Выбор накопительного водонагревателя

ashim1990, ну прикрепите очередную табличку, посмотрим-кто и насколько путает... разумеется цифру я написал от балды, чтобы было понятно-разница большая

ЛИКБЕЗ.

Существует два основных механизма передачи тепла от нагревательного элемента воде: конвективная теплоотдача кипение

Кипение делится на два типа: пузырьковое и пленочное.

С точки зрения эффективности (отношения передаваемой мощности на единицу площади поверхности) самые высокие показатели у конвективной теплоотдачи. Именно на этот механизм рассчитывают ТЭН-ы водонагревателей накопительного типа.

При пузырьковом закипании воды на поверхности водонагревателя эффективность теплопередачи снижается, по сравнению с конвективным. Плёночное кипение еще более снижает эффективность теплопередачи. Разница температуры нагревателя и воды при кипении сильно увеличивается.

Для конвективной теплоотдачи типичная разница температуры между поверхностью ТЭН-а и окружающей водой 20–40 градусов. При этом конвективные потоки уже достаточны, чтобы поступающая холодная вода эффективно отбирала тепло у ТЭН-а, но еще не наступало кипения.

Вот пример задачи, где нужно рассчитать а) эффективность теплопередачи при разнице температуры воды и ТЭН-а, и воды вблизи его поверхности в 20 градусов и б) температуру поверхности ТЭН-а мощностью 750 ватт:

Правильно работающий водонагреватель накопительного типа не должен закипать (шуметь). Если начинается шум и кипение, это значит, что ТЭН покрылся накипью, снижающей теплоотдачу и поэтому возникают зоны локального перегрева и кипения. ТЭН пора чистить.

P.S. Специально не вбрасываю вопросы связанные с температурой кипения воды при повышенном давлении (а это 150С при 6 бар), формы и положения ТЭН-а влияющей на конвективные потоки, материала его поверхности влияющего на пузырьковое закипание, видов накипи (отложений) на поверхности ТЭН и т.д. Ибо все это тема для конкретного обсуждения и расчётов.

Ликбез это всегда полезно. Только теория должна совпадать с практикой

AKI написал: Правильно работающий водонагреватель накопительного типа не должен закипать (шуметь). Если начинается шум и кипение, это значит, что ТЭН покрылся накипью, снижающей теплоотдачу и поэтому возникают зоны локального перегрева и кипения. ТЭН пора чистить.

Мне вот как-то не удалось встретить беззвучных ВН, все издают звук через несколько секунд после включения. Само собой, я говорю об обслуженных, с очищенным ТЭНом или вообще, новых. Может это не называется шумом-а как тогда? А чайник издаёт звук также через несколько секунд после включения... кулер с бутылированой водой, электрический подогреватель в автомобиле-там совсем неоткуда накипи взяться (из антифриза)... Короче, не довелось мне встретить

AKI написал: Правильно работающий водонагреватель

Inter написал: А чайник издаёт звук также через несколько секунд после включения

считаем удельную мощность на единицу поверхности.

Чайник Кенвуд, с дисковым нагревателем: диаметр диска 10 см. Площадь диска 80 см кв. Мощность нагревателя 2,2 кВт. Удельная мощность: 27 вт/см кв. Шумит с горячей. С холодной водой - не шумит.

ТЭН водонагревателя Гарантерм (50 литров) - диаметр трубки 0,8 см. Длина трубки 90 см. Площадь поверхности 225 см кв. Мощность 1,3 кВт. Удельная мощность: 5,7 вт/см кв. Спираль чистая, поскольку эксплуатируется на время отключения ГВС. Водонагреватель не шумит никогда. Настроен на 75-80С.

Бойлер Аристон Супер-СГА 100 (газовый) с трубой водонагревателя диаметром примерно 8 см и высотой 65 см. Газовая мощность около 4,5 кВт. Площадь поверхности нагревателя 1500 см кв. Удельная мощность 3 вт/см кв. Не шумит (хотя не обслуживался годами). Настроен на 60С.

