Dôveruj, ale preveruj: porovnávací test nepriamych ohrievačov vody

„Ak si na klietke slona prečítate slovo „byvol“, neverte vlastným očiam,“ povedal Kozma Prutkov. Veríme však, že. Moderná reklama je taká dômyselná, že nás niekedy zlyhajú aj naše vlastné oči. Na výrobku, najmä technicky zložitom, je veľa vecí, ktoré jednoducho nevidíte. Musíme veriť tomu, čo je napísané. Dnes sa pokúsime otvoriť oči nepriamym ohrievačom vody. Bez ohľadu na snahu skrášľovať a propagovať naše výrobky sa budeme snažiť byť čo najobjektívnejší a vyvodzovať závery na základe faktov.

Na základe správ z časopisov:

EVAN news #3 19

Objektívny základ

Na dosiahnutie tohto cieľa – objektívneho hodnotenia – spoločnosť EVAN v druhom štvrťroku 2023 testovala nepriame ohrievače vody hlavných výrobcov, ktoré sú na Slovenskom trhu najviac dostupné. Ako základ pre skúšky sa použila norma EN 12897:2006 ohrievače vody s nepriamym ohrevom s uzavretým okruhom .

Na testovanie bolo odobratých 6 vzoriek ohrievačov vody s najobľúbenejším objemom 200 litrov. Medzi nimi sú zariadenia vyrobené spoločnosťou NIBE – Mega W-E-220.81 a VLM 220 KS, ako aj nepriame ohrievače vody od najznámejších výrobcov na Slovenskom trhu. Nepriamy valec môže byť navrhnutý v niekoľkých variantoch. Prvým, najrozšírenejším, je zariadenie s teplovýmenným prvkom v podobe špirály.

V tomto prípade je zásobník TÚV – ktorý je naplnený horúcou vodou – vybavený cievkou, cez ktorú prúdi horúce médium. Energia vykurovacieho média sa prenáša cez steny špirály do zásobníka a ohrieva vodu. Päť z testovaných ohrievačov vody vrátane jednotiek NIBE bolo navrhnutých podľa tohto princípu.

V posledných rokoch v Rusku získavajú na popularite nepriame tanky vyrobené technológiou „tank v tanku“. V tomto prípade je zásobník TÚV umiestnený v nádrži naplnenej tepelnou tekutinou. Voda vo vnútornej nádrži sa ohrieva energiou prenášanou cez steny nádrže z vykurovacieho média. Testoval sa aj tento model ohrievača vody exponát A .

Personál, normy a meracie prístroje

Personál: Timo Nordblum, licencovaný skúšobný inžinier z VTT

Normy: Ako základ pre skúšky sa použila norma EN 12897:2006 zásobník teplej vody pre uzavreté zásobníkové ohrievače vody

Zber údajov a ovládanie elektromagnetického ventilu: Datataker-85, s: č. 095033

Meranie teploty: termočlánky typu K, + -1 °C

Meranie prietoku vody v domácnosti : Krohne Optiflux 1000 snímač prietoku DN15, Krohne IFC 050 prevodník signálu, ± ; 0,4 %

Prietok náplne: ZENNER DE-13-MI001-PTB001

Tank nie je tank

Skôr ako sa dostaneme k nameraným hodnotám, pozrime sa najprv na špecifikácie uvádzané výrobcom. Čo hľadá kupujúci pri kúrení ako prvé?? Samozrejme, na objem nádrže. Objem rozhoduje o tom, koľko teplej vody je k dispozícii bez dodatočného doplňovania. Zdá sa, že objem nádrže je hodnota, ktorú nemožno skryť. Okrem toho všetci výrobcovia uvádzajú túto hodnotu v názve modelu.

Pozrime sa na naše testovacie subjekty. Všetky modely sú v skutočnosti označené číslami blízkymi hodnote objemu nádrže. Pozrite sa však na model A. Veľkosť vonkajšej nádrže tento model je konštrukcia „nádrž v nádrži“ je uvedená v čísle modelu, zatiaľ čo nádrž na TÚV je výrazne menšia – spolu 126 litrov.

