Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Водонагреватели являются привычными приспособлениями в большинстве домов. Это потому, что вода, поступающая в ваш дом, проходит через систему труб, и обычно она холодная или прохладная, в зависимости от времени года. Чтобы иметь достаточно теплую воду, чтобы принять душ или ванну или постирать одежду, вам нужен водонагреватель.

Обычно они выглядят как большие металлические цилиндры и часто располагаются в подсобном помещении или подвале. Новые стили имеют некоторые интересные функции, такие как водонагреватели без бака, которые обеспечивают бесконечную горячую воду по требованию.

Но старая, надежная конструкция водонагревателя, которая сегодня наиболее широко используется в США, на самом деле довольно простое устройство; это в основном барабан, наполненный водой и снабженный нагревательным механизмом на дне или внутри. Обычными источниками энергии для нагрева воды являются электричество, мазут и природный газ. Некоторые современные приложения также перешли на солнечное и геотермальное тепло для повышения эффективности.

Что делает водонагреватели интересными, так это то, что они используют принцип, согласно которому тепло поднимается вверх, чтобы доставить горячую воду прямо к вашему крану с минимальными усилиями. Не позволяйте простой форме, окутанной шерстяным изолирующим одеялом, обмануть вас. Водонагреватели имеют гениальный дизайн внутри для чего-то, что снаружи выглядит таким обычным.

1. Внутри водонагревателя
2. Нагрев воды
3. Безбаковые и альтернативные водонагреватели

Газовый и электрический водонагреватель внешне похожи, но имеют разные нагревательные элементы. Диаграммы предоставлены NACHI

Давайте кратко рассмотрим внутренние компоненты, которые работают вместе в вашем водонагревателе, чтобы сделать ваш утренний душ таким приятным:

• Бак: Внутренняя оболочка водонагревателя представляет собой бак из тяжелого металла с водозащитным вкладышем, который вмещает от 40 до 60 галлонов (от 151 до 227 литров) горячей воды при давлении от 50 до 100 фунтов на квадратный дюйм (PSI) в диапазоне давлений типичная бытовая система водоснабжения. Снаружи резервуар покрыт изоляционным материалом, таким как пенополиуретан. Кроме того, есть декоративная внешняя оболочка и, возможно, дополнительное изолирующее покрытие.
• Погружная трубка: Вода поступает в водонагреватель через погружную трубку в верхней части бака и проходит на дно бака, где затем нагревается.
• Закрыть клапан: Запорный клапан предотвращает попадание воды в водонагреватель. Это отдельный компонент нагревателя, расположенный снаружи и над блоком.
• Отводящая труба: Подвешенная к верхней части внутренней части бака труба обогрева позволяет горячей воде выходить из водонагревателя.
• Термостат: Это термометр и прибор для контроля температуры. Некоторые электрические водонагреватели имеют отдельный термостат для каждого элемента.
• Механизм нагрева: Электрические водонагреватели имеют нагревательные элементы внутри бака для нагрева воды. Вместо этого в газовых водонагревателях используется система горелки и дымохода.
• Сливной клапан: Расположенный в нижней части внешнего корпуса сливной клапан упрощает опорожнение бака для замены элементов, удаления осадка или перемещения бака в другое место.
• Клапан сброса давления: Это защитное устройство удерживает давление внутри водонагревателя в безопасных пределах.
• Жертвенный анодный стержень: Стержень расходуемого анода, изготовленный из магния или алюминия со стальным сердечником, подвешен в баке водонагревателя, чтобы предотвратить коррозию.

Теперь давайте посмотрим, как все эти части работают вместе, чтобы обеспечить вас горячей водой.

Если вашему электрическому водонагревателю требуется больше времени, чтобы нагреть воду до температуры, чем раньше, возможно, перегорел нижний нагревательный элемент внутри бака. Возможно, пришло время использовать сливной клапан вашего бака, чтобы удалить скопившийся осадок.

Вы можете отрегулировать температуру водонагревателя для экономии энергии и предотвращения ожогов от слишком горячей воды. SolStock/Getty Images

Давайте внимательно посмотрим, что происходит внутри бака водонагревателя, чтобы увидеть, как он выполняет свою работу.

Водонагреватель термостат регулирует температуру воды внутри бака. Обычно вы можете установить температуру в диапазоне от 120 до 180 градусов по Фаренгейту (от 49 до 82 градусов по Цельсию). Рекомендуемая большинством производителей температура воды составляет от 120 до 140 градусов по Фаренгейту (от 49 до 60 градусов по Цельсию). Этого достаточно для домашнего использования, но не настолько, чтобы можно было обжечься. Если в вашем доме живут дети, разумно держаться ближе к нижнему пределу диапазона.

Настройка водонагревателя на более низкую температуру также экономит энергию, а если вы не забудете уменьшить нагрев, когда отправляетесь в отпуск, вы получите еще большую экономию энергии. Обычно термостат расположен под защитной крышкой и имеет ручку или диск, который можно поворачивать для установки температуры.

Компания погружная трубка подает холодную воду из водопровода вашего дома на дно внутренней части резервуара, где вода начинает нагреваться. нагревательный механизм — либо горелка, либо элемент — остается включенным до тех пор, пока вода не достигнет температуры.

