Фундамент мелкого заложения на пучинистых грунтах

Фундамент на пучинистых грунтах

Сегодня в строительстве используют различные основания, предназначенные для разных типов грунтов, рассчитанные на разные нагрузки от строений. С их помощью можно решить любые сложности и задачи, которые вызваны различными воздействиями. Перед тем, как выбрать и устроить основание для здания, необходимо выполнить некоторые исследовательские работы. Это позволит определить характеристики почвы и подобрать оптимальный вариант.

Особенности устройства фундамента на пучинистом грунте

Пучинистая почва является не безупречным вариантом для строительства того или иного здания. Дело в том, что для возведения какого-либо сооружения на таком участке понадобится решить ряд задач.

Основным направлением здесь является устранение пучения грунта, что негативно сказывается на целостности фундамента и всего строения. Именно поэтому эксперты рекомендуют использовать на такой почве незаглубленные ленточные фундаменты, которые легко справляются с нагрузками. Особой популярностью здесь пользуются мелкозаглубленные конструкции.

Способы решения проблем с пучением почвы

Первый вариант заключается в замене пучинистой почвы на песок до уровня промерзания. Этот метод признан самым эффективным. Единственный недостаток – высокая стоимость. В связи с этим специалисты рекомендуют акцентировать свое внимание на втором варианте.

Он предусматривает использование заглубленных фундаментов, который закладываются ниже линии промерзания почвы. К таким конструкциям относятся столбчатые и свайные фундаменты. Конечно, их сооружения не всегда являются финансово выгодными.

Мелкозаглубленные и незаглубленные фундаменты

Как уже было сказано, для возведения дома или другого здания на пучинистых грунтах используют определенные типы основания. Оптимальным вариантом здесь станет сооружение мелкозаглубленного или незаглубленного фундамента. Такие конструкции легко противостоят пучению грунта, которое возникает в зимний период. Особой популярностью здесь пользуется мелкозаглубленный ленточный фундамент. С его помощью можно создать надежное и долговечное основание для будущего дома. Он отличается простотой возведения и довольно невысокой ценой.

Неплохим вариантом является и устройство мелкозаглубленного ленточного основания. Оно обладает довольно высокой прочностью и обеспечивает устойчивость строения. Такая конструкция хорошо противостоит пучению, что позволяет исключить опасные для строения усадки. Основание представляет собой монолитную конструкцию из железобетона, которая располагается на небольшой глубине.

Установка мелкозаглубленного основания осуществляется на песчаную подушку. Она покрывается гидроизоляционным слоем, а сами стенки траншеи укрепляются специальными материалами. Чтобы повысить устойчивость конструкции, в бетон добавляют специальные гидрофобизирующие добавки.

Когда фундамент будет сооружен, приступают к устройству дренажной системы, с помощью которой будет осуществляться отвод влаги от строения. При заливке бетона не стоит забывать об устройстве армированного пояса, а также использовании вибраторов. Это позволит качественно провести бетонные работы и в результате соорудить надежное основания для дома.

Конструкция представляет собой замкнутую ленту из бетона и пояса, который состоит из армированных металлических прутьев. Возведение фундамента выполняется по определенной схеме. Вначале вырывается котлован глубиной 50-70 см. Дальше на откосы укладывают гидроизоляцию из толи или плотной полиэтиленовой пленки.

После этого котлован слоями засыпается песком. Здесь толщина одного слоя составляет от 20 до 30 см. Перед тем как насыпать новый слой, предыдущий необходимо тщательно утрамбовать. После того как это будет сделано, приступают к установке опалубки. На дно опалубки, непосредственно на песок, укладывается слой гидроизоляции и металлические пруты диаметром 12 см. Теперь можно приступать к заливке бетона. При этом стоит помнить, что еще один армированный пояс будет укладываться непосредственно на сырой бетон.

При сооружении ленточного фундамента стоит учесть множество факторов. Так, например, для соединения прутов в армированном поясе используют исключительно вязальную проволоку. Один пояс сооружается из пяти прутов, которые соединяются между собой перемычками. Шаг между перемычками должен составлять не меньше 50 см. Если не учесть такие незначительные нюансы, то это может негативно сказаться на прочности основания.

Другие варианты оснований

Столбчатые фундаменты на пучинистых грунтах

Также на пучинистых грунтах можно возвести столбчатый фундамент. Эти конструкции возможно использовать только в тех случаях, когда опоры устанавливаются несколько ниже линии промерзания почвы. Использование столбчатого фундамента позволяет сэкономить на его возведении, и при этом сохранить прочность основания.

Столбчатые фундаменты широко используются на заболоченных участках, а также в местах, где есть суглинок. Для сооружения основания используются железобетонные опоры и металлические трубы, которые имеют защитный слой, выполненный из цементно-песчаного состава. В некоторых случаях допускается использование и асбоцементных труб, которые в дальнейшем заливаются бетонном.

Свайный фундамент: обзор решения

При строительстве на пучинистом грунте в качестве основания для дома может использоваться и свайный фундамент. Конечно, такой вариант используется крайне редко. Это объясняется тем, что для устройства такого основания понадобится специальная техника. А это значительно увеличит расходы на строительства дома. Также такие конструкции можно использовать на участках, где уровень промерзания почвы находится на глубине от 1,5 метра.

Для сооружения свайного фундамента используют различные материалы и технологии. Так, для этого применяют деревянные, бетонные и железобетонные сваи, которые легко противостоят пучению. Что касается технологии, то это могут быть винтовые или набивные опоры. При возведении такого основания особое внимание уделяют дренажу.

Фундамент на пучинистых грунтах: выбор основания для будущего дома и ошибки, которых можно избежать

Строительство фундамента – важная составляющая возведения крепкого и надежного дома. Если необходимый участок на границе сезонов деформируется от переизбытка подземных вод, то обезопасить конструкцию, защитить от разрушения и подтопления поможет фундамент для пучинистых грунтов, который способен игнорировать давление грунта и льда.

Не всегда месторасположение дома припадает на идеальную местность, и неправильно подобранный фундамент может привести к серьезным проблемам с жильем Источник domostroy-region.ru

Пучинистые грунты и особенности строительства

Почвенные массивы, которые расширяются под воздействием низких температур и оказывают разрушительное влияние на элементы строительной конструкции, относят к пучинистым грунтам. Процессам пучения подвергаются супеси, рыхлые глинистые и высокопористые почвы, которые способны удерживать влагу.

Прежде чем приступать к возведению фундамента, необходимо провести исследования верхних слоев поверхности. Согласно руководствам описания ГОСТ различают 5 типов почвы:

непучинистые – крупнообломочные почвы, галька, гравий, крупный и средней фракции песок, хорошо фильтрующие жидкости;

слабопучинистые грунты – возвышенные и холмистые места, которые хорошо увлажняются атмосферными осадками;

среднепучинистые – слабовсхолмленные места с затяжными склонами, где увлажнение происходит верховодкой и атмосферными осадками;

сильнопучинистые – заболоченные местности, в которых ситуацию усугубляется притоком грунтовых вод;

чрезмерно пучинистые – грунты текучей пластичности и консистенции, находящиеся в обводненном состоянии вследствии малой плотности сложения почвенных слоев.

В таблице привдены параметры степени пучения грунта, но в реальности, лучше вычисление этих паказателей доверить профессионалу Источник kamtehnopark.ru

В процессе определения мероприятий по предупреждению деформации производят рассчет соответствующего коэффициента.