V záujme spravodlivosti treba poznamenať, že v modeloch so špirálami bude množstvo ohriatej vody o niečo menšie ako objem zásobníka, pretože časť priestoru v zásobníku zaberá špirála. To však nie je podstatný rozdiel. Napríklad ohrievač vody VLM KS má objem špirály len 2,2 litra, čo znamená, že 200-litrová nádrž pojme 197,8 litra úžitkovej vody.

Okrem objemu je rovnako dôležitý aj materiál nádrže. Od toho závisí, ako dlho vydrží a aké prevádzkové podmienky znesie. Zo skúmaných vzoriek sú 4 zo smaltovanej ocele a dve z nehrdzavejúcej ocele. Porovnávanie smaltov je ťažké, a pretože sme sľúbili, že nebudeme podrobne hovoriť o tom, že závod, v ktorom sa MEGA vyrába, má jednu z najlepších smaltovacích liniek v Európe. Pokiaľ ide o vzorky z nehrdzavejúcej ocele, poznáme značky. Model A má nádrž AISI316L, model VLM KS je AISI 444. Obe tieto triedy sú vhodné na použitie pri výrobe ohrievača vody.

Tu je však niekoľko výňatkov z údajov, ktoré boli zostavené na základe správy výrobcu AcelorMittal. „Oceľ AISI 444 je vysoko odolná voči všetkým typom korózie vďaka svojej zliatine Cr Cr , molybdénu Mo a dvojitej stabilizácii nióbom Nb a titánom Ti . Ich obsah sa odráža vo veľmi dobrej odolnosti proti jamkovaniu, ktorá je vyššia ako u austenitických ocelí AISI304L, AISI316L a AISI316Ti. Jeho hodnota PREN číselný ekvivalent odolnosti proti jamkovej korózii je 24/25, čo znamená veľmi dobrú odolnosť proti korózii, ktorá prevyšuje austenitické triedy 304L, 316L a316Ti“

NIBE VLM KS je teda lídrom v oblasti kvality materiálu nádrží. Mimochodom, v prípade vzoru A je z nehrdzavejúcej ocele vyrobený len vnútorný zásobník TÚV, vonkajší zásobník je vyrobený z konštrukčnej ocele. Ďalšou vlastnosťou nádrže je tlak, ktorému dokáže odolať. Všetky testované indirektory majú prívodný tlak 6 barov, takže prevádzkový tlak v nádobe nemôže byť nižší ako táto hodnota. Voda sa však pri ohrievaní rozpína a tlak v nádrži sa môže zvýšiť. Preto nie je zlé mať určitú rezervu. Túto rezervu poskytuje vzor A tlak v nádrži 8,6 bar , vzor B 10 bar a NIBE VLM KS 10 bar .

Výrobcovia tiež povinne regulujú maximálnu teplotu vody v nádrži. A hoci v bežných domácnostiach najčastejšie používame 40-stupňovú vodu, čím viac môžete vodu ohrievať, tým viac získate 40-stupňovej vody pri rovnakom objeme zásobníka. Tým sa rozširuje aj rozsah použitia ohrievača – okrem bežného použitia v domácnosti ho možno použiť aj na akýkoľvek proces, ktorý vyžaduje vodu s vysokou teplotou. Lídrom v tomto smere je VLM KS, ktorý dokáže v nádrži ohrievať až do 100 °C. Najbližšie k tejto hodnote 95 °C je vzorka B.

---

TipVýber ohrievača sa začína posúdením nádrže. Objem, materiál, prevádzkový tlak, maximálna prípustná teplota nádrže – to sú príslušné špecifikácie. Ohrievač typu zásobník v zásobníku má niekoľko rôznych objemov: celkový objem, objem primárneho okruhu a objem zásobníka TÚV. Dôležitá je veľkosť vnútorného zásobníka na prípravu teplej vody.

---

Cievka a ďalšie

Druhým najdôležitejším prvkom nepriameho ohrievača je výmenník tepla. Ako sme už povedali, ide buď o cievku, alebo o primárny kon- duktor – nádrž. Charakteristikou výmenníka tepla, ktorú uvádzajú všetci výrobcovia, je jeho plocha. V skutočnosti je to jedna z mála hodnôt, ktoré sa dajú presne merať, zaznamenávať a dôsledne uplatňovať. Ostatné hodnoty výkon, výstup atď. .p. sú ovplyvnené veľkým počtom faktorov, a preto sa ťažko porovnávajú, ale k tomu sa dostaneme neskôr.