Появление шума означает только одно: водонагреватель перестает быть конвективным превращаясь в кипятильник. Чем выше удельная мощность, ниже давление, и горячее вода, тем выше вероятность закипания около нагревательного элемента. Ничего хорошего в режиме кипения ни для нагревателя ни для воды - нет.

AKI написал: Inter написал: А чайник издаёт звук также через несколько секунд после включения

считаем удельную мощность на единицу поверхности.

для чего?

AKI написал: Спираль чистая, поскольку эксплуатируется на время отключения ГВС.

Абсолютно чистая поверхность, т.к.

Inter написал: Само собой, я говорю об обслуженных, с очищенным ТЭНом или вообще, новых. Может это не называется шумом-а как тогда?

Наверное, чтобы не было неправильных толкований, буду говорить-имеется определённый звук... шумит-это скорее всего, более громкое звуковое сопровождение процесса нагрева

AKI написал: Чем выше удельная мощность, ниже давление, и горячее вода, тем выше вероятность закипания около нагревательного элемента.

звук появляется через несколько секунд после включения ВН с холодной водой, я уже давно привык прислушиваться-чтобы сделать вывод о том, что процесс нагрева реально начался

AKI написал: Ничего хорошего в режиме кипения ни для нагревателя ни для воды - нет.

И плохого тоже-накипь то и без этого будет.

Inter написал: для чего?

для наглядного, практического обсуждения.

Inter написал: буду говорить-имеется определённый звук...

вот это верное замечание. Звук при пузырьковом кипении вокруг ТЭН-а и кипении всего объема воды разный. Кроме того, бойлеры могут издавать и другие звуки.

Inter написал: звук появляется через несколько секунд после включения ВН с холодной водой

я не ставлю это под сомнение. В интернетах множество жалоб на шум бойлера. Включая те, где пишут: "раньше не шумел, а потом зашумел".

Inter написал: И плохого тоже [нет]-накипь то и без этого будет.

Еще раз обращаю внимание, что процесс образования накипи это не только физика (снижение растворимости, см. табличку в сообщении выше), но и химия (разложение гидрокарбонатов). Ибо вторая часть - напрямую зависит от температуры.

Inter написал: для чего?

если интересно (ГОСТ 13268-88):

AKI написал: Inter написал: буду говорить-имеется определённый звук...

вот это верное замечание

разобрались... я ещё подумал-можно шипением назвать этот звук

AKI написал: Звук при пузырьковом кипении вокруг ТЭН-а и кипении всего объема воды разный.

про кипение всего объёма я даже и не заикался :swoon там речь о накипи шла, и выражение "буквально кипит" я применил, имея в виду, что температура воду в месте соприкосновения с нагретым ТЭНом больше похожа на 100°С нежели на 50-60

Inter написал: вода в месте соприкосновения с ТЭНом, буквально кипит, но это что-то типа микрокипения, если говорить об размерах процесса, но совершенно полноценное-если говорить об образовании накипи

Насчёт пузырьков тоже не уверен-насколько они возможны? Ведь давление далеко не атмосферное и конвекционные потоки довольно быстро запускают своего рода циркуляцию... Вот когда ТЭН действительно уже оброс накипью, тогда там точно имеются пузырьки воздуха. Внутри, кроме воздуха в них есть насыщенный пар. При нагреве, увеличивается температура пара, увеличивается объём пузырей. Тогда реально появляется шумное сопровождение процесса нагрева.

AKI написал: процесс образования накипи это не только физика (снижение растворимости, см. табличку в сообщении выше), но и химия (разложение гидрокарбонатов). Ибо вторая часть - напрямую зависит от температуры.

Согласен, зря я написал

Inter написал: И плохого тоже

Опять же имел в виду свой частный случай, касательно ТЭНа.

Inter написал: Вот когда ТЭН действительно уже оброс накипью, тогда там точно имеются пузырьки воздуха. Внутри, кроме воздуха в них есть насыщенный пар. При нагреве, увеличивается температура пара, увеличивается объём пузырей. Тогда реально появляется шумное сопровождение процесса нагрева.