Расчет интенсивности пучения на участке

Расчет интенсивности пучения производится для проектирования сил устойчивости оснований и нейтрализации их воздействия. Определение этого показателя осуществляется по формуле:

Е – степень пучинистости;

Н – уровень промерзания при низких температурах;

h – уровень грунтов до замерзания.

Следовательно, для его подсчета требуется провести соответствующие замеры в зимнее и летнее время.

Меры против пучения

Для борьбы с силами пучения предполагается осуществление мероприятий такого характера:

полная замена пучинистого слоя на предполагаемом участке – трудоемкий процесс, требующий рытья котлованов значительных размеров, поиска и уплотнения привезенной почвы;

строительство фундамента ниже слоя промерзания с целью снятия нагрузки на цоколь;

утепление конструкции в области промерзания потребует прокладки утеплителя по всему периметру и на глубину возведения основы строения;

организация водоотвода осуществляются путем строительства дренажной системы с закладкой в траншею гравия, песка и перфорированной трубы, обработанной геотекстиолем.

Схема установки перфорированого канала для отводв грунтовых вод Источник el.decorexpro.com

Пучинистые грунты – выбор фундамента

Для возведения несущих конструкций любой постройки на подвижных грунтах могут рассматриваться следующие типы фундаментов:

Организация дорогостоящего плитного основания будет эффективно для кирпичных или тяжелых деревянных конструкций, занимающих значительные площади. Преимушественно бывает правильной квадратной или прямоугольной формы, но в случае необходимости проектируются и сложные фигуры периметра;

Универсальный плитный фундамент Источник keysdom.ru

    Свайный – винтовой или железобетонный. Здесь тоже надо точно знать глубину промерзання грунта, чтобы завести сваи ниже этой отметки. Эффективен для возведения небольших зданий на заболоченных и водянистых участках. На поверхности свай сооружают специальный арматурный каркас, который заливается композитным строительным раствором чуть ниже уровня почвы.

    Столбчатый. Используется только для легких и сверхлегких хозяйственныхз построек, имеет незначительную глубину заложения и в качестве основания для жилого дома не рассматривается.

    Бетонный ленточный фундамент, заглубленный ниже уровня промерзання почвы.

    Менее затратный и востребованный мелкозаглубленный или незаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах. Применять его надо очень обдуманно, предварительно рассчитав все загрузки, чтобы исключить воздействие сил пучения.

    Ленточный фундамент наиболее привычный для многих вариант, который «приживается» на многих видах грунта Источник pinterest.com

    Тип выбираемого цоколя будет зависеть от размеров и формы постройки, арсенала применяемого оборудования, а также материальных возможностей заказчика.

    Современные технологии ТИСЕ предполагают применение опорно-столбчатых элементов, соединеных ростверком. Для организации такого строительства не задействуется спецтехника и электричество, есть возможность скрыть коммуникации и минимизировать уклон стройплощадки. Подобный прием актуален для каркасного, каменного или кирпичного строительства.

    Противостоять промерзаниям могут и плитные железобетонные несущие конструкции, которые эффективны для обустройства невысокого цоколя и применимы в случае простой конструкции зданий.

    Использование ленточного фундамента предполагает обустройство строительной армирующей ленты по периметру строения и в области возведения несущих стен. Такие разработки менее затратны, однако, превосходят по надежности вышеперечисленные варианты.

    Онлайн калькулятор фундамента

    Чтобы узнать примерную стоимость фундаментов различных типов, воспользуйтесь следующим калькулятором:

    Виды, особенности и преимущества ленточных фундаментов

    Ленточные фундаменты из бутобетона, бута, а реже и кирпичной кладки – довольно востребованная технология надежного строительства.

    Незаглубленный ленточный фундамент применим для высоких нагрузок и тем более способен обеспечить устойчивость незначительных по размеру каркасных и деревянных.

    Обязательным етапом работ для ленточного фундамента является опалубка Источник mastrerkon.ru

    Однако такой фундамент на пучинистых грунтах с высоким уровнем грунтовых вод и чрезмерно вспучиваемыми почвами требует замены основания на сваи. А вот при воздействии неравномерных нагрузок лучше отдать предпочтение первому варианту.

    Несложная технология возведения ленточных фундаментов и возможность применения на любых почвах существенно облегчает строительные работы. Не стоит беспокоиться также о привлечении специализированного оборудования и техники, что позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами справиться с поставленными задачами.

    В таком случае возведение домов осуществляется на песчаную подушку с использованием следующих видов ленточного фундамента:

    монолитного растверка, установленного непосредственно на поверхности грунта исключает воздейтсвие касательных сил, а вертикальное воздействие может быть снивелировано за счет армирования монолитным контуром;

    сборно-монолитной модели серии 20/60, представляющей установку комплекса железобетонных блоков на армированую цельную основу;

    монолитной основы серии 20/60 с армированием и обработкой композитной строительной смесью;

    монолитно-усиленного цоколя, который характеризуется повышенной площадью опоры и позволяет создать надежное основание.

    Часто используется комбинированный столбчато-ленточный фундамент Источник martand.ru

    Расширяя ленту, используя утеплитель и водоотведение можно увеличить возможности перечисленных типов фундаментов.

    Мелкозаглубленный ленточный цоколь потребует больше земляных работ, применения опалубки и значительных затрат времени на застываение. Но полученного в результате запаса прочности хватит на сотню лет. Такой вариант фундамента обладает премуществами:

    надежен в эксплуатации;

    подходит для любой конфигурации оснований;

    не возникает сложностей с монтажом и возведением зданий;

    отличается высоким сопротивлением к внешнему воздействию.

    При глубоком промерзании грунтов для сооружения надежного фундамента потребуются дополнительные объемы строительных материалов. Однако, только так вы сможете справиться с неравномерной усадкой при строительстве малоэтажек, массивных зданий, подвальных помещений, обустройстве цокольных этажей, а также малоэтажного строительства.

    Видео описание

    Одним из вариантов избежать проблем с грунтами является ленточный фундамент. Подробнее в видеоролике:

    Устройство ленточного фундамента на пучинистых грунтах

    Мелкозаглубленный ленточный фундамент на пучинистых грунтах требует организации специальной подушки из песка или гравия. Также необходимо предусмотреть гидроизоляцию. Для этого в бетонные составы добавляется гидрофобные примеси. В процессе обустройства таких основ выполняют защитные мероприятия по предотвращению воздействия холода:

    для подушки толщиной до 0,5 м под цоколь засыпается непучинистый материал, а с целью исключения заиливания дополнительно укладывается слой геотекстиля;

    на уровне подошвы основания производится устройство дренажа с закладыванием специальной трубы под уклоном;

    гидроизоляция и утепление на вертикальных слоях фундамента осуществляется при помощи экструдированного пенополистирола, жидкого полиуретана и сооружения наружного слоя из пеноплекса;

    следует позаботиться и о ливневой канализации, которая поможет нейтрализовать прохождение водных потоков вблизи несущих конструкций.

    Ленточный фундамент с дренажной «подушкой» Источник homerenovates.com

    Подготовительные работы

    Прежде чем приступать к работе, производится определение геометрических параметров и размеров постройки, а также подбор материалов. Количество бетона определяется из расчета его плотности и габаритов несущих конструкций.

    Для фундаментов частных домов рекомендован бетон М200, в то время как для более тяжелых сооружений предпочтение отдают М250, а на чрезмерно пучинистых основания пригоден композитный материал М350.

