя, и коррозия будет переноситься с металла емкости на анод, который постепенно разрушится. Такой анод часто называют жертвенным. Поэтому анод делается быстросъемным, рекомендуется периодически его проверять.
Если рассматривать подвергшуюся коррозии внутреннюю емкость аккумулирующего водонагревателя, освобожденного от теплоизоляции, то в месте, где внутренняя емкость соприкасалась посредством точечной сварки с поддоном оболочки (на стыке двух разнородных металлов), можно увидеть сквозное ржавление. Это случилось именно в этом месте, поскольку флюс сварки содержал несоответствующий металл, а жертвенный анод к этому времени уже имел большой износ и не был вовремя заменен.
Наименее подвержены коррозии электрические емкостные водонагреватели, корпус которых сделан из нержавеющей стали или покрыт чистой листовой медью. Это основной принцип, которым необходимо руководствоваться при выборе водонагревателя. На водонагреватели, выполненные из нержавейки и меди, производители дают беспрецедентно большие сроки гарантий на внутренний бак емкости.
Защита внутренней емкости водонагревателя от коррозии
Защита, называемая барьерной, применяется всеми производителями, выпускающими водонагреватели из обычной стали. На внутреннюю поверхность бака наносится состав, поддерживающий высокое электрическое сопротивление на поверхности. Это ограничивает доступ ионных частиц к подверженному коррозии металлу, а также доступ кислорода, который участвует в катодной электрохимической коррозии, поскольку внутренняя, соприкасающаяся с водой поверхность бака выступает в роли катода. Поэтому такая защита иногда называется катодной.
Для защитных покрытий внутренних поверхностей стальных баков используются неметаллические вещества, имеющие хорошее сопротивление: эмали, кремнеорганические соединения, стеклофарфор, многокомпонентные органические и неорганические соединения. Такой способ вместе с жертвенным анодом позволяет продлить срок службы внутреннего бака-аккумулятора, обезопасив его от сквозного ржавления. Но это рано или поздно произойдет.
Пока что не существует стопроцентной барьерной защиты по причине разных тепловых расширений у металла и барьерного покрытия. Если циклы нагрева сменяются полным опустошением воды в баке, в котором холодная вода быстро заменяет горячую, то покрытие стремительно растрескивается. Через микротрещины вода все-таки достигает железной поверхности, и коррозии не избежать.
Потому аккумулирующие водонагреватели, баки которых сделаны из цельного металла, мало подверженного коррозии, служат не один десяток лет. Это баки из нержавеющей стали и меди. Такие аккумулирующие водонагреватели дороже, но в данном случае затраты оправданны.
Образование накипи и снижение кпд водонагревателя
Это два взаимосвязанных понятия. Образование накипи, снижающей теплопередачу водонагревателя, является одной из распространенных причин выхода оборудования из строя. Накипь образуется при работе водонагревателя с так называемой жесткой водой, содержащей соли кальция и магния, которые при нагревании выпадают в твердый осадок. Изначально этот осадок мягкий и пористый, но с течением времени накипь, захватывая микрочастицы глины и силикатов, превращается в твердое соединение, похожее на керамику. Эти отложения сложно удалить, и со временем проблема становится трудноразрешимой.
Рассмотрим механизм образования накипи подробнее для того, чтобы понимать, что происходит с водонагревателем и какими методами можно противостоять процессу.
При нагреве жесткой воды образуются осадки солей кальция и магния. Чем выше температура воды, тем больше осадок, который в ней образуется. Опытным путем выяснено, что количество накипи, образующейся при температуре воды около 80 °С, в семь раз превышает количество накипи при температуре нагрева до 60 °С. Понятно, что самые большие отложения образуются на поверхностях, которые нагревают воду, поскольку это самая горячая часть в аккумулирующем водонагревателе. В электрических емкостных водонагревателях наибольшие отложения образуются на трубчатых электронагревательных элементах.
Затвердевшая накипь имеет хорошие теплоизолирующие свойства. У нагревательного элемента, покрытого такими отложениями, уменьшается способность нагревать окружающую его воду. Отсюда и снижение кпд нагревающей части, в свою очередь ведущее к перерасходу энергоносителя. Исследования этого процесса показывают, что накипь толщиной 3 мм снижает теплопередачу на 25–30% (в зависимости от того, какой энергоноситель используется), что и ведет к перерасходу энергии. И в результате большое количество накипи приводит к полной изоляции нагревательного элемента от воды, нагревающая часть во внутренней емкости перегревается и выходит из строя.
