Как выбрать водонагреватель для столовой

Водонагреватели в столовой обеспечивают основное или вспомогательное горячее водоснабжение. Когда происходит плановое и аварийное отключение централизованных систем, без дополнительного автономного оборудования не обойтись. При его отсутствии деятельность парализуется, а вместе с этим ухудшается и санитарное состояние. Хотя в законодательстве и нет прямого требования об установке вспомогательного водогрейного оборудования в столовой, в соответствии с санитарно-эпидемиологическими правилами СП 2.3.6.3668-20 при возникновении перебоев с горячей водой на объекте общепита его работа должна быть приостановлена. Но этого можно и не делать, если задействовать резервное снабжение.

Универсальность и автономность водонагревателей

Нагреватель является одним из немногих способов организовать бесперебойное снабжение горячей водой в удаленных от центральных сетей местах – например, в столовой на стройплощадке, расположенном вдали от населенных пунктов месторождении полезных ископаемых, в придорожном кафе. При отсутствии коммуникаций для функционирования водогрейного оборудования достаточно местного холодного водоснабжения, канализации и источника энергии для подогрева воды. Для этого могут использоваться электричество, система отопления и даже солнечные батареи. Соответственно, на кухне, в столовой и помещениях для мойки посуды устанавливают нагреватели электрические, косвенного нагрева или комбинированные.

Водонагреватели с электрическим нагревательным элементом

В приборах этого типа вода нагревается посредством трубчатого электронагревательного элемента, или ТЭНа. Он имеет форму спирали, как бытовой кипятильник, или пучка изогнутых зигзагом трубок с большой площадью излучающих тепло поверхностей. ТЭН может быть изготовлен из дешевой нержавеющей стали, более дорогой, но долговечной и теплоемкой меди, а в премиальных моделях нагревателей из титанового сплава. Внутри полости трубки находится нихромовая нить, отделенная от внутренних поверхностей электроизолирующим материалом. С помощью наружных выводов ТЭН подключается к электросети.

Под нагрузкой в нихромовой нити возникает большое сопротивление, которое приводит к нагреванию. Получаемая в результате тепловая энергия через стенки трубки передается окружающей ТЭН воде, и происходит подогрев. По способу нагрева электрические водонагреватели могут быть проточными и накопительными. В первых вода из подключенной к отводу подачи холодной трубы подается в колбу небольшого объема. Внутри нее расположен ТЭН. Проходя протоком через колбу, вода контактирует с поверхностями ТЭНа, моментально нагревается до заданных пользователем температур и тут же поступает на точку водоразбора.

Накопительные водонагреватели работают по другому принципу. Приборы оснащены резервуаром для воды, емкость которого у моделей для столовых варьируется от нескольких десятков и сотен до тысячи литров. ТЭН на фланце устанавливается внутри резервуара ближе к донной части. Поступающая из трубопровода холодная вода наполняет резервуар, а уже после этого происходит нагрев всего объема. Как только часть запаса израсходуется, резервуар снова пополняется, только что поступившая вода смешивается с находящейся в емкости, включается ТЭН и производится донагрев до установленной температуры.

Выбор между проточными и накопительными нагревателями

Выбирая между электрическими проточными и накопительными водонагревателями, важно учитывать некоторые особенности эксплуатации приборов обоих типов. Накопители за счет отсутствия резервуара меньше по размерам. Монтируются в непосредственной близости от точки водоразбора и рабочей зоны на стене, в шкафчике под мойкой. Чем мощнее прибор, тем выше его производительность. Параметр также называется скоростью протока и обозначает, сколько литров горячей воды может поставить нагреватель за минуту при той или иной температуре на входе и выходе.

Накопительные водонагреватели крупнее, их размер зависит от емкости резервуара. В зависимости от габаритов такие приборы могут устанавливаться как в районе рабочей зоны, так и в специально отведенных местах и технических помещениях. С помощью накопителей создается постоянный необходимый запас горячей воды, при этом прибор работает в более щадящем и экономичном режиме энергопотребления. К одному устройству без проблем может подключаться сразу несколько потребителей, в то время как такая же возможность у проточных водонагревателей ограничена предельной мощностью выпускаемых моделей.

Выбор проточного водонагревателя по мощности и скорости протока  

Рассчитать мощность проточников можно по универсальной формуле вида W=Q*(T2-T1)*0,073. Переменная Q обозначает требуемую производительность, а T1 и T2 – температуру воды на входе и на выходе. Рекомендуемая температура воды для мытья посуды – 40°С. Этого достаточно для комфорта рук, эффективного удаления бактерий и жира. Скорость протока в масштабах такой организации, как столовая, должна быть на уровне 8 л/мин. Предположим, что температура забираемой из холодной трубы воды 10°С. Рассчитываем подходящую мощность по формуле: W=8*(40-10)*0,073. Получаем в итоге значение 17,52, или 18 с округлением. Чтобы обеспечить нормальные условия для мытья посуды в столовой, на каждую точку водоразбора понадобится проточный водонагреватель мощностью 18 кВт. В качестве примера обратите внимание на модель Stiebel Eltron PHB 18.

Выбор накопительного водонагревателя по мощности и объему резервуара

При выборе накопителей важное значение играет не только мощность, но и объем резервуара. Вначале давайте разберемся со вторым параметром. Объем резервуара зависит от среднесуточного расхода горячей воды. Предположим, что в столовой каждый день обедает и ужинает 100 сотрудников. Для мойки 1 комплекта посуды требуется 5 л воды, то есть на 100 человек расходуется 1000 л с учетом двухразового питания. Кроме этого, еще 100 л необходимо для уборки мест приема пищи, рабочих зон, вспомогательных помещений. Итого среднесуточный расход составляет 1100 л. Определить подходящий объем резервуара можно по формуле V=Q*(T3-T1)/(T2-T1). Q обозначает расход, а T1, T2 и T3 – температуру воды на входе, выходе и в резервуаре в результате смешивания нагретой и поступающей холодной воды.