    В расчет включается длина конструкции по периметру и площадь ее внутренних перегородок. При этом глубина строительства фундамента определяются исходя из характеристик грунта, расходных материалов и этажности здания. Следует учесть, что расположение влаги должно быть ниже на 50 см от подошвы основания, иначе велика вероятность проявления деформаций.

    По завершению проектировочных работ размеры с бумаги переносятся на местность, производится проверка правильности расстановки отметок. Обозначенный участок очищается от мусора и снимается верхний слой почвы.

    Разметка будущего фундамента на участке Источник mybesedka.ru

    Работы по укладке

    Незаглубленный и мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте должен быть возведен в соответствии с такими требованиями:

    копка траншей производится с учетом ширины основания, опалубки, утеплителя, гидроизоляции и декора;

    поверхность подушки выстилается гидрозащитным барьером, а боковые поверхности несущих конструкций обрабатывают гидроизолирующим материалом – пленкой или толью;

    утрамбка материала подушки осуществляется при помощи смачивания слоев материала водой насыпают песчаную подушку толщиной 20-30 см;

    установка опалубки осуществляется из доступных подручных материалов – фанеры, обрезной доски, элементы которой нужно скрепить между собой;

    стальной армирующий пояс укрепляется вдоль и поперек основания путем связывания специальной проволокой;

    заливка пояса бетонным уплотнителем производится за один прием с высоты не более 0,5 м;

    возможна закладка второго слоя армирующего пояса.

    Примерно такой «пирог» должен получиться в результате после заливки мелкозаглубленного фундамента Источник stroy-dom-pravilno.ru

    Область применения ленточных фундаментов

    Самый простой способ борьбы с пучинистыми почвами – обустройство свайного фундамента ниже отметки промерзания. В случае невозможности осуществления подобного строительства альтернативное решение – мелкозаглубленные фундаменты, которые потребуют значительно меньшие объемы строительных смесей, количества арматуры и трудовых затрат.

    Эффективно использование технологии мелкого заглубления при расположении грунтовых вод на глубине более 1,5 м. Ленточные конструкции на крутых склонах, где должно быть учтено боковое давление, позволяют компенсировать неравномерное воздействие движения почв в продольном и поперечном сечении.

    Фундамент на пучинистых грунтах подходит для сооружения каркасных и брусовых построек, использования пенобетонных и газобетонных материалов. При необходимости сооружения неглубокого заложения или строительстве мощных конструкций на слабых грунтах ленточных фундамент в приоритете. Такие методы строительства применимы для глинистых и супесчаных грунтов, рыхлых горных пород, а также водонасыщенных поверхностных слоев.

    Ленточное основание дома с кирпичным цоколем Источник domastroim.ru

    Рекомендации

    Чтобы возвести крепкий и надежный фундамент обратите внимание на такие нюнасы:

    из-за высокой подвижности грунтов рекомендуется использовать монолитные фундаменты вместо сборных конструкций;

    работы по возведению несущих конструкций проводятся в летний период времени до наступления холодов, в случае остановки строительства объект нуждается в консервации;

    сварка частей арматурного каркаса не рекомендуется, поскольку после нагревания металл становится более хрупким и на нем могут появиться трещины;

    для массивных зданий рекомендуется увеличить несущую способность основания, отдав предпочтение плите мелкого углубления;

    в случае применения незаглубенного ленточного фундамента необходимо сооружать несущие конструкции наподобие рамы, что позволит равномерно распределить сезонные нагрузки;

    для придания дополнительной жесткости конструкции ленточный фундамент можно комбинировать с буронабивными сваями;

    для утепления и гидроизоляции не рекомендовано использование дешевого пенопласта, имеющего гораздо меньший ресурс работоспособности;

    для утепления необходим выбор плотного пенопласта специальной марки ПСБ, предназначенной конкретно для утепления;

    гидроизоляция рубероидом производится путем его приклеивания внахлест на горячую мастику и дополнительного промазывания шовных соединений.

    Видео описание

    О том как избежать проблем с домом на пучинистых грунтах на видео:

    Заключение

    Грамотный выбор типа фундамента и соблюдение технологии строительства позволят вам построить надежные здания и сооружения. Несмотря на проблему морозного пучения проектирование и возведение зданий возможно осуществить в любом месте земного шара.

    Мелкозаглубленный фундамент на пучинистых грунтах

    Проектирование мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах – часто возникающая задача. Такие конструкции все более распространяются из-за желания застройщиков уменьшить траты на сооружение дома. Но как они ведут себя именно на пучинистых основаниях? Допустимо ли их использование в таких сложных условиях? Разберемся в этом вопросе подробнее и рассмотрим примеры устройства таких конструкций.

    Читайте также:  Стена из гипсокартона своими руками: пошаговая инструкция 75 фото

    Особенности мелкозаглубленных фундаментов и их взаимодействие с пучинистыми грунтами

    Мелкозаглубленный фундамент на пучинистом грунте подвергается воздействию сил, возникающих при замерзании и оттаивании грунта. Так как основание представляет собой конгломерат частиц разного размера и влаги, то вода ведет себя естественным образом – при замерзании расширяется. К пучинистым грунтам относят глины и суглинки, а пески и супеси практически не подвергаются морозному воздействию.

    Если фундамент, расположенный ниже глубины промерзания, воспринимает воздействие сил, направленных как горизонтально, так и вертикально, то мелкозаглубленный в основном подвергается вертикальным нагрузкам: конструкция выталкивается из основания, а затем, при оттаивании, проседает. Это и есть основная опасность – фундамент разрушается.

    При устройстве мелкозаглубленных фундаментов существует два пути решения проблемы пучения:

    • замена грунта на непучинистый (песок);
    • утепление.

    Все представленные далее решения включают в себя комбинации этих процессов.

    Во время проектирования учитывают не только пучинистость, но и другие факторы – содержание влаги в грунте, химический состав, особенности рельефа.

    Устройство мелкозаглубленных ленточных фундаментов на пучинистых основаниях

    Монолитный мелкозаглубленный фундамент для дома ленточного типа устраивают для сооружений небольшого веса. Лучше его применять в песчаных и других непучинистых грунтах, но при соблюдении технологии допустимо строительство такого сооружения и в других условиях. Основная причина применения и отказ от заглубления ниже уровня промерзания – желание сократить траты на строительство. При грамотном расчете и соблюдении всех технологических требований это возможно без потери качества и несущей способности.

    Рассмотрим этапы строительства такого фундамента. В общем работы проводят по такой же схема, как и устройство полноценной ленты:

