Συσκευές παραγωγής ζεστού νερού χρήσης

Η θέρμανση του νερού χρήσης γίνεται κυρίως με τις ακόλουθες συσκευές:






1. Ηλεκτρικός θερμοσίφωνας.


Ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας είναι ένα κλειστό μονωμένο μεταλλικό δοχείο πίεσης με μια ηλεκτρική αντίσταση για τη θέρμανση του νερού.


Στο παραπάνω σχήμα διακρίνεται η σωλήνα πλήρωσης (η μπλέ παροχή με τον εσωτερικό σωλήνα που κατεβαίνει μέχρι το κατώτατο σημείο του θερμοσίφωνα για να μην αναμιγνύεται κάθε στιγμή το ζεστό νερό με το κρύο και να διατηρείται η διαστρωμάτωση του νερού), η έξοδος του ζεστού νερού χρήσης (κόκκινη παροχή), η ηλεκτρική αντίσταση (κεκαμένη για να θερμαίνει το νερό στο κάτω μέρος και συνεπώς ολόκληρη τη μάζα του νερού) και η ράβδος μαγνησίου που προστατεύει τον θερμοσίφωνα από διάβρωση.

Οι ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες είναι κατασκευασμένοι από χάλυβα, ο οποίος αναλόγως της ποιότητας του boiler μπορεί να είναι χαλκός, ανοξείδωτος χάλυβας, κοινός (μαύρος) χάλυβας επικαλυμμένος στο εσωτερικό του θερμοσίφωνα με υαλώδη σμάλτο για προστασία από διάβρωση. Η ηλεκτρική αντίσταση εμβαπτίζεται στο νερό στερεωμένη σε φλάντζα που φέρει υποδοχή για τοποθέτηση θερμοστάτη καθώς και ράβδο μαγνησίου για προστασία του θερμοσίφωνα από ηλεκτροχημική διάβρωση.

Ανάλογα με την τοποθέτηση τους, οι ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες διακρίνονται σε τοίχου (οριζόντιοι και κάθετοι) και δαπέδου:




Ο θερμοσίφωνας συνδέεται στο ρεύμα με την παρεμβολή θερμοστάτη, ρυθμισμένου στους 60~65^οC. Ο θερμοστάτης διακόπτει το ρεύμα όταν το νερό φτάσει τη θερμοκρασία που επιλέξαμε.

Η ηλεκτρική σύνδεση του ηλεκτρικού θερμοσίφωνα πρέπει να γίνεται απαραιτήτως από αδειούχο ηλεκτρολόγο εγκαταστάτη για να συνδεθεί σωστά και να ελεγχθεί η σωστή σύνδεση της γείωσης. Ηλεκτρικός θερμοσίφωνας χωρίς γείωση, αποτελεί θανάσιμο κίνδυνο για τους χρήστες, ειδικά αν το σπίτι δε διαθέτει διακόπτη διαρροής όπως επιβάλλει ο ΚΕΗΕ.





2. Μπόιλερ ζεστού νερού χρήσης.

Τα μπόιλερ ΖΝΧ είναι κατασκευές σχεδόν ίδιες με τους ηλεκτρικούς θερμοσίφωνες, με τη διαφορά ότι τα μπόιλερ, εκτός της ηλεκτρικής αντίστασης, διαθέτουν έναν ή περισσότερους εναλλάκτες θερμότητας για θέρμανση του νερού χρήσης από άλλη πηγή πλην του ηλεκτρισμού (νερό θέρμανσης, ηλιακοί συλλέκτες κ.λ.π.)



Τα μπόιλερ όπως και οι ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες, μπορούν να φέρουν φλάντζα με ηλεκτρική αντίσταση, θερμοστάτη και ηλεκτρόδιο προστασίας. Για τα υλικά κατασκευής και την ηλεκτρική σύνδεση ισχύουν όσα αναφέρθηκαν παραπάνω για τους ηλεκτρικούς θερμοσίφωνες.

Ανάλογα με τον αριθμό πηγών που μπορούν να συνδεθούν σε ένα μπόιλερ, διακρίνουμε τα μπόιλερ διπλής ενέργειας (ηλεκτρική αντίσταση και ένας εναλλάκτης) και τριπλής ενέργειας (ηλεκτρική αντίσταση και δύο εναλλάκτες) για ταυτόχρονη σύνδεση σε π.χ. δίκτυο θέρμανσης και κλειστό κύκλωμα ηλιακών συλλεκτών.