Чуток иначе. Образование пузырьков воздуха (растворенного в воде) при нагреве воды и их всплытие почти не создает шума. Давление в бойлере "вдавливает" вышедший в пузырьки воздух обратно в воду. Но постепенно. Без шума. Пузырек газа именно растворяется.

С паром (водяным) все иначе. Пузырьки пара не растворяются, а именно схлопываются оказавшись в холодной воде. Быстро. С тем самым характерным жужжащим звуком закипающего чайника. При схлопывании образуются иголки высокого давления до 10 000 атмосфер. Это вдвое выше предела текучести, например стали СТ45. Но в отличие от лопастей гребных винтов, клапанов в редукторах и прочих областях создающих кавитационные пузырьки, у бойлера схлопывание пузырьков пара происходит в толще воды, а иголки давления короткие. То есть износ ТЭН-а как правило не вызывают.

Inter написал: Ведь давление далеко не атмосферное и конвекционные потоки довольно быстро запускают своего рода циркуляцию...

не своего рода, а именно циркуляцию. Именно она уносит пузырьки пара (если они образуются) в область холодной воды.

Еще одна причина шума, это прилипшая накипь. Накипь пористая и образовавшись на горячей поверхности ТЭН-а после его остывания - пропитается водой. А при нагреве возникает эффект "мокрой тряпки" под горячим утюгом. Именно так отрываются частички накипи от нагревателя и падают на дно бака.

Что касается частных случаев, то бывает всякое. Например, на форуме приведен случай, когда шум в бойлере издавала трубка забора нагретой воды, вваренная неправильно и чуток задевавшая крышку бойлера. Производя скребущий звук.

Даже трение корпуса бака об утеплитель (при тепловых или от давления подвижках) может производить щелчки или хруст.

AKI написал: Образование пузырьков воздуха (растворенного в воде) при нагреве воды и их всплытие

что заставляет их всплывать?

AKI написал: Пузырьки пара не растворяются, а именно схлопываются оказавшись в холодной воде.

Мне трудно это совместить со знаниями, о том, что разросшийся пузырек, оказавшись более холодной воде, теряет молекулы пара-они конденсируются обратно в воду. Поскольку, пар занимал подавляющую часть пузырька, то происходит резкое уменьшение объёма воды. Возможно этот процесс Вы называете

AKI написал: схлопываются

AKI написал: С тем самым характерным жужжащим звуком закипающего чайника

В закипающем чайнике давление близкое к атмосферному и кипение реальное

AKI написал: циркуляцию. Именно она уносит пузырьки пара (если они образуются) в область холодной воды.

Мне представляется чуть иначе-холодная (тяжелая) вода опускается вниз, к пузырькам, выдавливая вверх более теплую (легкую)... но результат-да, такой же.

AKI написал: Что касается частных случаев

Там я имел в виду свой медный ТЭН, наматывающий моточасы с 2005г.-сначала в режиме сезонных отключений (2-3 периода за лето), теперь-в режиме полгода (в течении последних нескольких лет).

Inter написал: что заставляет их всплывать?

закон Архимеда в сочетании с разными молярными массами газа и жидкости.

Inter написал: Мне трудно это совместить со знаниями, о том, что разросшийся пузырек, оказавшись более холодной воде, теряет молекулы пара-они конденсируются обратно в воду.

Процесс схлопывания происходит иначе:

Подробнее можно узнать тут. А еще более подробно (про звук) тут.

Да, всё это верно...вернёмся к нашим "баранам"- в итоге, какая температура воды в месте соприкосновения с ТЭНом? Если взять для эксперимента чайник, то можно узнать что пузырьки начинают отрываться при температуре 85-90°С (при атмосферном давлении), а кипение-при 100°С (ну это и без эксперимента общеизвестно).

Inter написал: какая температура воды в месте соприкосновения с ТЭНом?

Оказалось, это не такой простой вопрос. Я, кстати, в инете так и не нашел ответ.

Здраствуйте, подскажите что лучше из матеръялов бака бойлера: стеклокерамика или эмаль? Нержавейки не нашел пока у себя в городе.

Сергей А.93, это одно и то же под разными названиями.