    1. На подготовительном этапе снимают плодородный слой почвы или просто очищают участок от мусора и растений. Далее выносят в натуру схему фундамента. Отмечают углы ленты специальными колышками, между ними натягивают шнур.
    2. Далее необходимо вырыть траншею глубиной меньше уровня промерзания. В среднем, устраивают траншеи до 80 см.
    3. Дно траншеи выстилается гидроизоляционным материалом (рубероидом).
    4. Часть грунта заменяют песком. Песок – сухой материал, который даже если будет промерзать, не меняет своих геометрических характеристик. Толщина подсыпки зависит от степени пучинистости грунта. На слабо им непучинистых достаточно 10 см. На сильнопучинистых глинистых грунтах подсыпают 40–50 см. Песок насыпают частями по 10 см, утрамбовывая каждый слой.
    5. На подсыпке устраивают опалубку. Для нее чаще применяются деревянные доски, но иногда используют ламинированное ДСП, OSB плиты, заводские решения из металла и пластика. Размер опалубки выбирают с таким расчетом, чтобы ее было удобно устанавливать в траншее. Доски сбиваются между собой. Готовые щиты жестко крепятся в траншее и распираются брусками. Толщина доски – 25–40 мм.
    6. В опалубку укладывается металлический арматурный каркас из продольных стержней диаметром 10 – 12 мм, связанных проволокой с поперечной арматурой диаметром 8–10 мм
    7. Жестко закрепленная опалубка заполняется бетонной смесью.
    8. Проектная прочность бетона достигается через 28 суток, но опалубку демонтировать и продолжать работы можно и раньше. В теплый период снимать щиты допускается уже через несколько дней, необходимо только убедиться в достаточной прочности конструкции.
    9. Для гидроизоляции после удаления опалубки боковые стенки ленты покрывают слоем мастики на основе битума, или рулонными материалами.
    10. Для уменьшения влияния сил пучения целесообразно провести утепление мелкозаглубленного фундамента. На дно траншеи и боковые грани фундамента закрываются плитами из экструдированного пенополистирола толщиной 50 мм.
    11. Окончательный этап – засыпка. Траншея засыпается грунтовой смесью, которая по мере работы утрамбовывается.

    Важная часть устройства мелкозаглубленного ленточного фундамента на пучинистых грунтах – песчаная подсыпка. Без подушки из песка такой фундамент с большой вероятностью будет подвергаться воздействию сил пучения и возможно его разрушение.

    Устройство мелкозаглубленных плитных фундаментов

    Плитный мелкозаглубленный монолитный фундамент на пучинистом грунте устраивается по тем же принципам, что и ленточный:

    • подготовка территории;
    • вынос размеров на участок;
    • удаление грунта до 80 см;
    • засыпка песчаной подушки минимум толщиной 10 см;
    • устройство опалубки;
    • укладка арматурного каркаса;
    • заливка бетонной смеси;
    • гидроизоляция, засыпка.

    Если рассматривать плюсы и минусы, в сравнении с лентой, то к положительным отличиям относят то, что правильно устроенная плита воспринимает нагрузку от пучения не деформируясь. Но существует и существенный минус – стоимость. Такой фундамент в несколько раз дороже ленточного.

    Существует еще один вариант плитного фундамента, который также относят к мелкозаглубленным, но он отличается от обычной монолитной плиты – это утепленная шведская плита (УШП). Такая конструкция дорогая, но ее применение позволит уменьшить влияние сил морозного пучения и построить хорошо теплоизолированное и экономичное здание. Для этого под монолитной частью фундамента устраивают слой теплоизоляции. Работы проводятся следующим образом:

    1. Под всей площадью здания убирается плодородный слой почвы и нижележащий грунт на глубину 400 – 500 мм.
    2. В котловане устраивается засыпка из песка на 300-400 мм. Песок засыпается слоями по 100 мм с утрамбовкой.
    3. На подготовленную песчаную подушку устанавливается слой утеплителя из экструдированного пенополистирола толщиной 100 мм.
    4. По заданным размерам выстраивается опалубка из деревянных досок.
    5. Конструкция армируется сеткой из стальных стрежней диаметром 10–12 мм с шагом 15–20 см.
    6. Необходимый для УШП подогрев плиты укладывается на этом же этапе.
    7. Объем заполняется бетонной смесью толщиной 100–200 мм.

    Для создания равномерного термобарьера после разборки опалубки боковые поверхности плиты также утепляются пенополистиролом. Строение на УШП теряет меньше тепла, чем дом на обычном фундаменте. Постройка стен такого здания далее проводится с использованием любых конструкционных материалов – деревянных, каменных и бетонных.

    Пучинистые грунты сложны и для проектирования, и для строительства. Если вам попалось такое основание на участке, то не нужно пренебрегать профессиональным мнением, пригласите для разработки правильных решений опытного инженера.

    Бойлер, как выбрать

    В статье будет рассказано о сантехническом устройстве, под названием бойлер. Рассмотрим назначение данного устройства, технические характеристики, а так же будут приведены разновидности бойлеров, и советы как правильно выбрать водонагреватель, непосредственно для нужд пользователя.

    Что такое бойлер, его назначение

    Бойлер, это устройство для нагрева воды, полностью автоматизированное. Имеет разные формы, округлые, квадратные, плоские или вытянутые. Крепится могут, как вертикально, так и в горизонтальном положении (отдельные модели). Бойлеры различаются по способу нагрева, особенностям крепления и объёму. Так же по типу покрытия: стеклофарфор, эмаль, титановая эмаль, нержавеющая стать. Еще по принципу действия: проточные и накопительные.

    Предназначение агрегата, это забор воды, нагрев, поддержание нужной температуры. Используется как для домашнего (квартира, загородный дом, дача), так и для общественного пользования (бары, рестораны, сауны, офис).

    Задача таких устройств, снабжение горячей водой пользователя в полностью автономном режиме.

    Электрический бойлер

    Нагрев жидкости в таком приборе, происходит при помощи ТЭНа. Устройство следующие: ёмкость из нержавеющей стали, (или выше перечисленных материалов) цилиндрической формы, с округлыми торцевыми сторонами. У всех видов одинаковая внутренняя форма, несмотря на внешние различия наружной оболочки. Такая форма продумана для равномерного распределения давления внутри. Эта ёмкость, утеплена снаружи пенополиуретаном, или поролоном, и заключена в пластиковый или металлический корпус. Внутри ёмкости, устанавливается ТЭН, заливной патрубок (на конце снабжен распылителем струи, что бы избежать перемешивания холодной и нагретой жидкости), выходной патрубок (конец которого достигает верхней части ёмкости, для забора горячей воды), терморегулятор, и магниевый анод (предназначен для нейтрализации накипи).

    Следует добавить, что в электрических бойлерах, используют два вида ТЭНов, «сухие» и «мокрые». Различие в том, что сухой нагреватель расположен в специальном корпусе впаянном в бойлер, а мокрый располагается непосредственно внутри ёмкости в водной среде.

    Газовый бойлер

    Основная конструкция мало чем отличается от электрического. Единственное кардинальное различие, это вид топлива, и система нагрева. Нагрев производится при помощи газовой горелки, расположенной в нижней части устройства. Продукт горения, пройдя сквозь специальную систему «лопаток» установленных в сквозной трубе проходящей по центру ёмкости, нагревает стенки трубы, а та, в свою очередь, жидкость. Далее сгоревший газ выходит в вытяжную трубу. Если в электрическом бойлере регулировка температуры происходит при помощи электронных датчиков, то здесь, автоматикой подачи газа. В некоторых моделях, автоматикой управляет, электрическая система.

    Проточные или накопительные?

    Как уже выше было сказано, из всех отличий между нагревателями для воды, есть эти два немаловажные параметра. Рассмотрим их. Накопительные аппараты, имеют ряд преимуществ, как собственно и недостатков. Все зависит от сферы и возможностей их использования. Первый плюс таких приборов, это объём. Если предусматривается большой расход Н2О, то накопительные агрегаты имеют запас (отдельные модели) более 200 литров. Второй плюс, это наличие анода, который позволяет смягчить воду, и тем самым продлить срок эксплуатации оборудования, и отдельных модулей. Еще один плюс, такие приборы работают под давлением, что позволяет питать целую систему разветвлений и сантехнических точек.

    Теперь к минусам. Самый большой из них, это размер. Хотя в продаже существуют нагреватели разных форм и способов крепления, при выборе такого электро водонагревателя, нужно учитывать, что места он займет не мало. Так же накопительные нагреватели (из-за объёма), дольше нагреваются, в сравнении с проточными.