Когда вода нагревается, она поднимается к верхней части бака. труба отвода тепла находится в верхней части бака. Вода, выходящая из водонагревателя сверху, всегда является самой горячей в резервуаре в любой момент времени, потому что природа горячей воды — подниматься над более плотной холодной водой.

Секрет конструкции водонагревателя для отделения холодной поступающей воды от горячей исходящей воды заключается в том, что он основан на принципе, согласно которому тепло поднимается вверх, чтобы выполнить твердую часть. Положение трубы отвода тепла в верхней части резервуара сделает все остальное.

Специалисты по благоустройству дома рекомендуют ежегодно проводить профилактическое обслуживание баковых водонагревателей, в чем вам может помочь профессиональный техник. Такие компоненты, как клапан сброса давления и анодный стержень, должны быть проверены для обеспечения эффективной работы.

Со временем резервуар также может заполниться природными отложениями и минералами из вашего источника воды. Эти загрязнители скапливаются в нижней части нагревателя, снижая его эффективность и потенциально сокращая срок службы системы. Чтобы этого не произошло, техник может слить бак и вымыть накопившийся осадок.

Солнечные водонагреватели

Солнечные водонагреватели, иногда называемые солнечными системами горячего водоснабжения, могут быть экономичным способом получения горячей воды для вашего дома. Их можно использовать в любом климате, а используемое ими топливо — солнечный свет — бесплатно.

Как они работают

Солнечные системы нагрева воды включают в себя резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Солнечные водонагреватели бывают двух типов: активные, в которых есть циркуляционные насосы и средства управления, и пассивные, в которых их нет.

Активные солнечные водонагревательные системы

Существует два типа активных солнечных водонагревательных систем:

• Системы прямой циркуляции
  Насосы перекачивают бытовую воду через коллекторы в дом. Они хорошо работают в климате, где редко бывают заморозки.
• Системы косвенной циркуляции
  Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающего теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем поступает в дом. Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.

Пассивные солнечные системы водяного отопления

Пассивные солнечные водонагревательные системы, как правило, менее дороги, чем активные системы, но обычно они не так эффективны. Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Существует два основных типа пассивных систем:

• Интегральные коллекторно-накопительные пассивные системы
  Они состоят из резервуара для хранения, покрытого прозрачным материалом, позволяющим солнцу нагревать воду. Затем вода из резервуара поступает в водопроводную систему. Они лучше всего работают в районах, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
• Термосифонные системы
  Вода нагревается в коллекторе на крыше, а затем течет по водопроводной системе при открытии крана горячей воды. Большинство этих систем имеют емкость 40 галлонов.

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Большинству солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный накопительный бак. Солнечные аккумулирующие баки имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду перед тем, как она попадет в обычный водонагреватель. В системах с одним баком резервный нагреватель объединен с солнечным аккумулятором в одном баке.

В жилых помещениях используются солнечные коллекторы трех типов:

• Плоский коллектор
  Остекленные плоские коллекторы представляют собой изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную поглощающую пластину под одной или несколькими стеклянными или пластиковыми (полимерными) крышками. Неглазурованные плоские коллекторы, обычно используемые для обогрева бассейнов солнечными батареями, имеют темную поглощающую пластину, изготовленную из металла или полимера, без крышки или кожуха.
• Интегральные коллекторно-накопительные системы
  Также известный как ICS или партия системы, они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированной застекленной коробке. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды. Их следует устанавливать только в условиях мягкого морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую холодную погоду.
• Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
  Они имеют параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую поглотительную трубку, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует тепловым потерям. Эти коллекторы чаще используются в коммерческих целях в США.

Солнечные системы нагрева воды почти всегда требуют резервной системы для пасмурных дней и периодов повышенного спроса. Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резерв и могут уже быть частью комплекта солнечной системы. Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система хранения со встроенным коллектором уже хранит горячую воду в дополнение к сбору солнечного тепла, она может быть укомплектована безбаковым водонагревателем или водонагревателем по потребности для резервного копирования.

Выбор солнечного водонагревателя

Прежде чем купить и установить солнечную систему нагрева воды, необходимо сделать следующее:

Также разберитесь с различными компонентами, необходимыми для солнечных систем нагрева воды, включая следующие:

Установка и обслуживание системы

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов. Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, требования местных строительных норм и правил и вопросы безопасности; поэтому лучше всего, чтобы вашу систему устанавливал квалифицированный подрядчик по солнечным тепловым системам.

После установки правильное обслуживание вашей системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к обслуживанию с поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие обычные компоненты водяного отопления требуют такого же обслуживания, как и обычные системы. Остекление может нуждаться в очистке в сухом климате, когда дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное техническое обслуживание простых систем может проводиться не реже, чем раз в 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком, работающим с солнечными батареями. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше о техническом обслуживании и ремонте систем солнечного нагрева воды.