Τα μπόιλερ, όμοια με τους θερμοσίφωνες διακρίνονται σε τοίχου (οριζόντια και κάθετα) και δαπέδου. Οι τύποι αυτοί κατασκευάζονται σε χωρητικότητες μέχρι 120lt.


Σε μεγαλύτερα μεγέθη, τα μπόιλερ είναι σχεδιασμένα για κατακόρυφη τοποθέτηση στο δάπεδο του λεβητοστασίου και ονομάζονται μπόιλερ λεβητοστασίου. Τα μπόιλερ αυτά είναι συνήθως διπλής ή τριπλής ενέργειας.

Μπορούν να φέρουν ηλεκτρική αντίσταση ανάλογη της ισχύος τους (max 6kW 3~). Η ηλεκτρική αντίσταση συνήθως πωλείται ξεχωριστά. Φέρουν επίσης πολλαπλά σημεία σύνδεσης και τοποθέτησης οργάνων (θερμομέτρων, αισθητηρίων κ.λ.π.)

Τέλος, τα μπόιλερ λεβητοστασίου καλό είναι να φέρουν θυρίδα καθαρισμού, η οποία επιτρέπει την απομάκρυνση των αλλάτων όταν απαιτηθεί.



Οι εναλλάκτες των μπόιλερ μπορεί να είναι τύπου μανδύα (όπως στο διπλανό σχήμα) όπου το ζεστό νερό από το λέβητα ή τους ηλιακούς συλλέκτες ρέει μέσα από το διπλό τοίχωμα του μπόιλερ (κόκκινη περιοχή) και ανταλλάσει θερμότητα με το νερό χρήσης ζεσταίνοντας το. Τα μπόιλερ αυτού του τύπου ονομάζονται "μπόιλερ μανδύα".











Ενας άλλος τύπος εναλλάκτη που χρησιμοποιείται σε μπόιλερ ΖΝΧ, είναι ο σωληνωτός εναλλάκτης (τύπου σερμπαντίνας), όπου το νερό θέρμανσης / συλλεκτών κυκλοφορεί μέσα σε σωλήνα μεγάλου μήκους τυλιγμένο σε σπείρα και ανταλλάσει θερμότητα με το ΖΝΧ διαμέσω της επιφάνειας της σωλήνας αυτής.

Η σερμπαντίνα μπορεί να είναι χάλκινη (σύνηθες), χαλύβδινη, αλουμινίου ή ανοξείδωτη.







Στα μπόιλερ λεβητοστασίου τριπλής ενέργειας, συνήθως οι εναλλάκτες είναι ο ένας χαμηλά (και ζεσταίνει ολόκληρη τη μάζα του νερού) και ο άλλος ψηλά (και ζεσταίνει τη μισή μάζα του νερού). Στον κάτω εναλλάκτη πρέπει να συνδέονται οι ηλιακοί συλλέκτες ώστε με τον ήλιο που είναι δωρεάν να ζεσταίνεται ολόκληρη η μάζα του νερού και στον πάνω εναλλάκτη η θέρμανση (που δεν είναι δωρεάν) ώστε να μην ζεσταίνουμε περισσότερο νερό από όσο χρειαζόμαστε όταν πληρώνουμε για τη θέρμανση του. Και στις δύο περιπτώσεις, το νερό χρήσης είναι το νερό που βρίσκεται έξω από τις σωληνώσεις.




Σε όλες τις εγκαταστάσεις με μπόιλερ χωρητικότητας μεγαλύτερης από 120lt, απαιτείται η τοποθέτηση δοχείου διαστολής και στο κύκλωμα νερού χρήσης, καθώς η μάζα του νερού που ζεσταίνουμε είναι μεγάλη και η διαστολή του νερού σημαντική.


Αν το νερό χρήσης ρέει μέσα στις σωλήνες, τότε δεν υπάρχει αποθήκευση ζεστού νερού χρήσης, αλλά το νερό χρήσης παράγεται τη στιγμή της ζήτησης. Οι διατάξεις αυτές ονομάζονται εναλλάκτες ροής. Το νερό στο δοχείο είναι νερό της εγκατάστασης θέρμανσης και θερμαίνεται στο λέβητα ή σε άλλη πηγή.

Οι διατάξεις αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα και σαν δοχεία αδρανείας.