    Помимо традиционных, круглых или квадратных агрегатов вертикального расположения, есть также плоские, которые можно крепить горизонтально. Эти приборы более компактны, за счет своей формы. Достигнуто это путем уменьшения диаметра ёмкости, но добавления еще одной. То есть внутри такого устройства, два цилиндра, соединенных между собой. Так же есть плоские водонагреватели, которые поддерживают два способа крепления, вертикальный и горизонтальный. Это существенно облегчает их расположение, однако следует учитывать одну деталь, такой аппарат можно поворачивать на 90% лишь в определённую сторону. Обусловлено это отличием расположения нагревательного элемента, и выводного патрубка. По этому, при покупке такого устройства, следует точно рассчитать, в какую сторону он будет повернут, и обязательно уточнить у торгового представителя особенности крепления.

    Проточный бойлер

    Этот аппарат, выгодно отличается от накопительного, своим компактным размером. Размер такого нагревателя может быть предельно мал, не более листа формата А4. Это неоспоримый плюс для расположения и крепления. Так же, он почти моментально начинает нагревать воду. Однако следует быть готовым к небольшому напору, и огромному потреблению энергии. Хотя существуют совсем миниатюрные (по сравнению с накопительными) приборы, устанавливаемые непосредственно на кран мойки. И потребляющие не более 1кВт. энергии.

    Такие электро водонагреватели, более подойдут для обслуживания кухни. И если предусматривается небольшой расход воды, то водонагреватель такого типа, незаменим. Но многие пользователи, устанавливают проточные агрегаты, и для нужд ванной комнаты. Особенно в случае, если уставить накопительный водонагреватель, не представляется возможным.

    Выбор накопительного водонагревателя

    Итак, рассмотрев все варианты, как же все таки правильно выбрать агрегат, что бы его хватило на все, и на что следует обратить внимание? Для городских условий, больше всего подойдет накопительный нагреватель, так как его можно подключать непосредственно к квартирному водоснабжению, а электрический элемент внутри, позволяет нагнетать и поддерживать достаточную температуру в диапазоне от 50 до 90% по Цельсию. А правильно подобранная мощность позволяет питать аппарат от обычной розетки. То есть, достаточно для мытья посуды, в момент когда работает душ, и проводку для этих благ менять не нужно.

    Выбор водонагревателя, следует начать с подходящего места в квартире. Дело в том, что вешать бойлер для нагрева воды, можно только на несущую стену, учитывая его вес 15-20 кг., плюс объём воды, и того получим больше 100 килограмм. Поэтому, в целях безопасности, устройство должно быть надёжно закреплено, что бы избежать несчастного случая.

    Обратите внимание на форму, если есть возможность установить электроприбор в какую нибудь нишу, лучше всего подойдет квадратный или плоский.

    Определившись с местом, нужно подобрать объём. Это сугубо индивидуальный параметр, и зависит от таких факторов как, количество людей которые будут им пользоваться, количество точек забора нагретой жидкости (умывальник, душ, раковина, и т.д.), или наполнение ванны.

    Например: для принятия душа одному человеку нужно 20-25л., плюс на разные процедуры (помывка посуды, умывание, помыть руки) еще 12-15л. В сумме 35-40 литров. Отсюда вывод, если вы живете один, вам вполне подойдёт ёмкость на 30-50 литров. Так же хорошо подходит для пожилых людей.
    Для семьи из двух человек достаточно 50-80 литров, этого хватит, что бы принять душ по очереди, или набрать ванну.Если в семье есть ребенок, бак нужен от 80 до 120 литров. В случае когда малыш только появился, горячей воды потребуется больше. И желательно поставить предфильтр, который будет очищать воду перед нагревателем.

    Если же ваша семья гораздо больше, отталкивайтесь от 150л., вплоть до 200.
    Второе на что следует обратить внимание — мощность. Популярностью пользуются агрегаты мощностью 1.5-2.5 киловатта, ее вполне достаточно что бы быстро нагреть воду. Например, двух киловаттный ТЭН, нагреет 50 литров воды до состояния кипятка, примерно за полтора, два часа.Соответственно 80 литров нагреется приблизительно за 2.5-3 часа.

    Как правило, в электро водонагревателях, используют 2 ТЭНа, 1.5 и 2 киловатта. Если требуется быстро нагреть воду включают 2 сразу. А для автономного поддержания температуры нагреватель 1.5 кВт.

    Третий критерий выбора, это тип нагреваемого элемента. Как уже упоминалось, он бывает открытого и закрытого типа. Открытый(мокрый) ТЭН, это по сути «кипятильник» который стоит прямо внутри бака. Плюс, это его цена. Минус, он подвержен накипи и быстрее выходит из строя.

    Закрытый ТЭН гораздо дороже, но за счет того что не контактирует напрямую с водой, безопасен, и очень долговечен. К тому же не создаёт шипящего шума при нагреве.

    Ну и еще один параметр, на который стоит обратить внимание при выборе, материала бака. От материала напрямую зависит срок службы ёмкости. Чаще всего для этого используют эмаль. Более долговечные материалы, это нержавеющая и высоколигированная сталь, так же встречаются модели со стеклокерамическим покрытием, биостеклофарфоровым, сталью с напылением из серебра, стеклоэмали, эмали с содержанием серебра и кобальта, и т.д.
    Они отличаются долговечностью, гарантией в 5-7 лет, но в более дорогом сегменте.

    Тип управления

    От типа управления, зависит, насколько точно вы можете устанавливать температуру. В большинстве моделей, не устанавливается точное значение в градусах, а выбирается примерный уровень, с градацией от «холодно» до, «горячо». Электронная система управления, позволяет выставить значение, с точностью до 1-2 градусов. В некоторых моделях, есть возможность программирования температуры, к определённому времени, и само очистка от бактерий.

    Полезная статья? Оцени и добавь к себе в закладки!

    Электрические водонагреватели: классификация оборудования по различным параметрам + лучшие производители

    Кто из нас не сталкивался с перебоями в горячем водоснабжении? Еще хуже обстоят дела в дачной либо деревенской местности, где в кране часто течет лишь холодная вода. Решить проблему помогут электрические водонагреватели, которые представлены в широком ассортименте и в различных ценовых категориях.

    Об основных видах подобных приборов, их конструктивных особенностях и лучших производителях пойдет речь в нашей статье.

    Основные типы электрических водонагревателей

    По принципу работы приборы, использующие для нагрева воды электрический ток, можно поделить на две категории.

    Проточные нагреватели воды

    В подобных агрегатах повышение температуры воды производится путем ее прохождения через нагревательный элемент – ТЭН или спираль. Благодаря этому нагрев осуществляется практически сразу же после включения, а количество горячей жидкости ничем не лимитировано.

    Установить такой тип водогрея можно и своими силами, если руководствоваться инструкцией производителя. Если вы никогда не занимались монтажом водонагревателя, переходите, пожалуйста, по ссылке и смотрите пошаговую инструкцию по установке проточной модели.

    Основной недостаток подобных приборов – высокая норма единовременного потребления электроэнергии. Для обеспечения их работы часто требуется прокладка отдельного силового кабеля, сечение жил которого должно соответствовать нагрузке.

    Минусом подобного электронагревателя воды можно считать также недостаточно высокий КПД.

    Лучшие модели электрических проточных водогреев мы рассмотрели в этой статье.