Методы предотвращения накипи
Существует несколько методов, позволяющих бороться с негативными процессами, связанными с образованием накипи.
Как упоминалось выше, толщина слоя накипи зависит от температуры воды. Если никакие другие методы защиты недоступны, необходимо не греть воду выше 65 °С. Недостаток такой простой превентивной защиты состоит в том, что приходится аккумулировать меньшее количество горячей воды из-за снижения ее температуры. В этом случае требуется также периодически убирать твердые отложения на нагревательном элементе емкости. Многие производители нагревательные элементы делают быстросъемными – на резьбе или на фланцевых соединениях.
Есть специально сконструированные для жесткой воды аккумулирующие водонагреватели, в которых изолирована нагревающая часть от расходной горячей воды. Конструкция представляет собой двойной бак (рис. 2). Первый нижний бак – изолированный от расходной горячей воды замкнутый контур, в который погружены нагреватели. Этот нагревающий воду закрытый бак находится под основным баком, в котором и нагревается расходная вода. Такой принцип нагрева можно сравнить с известным способом нагрева воды на «водяной бане». Достаточно хорошая конструкция для того, чтобы надолго забыть о проблеме накипи. А если периодически использовать умягчители воды для промывки расходного бака от отложений, то такой емкостной водонагреватель прослужит весь гарантированный срок.
Установка умягчителя воды или устройства для удаления гидрокарбонатов кальция и магния – эффективный и единственный способ предотвращения образования накипи.
В последнее время все большее распространение получили так называемые магнитные поляризаторы, абсорбирующие на своей поверхности растворенные в воде соли кальция и магния до поступления их в бак. Такой поляризатор имеет магнитное поле небольшого отрицательного потенциала, позволяющее удерживать на поверхности растворенные в воде анионы (Са+ и Mg+).
Еще один способ борьбы с накипью заключается в увеличении скорости потока жесткой воды до такой степени, чтобы все изначально мягкие отложения вымывались. И чем жестче вода, тем скорость потока должна быть выше. Вспомним конструкцию пластинчатого теплообменника: для увеличения скорости применяется особая конфигурация каналов, по которым идет расходная вода. Ламинарный поток расходной воды для увеличения скорости разбивается на несколько турбулентных потоков. Но, чтобы теплообмен был более эффективным при высоких скоростях, применяется метод встречных потоков нагревающего и расходного контуров. Для емкостных водонагревателей такой метод защиты неприменим, поскольку вода в них плавно подогревается в режиме накопления, то есть в практически неподвижном состоянии.
Выводы
Для емкостных водонагревателей существуют две опасности, сокращающие срок их службы: коррозия и накипь. Самые надежные водонагреватели, противостоящие коррозии, это цельнометаллические приборы из нержавеющей стали или стальные, покрытые изнутри сплошной листовой медью. Встроенные в них водонагревательные элементы также должны быть выполнены из меди или нержавейки.
Если для предприятия такие водонагреватели неоправданно дороги, следует выбирать стальные водонагреватели с наиболее стойкими к термическому расширению внутренними барьерными покрытиями. При использовании обычных стальных водонагревателей с внутренним барьерным покрытием необходимо наличие жертвенного анода. В этом случае надо быть готовым к тому, что придется часто проверять его состояние – приблизительно раз в полгода и при необходимости заменять его.
Если используемая вода обладает повышенной жесткостью, самым лучшим способом обезопасить водонагреватель от разрушительных последствий накипи будет предварительная водоподготовка с умягчителем воды или магнитным поляризатором. Благодаря этому из воды удаляются все инициаторы появления накипи до поступления ее в емкость. Встроенные в емкость нагреватели должны быть быстросъемными, что позволит при необходимости проводить плановую ревизию и очистку их от накипи.
При работе водонагревателя необходимо своевременно обращать внимание на увеличение времени нагрева воды. Если время нагрева стало больше, это означает, что встроенный нагреватель уже имеет твердые отложения накипи. В этом случае надо демонтировать нагреватель и очистить его поверхность от отложений механическим способом. Лучший метод защиты – выбор модели водонагревателя, специально разработанной производителем для жесткой воды.