Ειδική μορφή αυτού του τύπου είναι τα μπόιλερ με δύο σερπαντίνες και ενδιάμεσο αδρανές υγρό, στα οποία το νερό της μάζας δεν κυκλοφορεί στο λέβητα, αλλά παραμένει στάσιμο, θερμαίνεται από σωληνωτό εναλλάκτη συνδεδεμένο στην πηγή και αποδίδει την ενέργεια του με δεύτερο σωληνωτό εναλλάκτη στο δίκτυο (όπως και οι εναλλάκτες ροής).

Το στάσιμο νερό διατηρείται σε ατμοσφαιρική πίεση και δεν ανανεώνεται ούτε κυκλοφορεί. Για το λόγο αυτό προστίθενται στο αδρανές νερό αντιβακτηριακά πρόσθετα.




Τέλος, ο εναλλάκτης, μπορεί ακόμα να είναι και ένα δεύτερο δοχείο, πλήρως εμβαπτισμένο μέσα στο εξωτερικό δοχείο του μπόιλερ. Στην περίπτωση αυτή, το νερό χρήσης κυκλοφορεί μέσα στο εσωτερικό δοχείο (και όχι στη μάζα του νερού όπως στους πιο πάνω τύπους).

Τα μπόιλερ αυτής της μορφής ονομάζονται tank in tank.






3. Ηλιακός θερμοσίφωνας


Ο ηλιακός θερμοσίφωνας, είναι ένα οριζόντιο μπόιλερ διπλής ή τριπλής ενέργειας, σταθερά συνδεδεμένο με ηλιακό συλλέκτη, επάνω σε κοινή μεταλλική βάση.

Ο πρώτος εναλλάκτης είναι τύπου μανδύα, και σε αυτόν κυκλοφορεί το νερό των ηλιακών συλλεκτών. Εφόσον υπάρχει ηλιοφάνεια, το νερό των συλλεκτών ζεσταίνεται και ανεβαίνει χωρίς χρήση κυκλοφορητή, με φυσική ροή στο μανδύα του μπόιλερ, όπου ανταλλάσει θερμότητα με το νερό χρήσης και κρυώνει σε έναν αέναο (εφόσον υπάρχει σταθερή ηλιοφάνεια) κύκλο.

Οι συλλέκτες μπορεί να είναι τύπου σάντουιτς, ή λυχνίων κενού.

Περισσότερα για τη θέρμανση από τον ήλιο θα κατατεθούν σε ξεχωριστό άρθρο.


4. Εναλλάκτες θερμότητας

Ζεστό νερό χρήσης μπορούμε να παράγουμε και κατ' απαίτηση (on demand) με χρήση πλακοειδούς ή σωληνωτού εναλλάκτη. Οι εναλλάκτες θα πρέπει να είναι ανοξείδωτοι και γι αυτόν τον λόγο οι πλακοειδείς θεωρούνται πιο κατάλληλοι (οι πλάκες είναι εξ ορισμού ανοξείδωτες) αν και είναι πιο ευαίσθητοι στα άλατα του νερού.

Στο πρωτεύον του εναλλάκτη κυκλοφορεί το νερό λέβητα και στο δευτερεύον το νερό χρήσης. Με τη χρήση εναλλακτών αυτού του τύπου, επιτυγχάνουμε σημαντική οικονομία, γιατί δεν αποθηκεύουμε ζεστό νερό χρήσης (που μπορεί να θερμάνουμε σε μπόιλερ και να μην το χρησιμοποιήσουμε) αλλά το παράγουμε τη στιγμή που το χρειαζόμαστε, στην ποσότητα που το χρειαζόμαστε.

Η θέρμανση του νερού χρήσης στις αυτόνομες μονάδες πετρελαίου που παράγουν ζεστό νερό χρήσης και στις επίτοιχες μονάδες αερίου, γίνεται με ενσωματωμένο στο μηχάνημα πλακοειδή εναλλάκτη.


Υπάρχουν έτοιμοι στην αγορά και σταθμοί παραγωγής ζεστού νερού χρήσης (εικόνα αριστερά), έτοιμοι να συνδεθούν με λέβητα ή δοχείο αδρανείας και να παράγουν νερό χρήσης θερμοκρασίας 40~55^οC μόλις απαιτηθεί.

Σε μεγάλες εγκαταστάσεις είναι απαραίτητη η ύπαρξη ανακυκλοφορίας ώστε να είναι δυνατή η ακριβής ρύθμιση της θερμοκρασίας του νερού χρήσης με την ίδια θερμοκρασία σε ολόκληρο το δίκτυο.