    Накопительные агрегаты для подогрева воды

    Устройства этого типа, называемые также бойлерами, представляют собой емкости для жидкости с установленным ТЭНом, благодаря которому происходит повышение температуры содержимого резервуара. Такие агрегаты имеют больший коэффициент полезного действия и требуют меньших энергозатрат.

    К числу недостатков накопительных моделей относятся:

    • лимитированное количество нагреваемой воды;
    • относительно большое время, требуемое для того чтобы поднять температуру жидкости;
    • громоздкость прибора.

    Несмотря на перечисленные недостатки в настоящее время для бытовых целей значительно чаще используются бойлеры, нежели проточные агрегаты. В другой нашей статье мы привели критерии выбора электрического накопительного бойлера для нагрева воды.

    Классификация накопительных приборов

    По способу установки емкостных резервуаров можно выделить вертикальные и горизонтальные приборы, которые монтируются на стену соответствующим образом. В последнее время в ассортименте стали также появляться универсальные нагреватели, которые можно размещать как вертикально, так и горизонтально. Накопительные приборы, емкость которых превышает 200 литров, как правило, устанавливаются на полу.

    Читайте также:  Стул для школьника: как выбрать лучшую модель и на какие характеристики обращать внимание

    У нас на сайте есть подробный инструктаж по установке накопительной модели водонагревателя своими руками.

    Кроме того, выделяют еще целый ряд признаков, по которым можно классифицировать накопительные приборы для нагрева жидкости.

    По принципу функционирования

    По способу работы можно выделить изделия открытого и закрытого типа. К первому варианту относятся модели, которые можно применять в водоснабжении со слабым напором или даже для автономного использования без водосети.

    Такие приспособления, незаменимые на дачах или в частных домах где нет подключения к центральной линии водоснабжения. Обслуживать они могут только одну точку водозабора, например, кран на кухне.

    Более сложный вариант – изделия закрытого типа, которые монтируются в общей системе с выделенной линией холодного водоснабжения. После подсоединения они нагревают жидкость до нужной температуры – как правило до 60-85 °С.

    По объему рабочего резервуара

    Различные виды электрических бойлеров, предназначенных для нагрева воды, различаются по емкости, которая варьируется от 10 до 500 литров.

    Условно, все модели можно поделить на три категории:

    • объемом до 30 литров;
    • емкостью 30-100 литров;
    • с баком, превышающим 100 литров.

    Приборы с мини-резервуарами, для заполнения которых не требуется давление в водосети, обычно ставятся для обеспечения водой одной точки, например, умывальника. Как правило, подобные модели оснащены медными ТЭНами. Сборка подобных конструкций не составляет труда и может быть выполнена владельцем с точным соблюдением приложенной инструкции.

    Средние по объему водогреи могут обслуживать одну либо несколько точек, находящихся поблизости друг от друга. Бойлеры этого типа могут иметь более сложную конструкцию с дополнительными функциями. При их сборке лучше задействовать специалистов.

    Агрегаты максимального объема могут вмещать до 400-500 литров воды. Подобные приспособления, которые, как правило, используются в общественных зданиях или на производстве, снабжают горячей водой сразу несколько отдаленных друг от друга точек. Они также могут подключаться к котлам и централизованному отоплению. Монтаж подобных устройств должен осуществляться профессионалами.

    По конструктивным особенностям

    Различные виды электрических накопительных нагревателей воды, могут также отличаться по внутреннему устройству, а именно:

    • по расположению и мощности ТЭНа;
    • по способу регулировки температуры нагрева;
    • по предусмотренным возможностями.

    Нагревательный элемент может быть обычным или «сухим», то есть расположенным в изолированном пространстве. Последний вариант обеспечивает более продолжительный срок службы, однако подобные модели стоят несколько дороже.

    Следует обращать внимание и на мощность ТЭНов, которая варьируется от 1,2 до 3 и более киловатт.

    Установка необходимой температуры может производиться непосредственно на термореле агрегата, что менее удобно, так как требует разборки электронагревателя. В современных моделях обычно осуществляется более удобное устройство регулировки температуры – на выносной панели.

    Во многих современных агрегатах могут быть предусмотрены дополнительные функции, как, например, возможность самодиагностики прибора, отслеживание уровня заполнения бака, повышенная степень защиты от перегрева.

    По материалу и форме бака

    Наиболее важной частью емкостного устройства является внутренний бак, поскольку именно ему приходится переносить перепады температуры, давления, воздействие химических веществ и примесей, содержащихся в воде. При выборе водогрея следует обратить особое внимание на этот элемент конструкции.

    Резервуары, как правило, выполняются из нержавеющей стали, которая часто покрывается дополнительным слоем защитного материала. В наиболее дешевых моделях для этого используется стеклофарфор. Он хорошо противостоит коррозии, однако достаточно хрупок при воздействии высоких температур.

    С течением времени на поверхности могут появляться постоянно углубляющиеся трещины, что приводит к выходу бака из строя.

    Более надежным вариантом служат эмалевые покрытия. Они отличаются эластичностью и менее подвержены растрескиванию, благодаря чему резервуары с такой поверхностью имеют больший срок эксплуатации.

    Особо следует выделить титановую эмаль, обладающую высокой коррозийной стойкостью, небольшой массой и хорошей пластичностью. Кроме того, титан образует очень гладкую поверхность емкости, что увеличивает гигиеничность прибора, поскольку микропоры часто служат прибежищем для микроорганизмов.

    Вместимость и форма баков во многом также определяет конфигурацию нагревателя. Стандартный накопительный прибор имеет вид продолговатого цилиндра диаметром около 45 сантиметров. Встречаются также модели меньшего диаметра, так называемые «слимы», которые можно установить в укромном уголке или в недоступном месте.

    Советы по выбору оборудования

    Проточные нагреватели целесообразно устанавливать для нужд больших семейств, где требуется большое количество горячей воды. При этом следует обратить внимание на тип проводов и состояние проводки, которая должна выдерживать большие нагрузки.

    Специалисты рекомендуют ставить такие приборы в домах, оборудованных электрическими плитами, в противном случае понадобится прокладка дополнительного кабеля.

    Агрегаты проточного типа часто укомплектовываются согласно предполагаемому применению: приборы для кухни снабжены сливом, через который вода подаются в мойку, а душевой комплект оснащен шлангом с насадкой. Больше рекомендаций по выбору проточной модели водогрея на душ рекомендуем посмотреть здесь.

    При покупке накопительного электрического водогрея следует правильно рассчитать нужды семьи в горячей воде. Стоит иметь в виду, что для принятия душа требуется 30 литров, а ванны – 150 литров жидкости.

    К этому нужно добавить расход воды для кухонной мойки, в среднем составляющий 20 литров. Таким образом, для семьи из трех человек требуется агрегат емкостью не менее 80 л воды.

    Если же реальные нужды семьи небольшие, вряд ли стоит покупать мощный прибор, потребляющий большое количество электроэнергии. Если же такой агрегат был все же куплен по ошибке, возможно частично компенсировать затраты, теплоизолировав бачок, что поможет сохранять тепло на протяжении некоторого времени.

    Важно также учитывать существующие в электросети лимиты на электрическую мощность. Как правило, для раздельного водопотребления на кухне и в ванной достаточно аппарата мощностью 12 кВт. Для однофазных электросетей предназначены водогреи мощностью 1-4,5 кВт, а для трехфазной – 6 и более киловатт.