Допустим, что температура воды в холодной трубе 10°С, на выходе 40°С, а в резервуаре 35°С. Теперь рассчитаем емкость по формуле: V=1100*(35-10)/(40-10). Получаем значение 917 л, или 1000 с округлением. Такой объем резервуара должен быть для столовой в приведенном выше примере. Запаса вполне хватит для бесперебойной работы персонала на протяжении всего дня. Для этих условий хорошо подошел бы промышленный водонагреватель Stiebel Eltron SHO AC 1000 на 1000 л или, например, Stiebel Eltron SB 1002 AC того же объема.

Теперь перейдем к выбору нагревателя по мощности. Для наглядности будем использовать все тот же пример со столовой на 100 человек, оборудованной нагревателем на 1000 л. Здесь следует учитывать время, необходимое для нагрева того или иного количества воды. Предположим, что за ночь необходимый запас воды уже нагрелся до требуемых 40°С и поддерживается на этом уровне. Поскольку в первый раз, после обеда, из резервуара используется только 510 л запаса, то на второй, то есть мойку посуды после ужина, уже есть 490 л. За время, пока кухонные рабочие мыли посуду, полы, столы и рабочие зоны, эти 490 л успели остыть до 30°С, а резервуар пополниться новой порцией воды в 510 л с температурой 10°С. В результате смешения внутри установился новый температурный режим.

Рассчитать его можно по формуле: T=(M1*T1+M2*T2)/(M1+M2). Переменные М1 и M2 обозначают массу, а T1 и T2 температуру воды в резервуаре и холодную воду в подающей трубе. Для удобства приравняем 1 кг массы к 1 л объема. Вычисляем значение: T=(490*35+510*10)/(490+510). В результате получаем 23°С. Далее переходим к расчету требуемой мощности для нагрева 1000 л воды с 23°С до 40°С за 4 часа, то есть временной интервал между обедом и ужином. Для этого применим формулу: P=(V*1,163*(T2-T1)/t, в которой переменная V обозначает объем резервуара, T1 и T2 – температуру начальную и конечную, а t – время нагревания. Расчет выглядит так: P=(1000*1,163*(40-23)/4. В результате получаем 4,9, или 5 с округлением. Такой минимальной мощности прибор должен быть в столовой на 100 человек с двухразовым питанием, если горячая вода расходуется только в дневное время при условии неполного единоразового использования запаса из резервуара.

Многие накопительные водонагреватели большого объема оснащены гораздо более мощными ТЭНами – например, на 8 кВт, 12 кВт, 18 или даже 36 кВт. Мощный нагреватель понадобится при интенсивном, круглосуточном водопотреблении или необходимости быстро нагреть воду. Например, после недавнего наполнения водонагреватель на 12 кВт с резервуаром на 1000 л способен подогреть воду с 10°С до 40°С менее чем за 3 часа. Приведенные формулы для расчета мощности и объема резервуара применимы также и для накопительных водонагревателей косвенного нагрева и приборов комбинированного типа.  

Водонагреватели косвенного нагрева и комбинированные

Как и электрические, водонагреватели косвенного нагрева имеют резервуар и работают по тому же принципу. Отличие заключается в том, что роль нагревательного элемента выполняет не ТЭН, а теплообменник. Он представляет собой скрученную в спираль медную трубку, которая располагается внутри резервуара. Благодаря форме и высоте примерно в половину или треть резервуара теплообменник имеет большую площадь теплоизлучающих поверхностей. Наружу от трубки выводится пара отводов, предназначенных для подключения к системе отопления или солнечной батарее. Циркулируя в по трубке, теплоноситель сообщает тепловую энергию окружающей воде и, таким образом, происходит подогрев.

Преимущество водонагревателей косвенного нагрева в том, что для их работы не требуется электричество. Для нагревания воды используется часть тепла от отопления либо преобразованная солнечная энергия. В обоих случаях отсутствуют дополнительные затраты на функционирование водогрейного оборудование. Но есть также и недостатки. Прибор невозможно использовать вне отопительного сезона, если задействовано отопление. Проблема появится и в случае недостаточно эффективной отопительной системы. Есть ограничения и у солнечных батарей, поскольку наибольшую эффективность они показывают только в южных регионах с большим количеством солнечных дней в году.

Комбинированные нагреватели сочетают в себе конструктивные преимущества водонагревателей электрических и косвенного нагрева. Для нагрева воды в приборе есть как ТЭН, так и теплообменник. Благодаря такому решению возможно применять наиболее гибкие по затратам схемы эксплуатации. Например, при исправно работающем отоплении или достаточном количестве тепла от солнечных батарей нагревание воды происходит от циркулирующего по теплообменнику теплоносителя. Когда отопительный сезон заканчивается, наблюдаются трудности с прогревом отопительной системы или солнца становится слишком мало, прибор переключается на подогрев от ТЭНа. В этом же режиме возможно осуществлять донагрев, когда нагреватель штатно работает от отопления или солнечных батарей.

В нашем Интернет-магазине водонагревателей и комплектующих к ним от немецкого производителя Stiebel Eltron вы найдете большой выбор приборов, ориентируясь на нужные вам параметры и бюджет.