При отборе потенциальных подрядчиков для установки и/или технического обслуживания задайте следующие вопросы:

• Есть ли у вашей компании опыт установки и обслуживания систем солнечного нагрева воды?
  Выберите компанию, которая имеет опыт установки нужного вам типа системы и обслуживания выбранных вами приложений.
• Сколько лет ваша компания имеет опыт установки и обслуживания солнечного отопления?
  Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
• Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
  В некоторых штатах требуется действующая лицензия сантехника и/или подрядчика по строительству солнечных батарей. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование в совете по лицензированию подрядчиков вашего штата. Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков с государственной лицензией.

Повышение энергоэффективности

После того, как ваш водонагреватель правильно установлен и обслуживается, попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, которые помогут снизить счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы выгоднее устанавливать вместе с водонагревателем.

Как принять душ без горячей воды

Мы все были там. Тот ужасный момент, когда вы собираетесь войти в приятный горячий душ, но, к своему ужасу, обнаруживаете, что вода ледяная.

Если повезет, вы сможете все исправить, проверив распространенные проблемы с котлом. Если проблема не устранена, вам могут пригодиться следующие советы о том, как принимать душ без теплой воды.

Вместо этого примите ванну с чайником

Чайник – это простой способ помыться, не принимая холодный душ. Вы должны начать с наполнения ванны на несколько дюймов холодной воды, а затем долить ее в чайник, наполненный кипятком, чтобы уберечь от холода.

Конечно, вы можете продолжать кипятить больше чайников с водой (или нагревать воду в кастрюлях), но идея здесь не в том, чтобы наполнить ванну, как обычно. Мы просто хотим, чтобы у вас было достаточно воды, чтобы вы могли помыться и подготовиться.

Прежде чем войти в ванну, не забудьте проверить температуру, чтобы убедиться, что она не слишком горячая. Вам также понадобится химический стакан или небольшая пластиковая миска из кухни, чтобы вы могли ополоснуть волосы, если вы планируете мыть их шампунем.

Если вас беспокоит, что уровень воды не очень высок, помните, что присутствие вашего тела в ванне вытеснит воду настолько, что она поднимется. Также будьте осторожны при обращении с кипящей водой, особенно при переносе чайника наверх.

Принимайте холодный душ поэтапно

Если вы спешите — или если ванночка с чайником невозможна — то следующие советы должны помочь пройти через холодный душ с минимальным дискомфортом.

Первое, что вы должны сделать, это взять теплое полотенце, либо положив его на полотенцесушитель, либо поместив его в сушильную машину. Если вы используете сушильную машину, убедитесь, что вы установили таймер, чтобы ваше полотенце было красивым и поджаренным, когда вы выходите из душа.

Затем вы должны убедиться, что ваш душ настроен на самое высокое давление, чтобы вы могли как можно быстрее ополоснуть волосы и тело. Когда будете готовы, сначала погрузите голову, чтобы волосы были достаточно влажными, чтобы можно было нанести шампунь, а затем быстро выйдите из-под душа.

Быстро вымойте волосы шампунем, чтобы свести к минимуму время пребывания волос в холодной воде, затем верните голову обратно и смойте шампунь. Закончив, выйдите из воды и нанесите кондиционер (по желанию) и гель для душа.

Наконец, снова вернитесь под воду, быстро повернувшись, чтобы смыть пену с волос и тела. Как только вы закончите, осторожно выйдите из душа (поскольку вы можете онеметь или испытать шок от холода) и возьмите свое теплое полотенце!

Примите холодный душ

Некоторые люди клянутся пользой для здоровья от принятия холодного душа, поэтому вместо того, чтобы рассматривать затруднительное положение в душе как проклятие, почему бы не принять его как благословение?

Холодный душ делает вас сильнее

Во-первых, горячий душ, вероятно, расслабит ваше тело и заставит вас чувствовать себя еще более сонным по утрам. В то время как внезапное падение температуры от холодного душа вызовет у вашего тела сужение сосудов, что приведет к сужению кровеносных сосудов и вытолкнет кровь из рук и ног в сердце.

Это, в сочетании с внезапным учащением дыхания, поможет насытить кислородом все ваше тело, в результате чего вы почувствуете себя гораздо бодрее и энергичнее. Со временем это также может привести к устойчивому улучшению кровообращения.

Холодный душ лучше для кожи

Горячая вода имеет тенденцию высушивать кожу, удаляя полезные натуральные масла. Однако с холодной водой это происходит гораздо реже, и в качестве дополнительного бонуса холодная вода помогает «сузить» ваши поры, предотвращая их забивание грязью.

Польза для здоровья также распространяется на ваши волосы: холодная вода сглаживает волосяные фолликулы и увеличивает их сцепление с кожей головы. В результате волосы становятся более сильными, блестящими и здоровыми.

Холодный душ помогает восстановить мышцы

Если вы регулярно посещаете тренажерный зал, вы будете знать об отсроченной болезненности мышц, которая обычно возникает через день или около того после тренировки. Вот почему спортсмены часто принимают ледяные ванны или используют пакеты со льдом, чтобы уменьшить болезненность мышц. Холодный душ после тренажерного зала работает аналогичным образом, помогая вашим мышцам восстанавливаться гораздо быстрее.