    При жесткой воде лучше использовать «сухой» ТЭН, который лучше защищен он выпадения накипи. Уменьшению выпадения осадков способствует использование в системе фильтрованной воды, для чего устанавливается дополнительный фильтр.

    Обзор лучших брендов

    Назовем несколько топовых производителей, водонагреватели которых неизменно получают высокие отзывы пользователей и специалистов.

    Место #1 — итальянская компания Ariston

    Известная итальянская марка, занимающаяся выпуском бытовой техники, изготовляет также водонагреватели различных ценовых категорий. Хотя в каталогах представлены различные варианты этих устройств, большую часть ассортимента занимают электрические накопительные агрегаты.

    Модели от Аристон считаются одним из лучших вариантов по соотношению технических характеристик, качества и цены. Они отличаются удобным управлением, изящным дизайном, высокой степенью защиты. К минусам можно отнести отсутствие аппаратов с «сухими» нагревательными элементами.

    Место #2 — шведский бренд Timberk

    Шведский бренд занимается выпуском исключительно климатической, тепловой техники и водонагревательных приборов. В ассортименте представлены модели проточных и накопительных приборов, имеющих различный объем, мощность и комплектацию.

    Среди плюсов можно назвать хорошо продуманную систему безопасности, простоту установки, неплохую теплоизоляцию и быстрый нагрев. К минусам относят не слишком продолжительную стандартную гарантию от производителя, равную одному году.

    Место #3 — шведская компания Electrolux

    Известный шведский бренд занимается выпуском бытовой техники, в том числе и водонагревателей. Компания не останавливается на достигнутом, внедряя новые технологии и совершенствуя выпускаемые изделия. В ассортименте огромный выбор газовых и электрических моделей, рассчитанных на разные сегменты рынка.

    Вся продукция отличается фирменным дизайном, технической оснащенностью, простым и удобным управлением, которое может быть как механическим, так и электронным. Среди недостатков можно отметить лишь повышенную стоимость моделей.

    Место #4 — итальянский бренд Thermex

    Итальянская торговая марка, специализирующаяся на агрегатов разного типа и назначения: проточных, комбинированных, накопительных. Приоритет отдается бюджетным приборам компактных размеров, легким в установке и эксплуатации.

    В каталогах представлено большое число аппаратов «слим» и приборов с плоским баком, что позволяет устанавливать их в труднодоступные места. Несмотря на доступную цену и простой дизайн, электронагреватели обладают достаточно широким функционалом и повышенной степенью безопасности.

    Место #5 — южнокорейская компания Hyundai

    Одно из подразделений известного южнокорейского концерна занимается выпуском климатической техники, а также производством приспособлений для нагрева воды. В ассортименте, преимущественно, представлены накопительные электрические модели.

    Для бойлеров этой фирмы характерен лаконичный, но вместе с тем запоминающийся дизайн, благодаря чему они легко вписываются в современные кухни и ванные комнаты.

    Все устройства отличаются продуманной системой управления, безопасностью и эффективностью. На некоторых моделях имеется режим ECO, позволяющий минимизировать затраты электроэнергии.

    Вы все еще сомневаетесь какой водогрей лучше – накопительный или проточный? В таком случае рекомендуем посмотреть сравнительный обзор этих двух видов водонагревателей.

    Выводы и полезное видео по теме

    На представленном видео подробно излагаются конструктивные особенности различных видов проточных нагревателей:

    Следующий ролик рассказывает об основных критериях агрегатов накопительного типа.

    Советы специалиста по выбору электронагревателей можно услышать на приведенном ниже видеоролике:

    Как мы видим, существует множество вариантов электрических нагревателей. Чтобы сделать нужный выбор, важно четко сформулировать требования к модели с учетом принципа работы, емкости, объема и других параметров.

    Помимо технических характеристик важно обратить внимание на такие факторы как надежность бренда, длительность гарантийного срока от производителя, наличие сервисных центров.

    Какой тип водонагревателя установлен у вас? Довольны ли вы его качеством, скоростью нагрева воды и потреблением электроэнергии? Пишите свои комментарии под этой статьей.

    А может вы только подбираете водогрей и никак не можете определиться какой вам нужен – проточный или накопительный? Спрашивайте совет у других посетителей сайта и наших экспертов в блоке комментариев.

    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:

    • аккумулировать горячую воду нужного объема с использованием меньшей, чем задано проектом, мощностью;
    • минимизировать потери аккумуляции за счет эффективной теплоизоляции;
    • при наличии встроенных в бак комбинированных нагревателей использовать «бросовое» тепло.

    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.

    Читайте также:  Спальня в стиле «Модерн»

    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.

    Принцип действия накопительного электрического водонагревателя

    Принцип действия накопительного электрического водонагревателя

    Накопительные нагреватели воды (или же бойлеры) пользуются огромной популярностью у населения. Чаще всего их применяют для квартир и частных домов. Их прямым назначением является быстрое нагревание прохладной воды.

    Исходя из этого, использование бойлера будет иметь место там, где в доме или квартире часто нет горячей воды. Более того, каждый из нагревателей накопительного вида на 80 литров плоские, вертикальные или других типов, вы сможете подключить до теплого пола, отопления и системам аналогичного типа. Благодаря данной статье вы увидите принцип действия накопительного водонагревателя, но обо всем по порядку.

    Общие сведения

    Основные разновидности водонагревателей

    1. Проточная. Вода будет нагреваться при прохождении через трубку с тепловым нагревательным элементов. Такой вид требуется в том случае, когда горячая вода нужна не так часто и в малом объеме. В противном случае, он станет потреблять огромное количество электричества.
    2. Накопительные. По собственному строению, нагреватели чем-то похожи на термос. Это означает, что вода будет оставаться горячей на длительный временной промежуток после ее прогревания. Это будет говорить о малой энергетической затратности бойлера.
    3. Комбинированные. Элемент нагревательного типа такого бойлера работает и в высоких, и в низким мощностях. За счет того, что устройство может работать и как накопительный, и проточный вариант, человек способен пользоваться горячей водой, даже если аппарат будет пустой. У такого вида есть и другое отличие – огромная вместительность (до 200 литров воды).

    Самой популярной моделью устройства являются водные нагреватели накопительного типа на 80 литров. Они отличаются по различным параметрам:

    • Мощности.
    • Форме и пр.

    Большая часть устройств способы реагировать на понижение водной температуры, и в автоматическом режиме, а также включают нагревательный элемент. По виду можно отличать два типа бойлеров – бочкообразные и плоские. Что касательно последних, то они могут долго сохранять воду в горячем виде, так как имеют сферическую форму. Но они весьма громоздкие для городских квартир. плоское устройства в этом плане куда выгоднее, потому что не очень больше и их можно легко и просто установить в любом месте дома. Такие приборы на 80 литров вы сможете установить вертикально или даже горизонтально. Это будет зависеть от наличия свободного пространства. В основном, бойлеры устанавливают в вертикальном виде.

    Строение вертикального плоского водонагревателя на 80 литров

    Если вам действительно интересно, что представляет собой электрический накопительный прибор на 80 литров плоского типа, то информацию о нем вы сможете найти дальше. Каждый из аппаратов сделан из металлической емкости, которую устанавливают на стену посредством специальных креплений, или монтируют на пол. Корпус устройства выполнен из высокопрочной стали, которая покрыта эмалью особого типа. Это требуется для того, чтобы корпус прибора мог оставаться всегда в холодном виде. А об его поверхность невозможно обжечься. Более того, применение стали в роли основного материала на создание корпуса – гарантия аппаратной долговечности. Под корпусом нагревателя расположена тепловая изоляция. В основном, в плоском горизонтальном накопительном нагревателе на 80 литров для таких целей применяется пенополиуретан. Под его слоями расположен бак из титана. В нем и будет происходить нагревание воды. В сам бак вода попадает из основной системы водоснабжения по шлангу, который идет в комплекте с нагревателем.

    Нагревание воды в накопительном водонагревателе, принцип работы которого очень хорош, производится посредством нагревательного элемента, который имеет змеевидную форму. В определенных видах устройств есть не один нагревательный элемент (ТЭН), а сразу два. По большей части, такую особенность можно встретить в нагревателях с огромным объемом. Возле нагревателя расположен магнитный анод, который предохраняет сам нагреватель от разных видов повреждения механического типа. Более того, он будет предотвращать образование накипи. Есть и еще одной главный элемент у устройства – термостат. Такой элемент могут регулировать температуру нагревания воды, и не допускает перегревания, а еще способен поддерживать заданный температурный режим, а еще может выполнять и остальные функции, которые связаны с преобразованием холодной воды в кипяток.

    Принцип действия

    Каждый вертикальный или горизонтальный прибор для нагревания накопительного типа на 80 литров функционируют по-своему.

    Из системы домашнего снабжения водой по особой трубе вода начинает поступать в титановый бак.

    1. Система может автоматически выключаться, и начинает подниматься температура змеевика, а после начинает нагреваться и сама вода.
    2. После того, как вода достигает требуемой температуры, термостат отключает прибор для нагревания. Такая процедура дает возможность экономить электричество и избежать перегревания всей системы.
    3. Горячая вода, по особой выводной трубе поступает в ваше распоряжение, то есть в душ, кран или систему отопления.
    4. Различные модели бойлеров для нагревания воды способы иметь отличия. Такие параметры, как длительность нагревания воды до высокой температуры, скорость набора в бак воды. Но все-таки, главный принцип действия останется таким же.

    Теперь поговорим о достоинствах и недостатках.

    Плюсы и минусы

    Выше мы уже рассказывали о том, как работает водонагреватель электрического накопительного типа. Большинство могут сказать, что цена на такое устройство крайне высока. Но стоимость компенсируется самым важным достоинством – экономией средств. Это происходит, если при применении бойлера вы просто не платите за горячую воду по тарифу. Кроме того, это крайне актуально для тех людей, у кого в квартире или доме установлены счетчики. В таком случае производится лишь расход электрической энергии и холодной воды. Что касательно последней, то в минимальном количестве. Различные модели приборов для нагревания воды могут охарактеризоваться различными особенностями.

    Плоские горизонтальные устройства на 80 литров обладают такими преимуществами:

    • Компактность размеров. Плоский бойлер будет занимать у вас мало места, в отличие от круглого. Его можно запросто устанавливать на полу, на стенах в кухне или в другом месте. Плоские модели нагревателя является прекрасным решением для помещения с малой площадью.
    • Поддержание температуры воды. Помимо всех плюсов, у нагревателя (плоского или круглого) есть функция «термос». Это значит, что вода будет остывать очень медленно. Отсюда следует, что вам не требуется каждый раз нагревать воду, когда требуется вымыть посуду или принять душу.
    • На каждый прибор для нагревания воды завод дает гарантийный срок на 2 года. Исходя из этого, при появлении поломки, вы можете совершенно бесплатно обратиться в сервисный центр, чтобы прибор починили.

    Мы уже рассмотрели принцип действия накопительного электрического водонагревателя, а его минусы нет. Тут многое зависит от модели. Например, если нагреватель проточный, то об экономии электричества можно забыть, так как вода будет нагреваться по ходу движения. Это означает, что энергия для нагревания будет использоваться все то время, пока будет течь вода. бойлеры накопительного типа в этом случае куда выгоднее, к примеру, прогретую воду вы сможете использовать достаточно долго без отключения при этом элемента нагревания (ТЭНа). Большинство разработчиков специально производят снижение энергетической эффективности плоских нагревателей для того, чтобы уменьшить их общие размеры. Исходя из этого, не требуется покупать крайне малую модель, вероятнее всего, она будет являться неэффективной.

    На что важно обратить внимание при подборе бойлера

    Каждый прибор имеет определенные плюсы и минусы. Но есть некоторые момента, на которые вам важно обращать внимание при выборе различных вариантов нагревателей воды:

    • Механическое управление устройства всегда будет надежнее, чем электрический, потому что электрика способна привести к поломке всего устройства при случайных скачках напряжения.
    • Покрытие в виде эмали является самым эффективным, потому что помогает предотвращать образование коррозии в сварочном месте. Есть еще один большой плюс эмали – низкая проводимость электричества. В результате этого, бак с покрытием из эмали не будет подвергаться шовной коррозии.
    • Объем прибора лучше всего определять заранее, примерно рассчитывая, сколько воды вы планируете использовать за единицу времени. Самые маленькие баки не удовлетворят ваших потребностей, если семья большая. Но в то же время, бак на 80 литров на одного человека будет расходовать много электрической энергии.
    • Нагревательный элемент, который не будет напрямую контактировать с водой, послужит куда дольше по времени. Это связано с тем, что на нем не будет образовываться накипь. Есть еще одно преимущество сухого ТЭНа – не сливать из бака воду.
    • Для каждого нагревательного прибора нужно постоянно технические обслуживание вне зависимости от частоты использования. Чем чаще вы будете проверять устройство на наличия поломок и производить замену частей, которые перестали работать, тем дольше аппарат прослужит.
    • Если вы покупаете б/у бойлер, то вам не будет выдан гарантийный талон и вас есть большие риски приобрести оборудование низкого качества.
    • Устанавливать бойлер должны только профессионалы. Если вы желаете устанавливать вертикальный, плоской или другой тип устройства на 80 литров, то это способно привести к поломке, а что касательно гарантии, то она перестанет действовать.

    Следует отметить тот факт, что устройство плоского или бочкообразного бойлера одного и того же объема не будут иметь отличий между собой. По этой причине, выбирая его форму требуется ориентироваться на наличие у вас свободного пространства в доме. Накопительные аппараты на 80 литров (плоские) являются самым подходящим вариантом для квартиры или маленького дома.

    Популярные модели и параметры

    Принцип действия водонагревателя накопительного типа прост. Аппарат нагревания на 80 литров будет самым оптимальным вариантом для семьи, которая состоит из 2-3 человек. Параметры бойлеров, их цена может отличаться. Это будет зависеть от изготовителя. Помимо разных моделей, есть много недорогих и надежных приборов на 80 литров. В этом случае, выбор будет зависеть от собственных предпочтений в плане того, или другого производителя и несколько факторов. Если вы не можете самостоятельно выбирать модель, то стоит обратиться за консультацией к специалисту.

    Как ухаживать за бойлером

    Если поставлен бойлер, то требуется узнать о том, как правильно ухаживать за ним. Для увеличения срока эксплуатации нагревателя воды требуется постоянно заниматься проведением техническим осмотром и производить замену деталей. Крайне часто встречается такая проблема – появляется накипи на ТЭНе. Этого можно избежать, если поставить особые фильтры на входной трубе, или постоянно менять элементы нагревательного типа. Более того, проблемы с баком случаются, если на нем есть много швов, которые и станет проблемными участками из-за образования на них коррозии. Это будет актуально для вертикальных плоских моделей на 80 литров.

    Ссылка на основную публикацию