Prečo práve táto oblasť?? Pretože čím väčšia je plocha prestupu tepla, tým vyšší je výkon, pričom ostatné podmienky sú rovnaké. To je jedna z výhod konštrukcie „nádrže v nádrži“. Pretože cievka je taká malá a nádrž taká veľká. Aj s malou špirálou sa dá dosiahnuť veľká plocha prenosu tepla. Príkladom tohto riešenia je rebrovaná špirála ohrievača vody VLM KS, ktorá má plochu 1,9 m2. To je ešte viac ako pri modeli A „nádrž v nádrži“ a trikrát viac ako pri modeli B, ktorý má najmenšiu plochu cievky 0,6 m2.

My sme však za objektivitu. Konečné rozhodnutie o funkčnosti jednotlivých výmenníkov tepla sa prijme na základe výsledkov skúšok. Materiál výmenníka tepla je k dispozícii v dvoch verziách, počnúc tou najlepšou:

– Meď model VLM KS – má najvyššiu tepelnú vodivosť, a preto je na prvom mieste;

– konštrukčná oceľ vzorky A, B, D, H, NIBE MEGA – druhá najlepšia.

Rovnako ako nádrž je aj výmenník nakonfigurovaný na prevádzkový tlak a maximálnu možnú teplotu. Preto je väčšina ohrievačov navrhnutá na tlak 3 bar, čo je minimálna prípustná hodnota tlaku vo výmenníku. Zodpovedá vzorke A.Existuje však mnoho kotlov, ktorých bežný prevádzkový tlak je oveľa vyšší. Napríklad elektrický vykurovací kotol FIL SPL pracuje pri tlaku 10 barov. Čím vyššia je tlaková trieda cievky, tým väčší je rozsah možných aplikácií. Spotrebiče NIBE majú najvyšší prevádzkový tlak 16 barov

Pokiaľ ide o maximálnu možnú teplotu v cievke/ primárnom okruhu, tá najprv určuje teplotu, o ktorú sa môže ohriať voda v zásobníku. Je zrejmé, že ak je hodnota teploty teplonosného média obmedzená napr. na 90 stupňov, voda v zásobníku sa nemôže ohriať nad túto hodnotu bez ďalšieho zdroja, napr. vykurovacieho telesa.

Obidve testované vzorky, D a H, sú týmto parametrom obmedzené na 80 °C. To napríklad znamená, že pri práci v kombinácii s kotlami EVAN – z ktorých väčšina má teplotný rozsah až do 85 °C – sa musí vždy obmedziť teplota vykurovacieho média alebo sa musí systém skomplikovať inštaláciou prípojky studenej vody pred špirálou. V opačnom prípade nebudú dodržané prevádzkové podmienky ohrievača vody stanovené výrobcom

Zatiaľ čo 85 °C je bežná hraničná teplota pre domáce spotrebiče, v priemyselnom sektore sa často vyskytujú oveľa vyššie teploty. Napríklad kotol FIL môže ohrievať až na 100 °C a so špeciálnym termostatom až na 110 °C! Iba tri preskúmané modely: typ B, MEGA a VLM KS.

Ďalšou požiadavkou stanovenou výrobcom je menovitá prietoková rýchlosť cievky/ primárneho okruhu. Nominálna hodnota je vlastne odporúčaná rýchlosť, pri ktorej sa merajú otáčky spotrebiča. Ako sme už viackrát písali, výkon, výkonnosť, čas ohrevu – všetky tieto veličiny sú pri prevádzke nepriameho ohrievača veľmi premenlivé a závisia od mnohých parametrov, pričom jedným z nich je prietok.

Na jednej strane platí, že čím vyššia je teplota, tým lepší je výkon nepriamej cievky. Na druhej strane, ak je prietok príliš vysoký, spôsobí to dodatočné náklady: väčší kotol, väčšie čerpadlo, väčší prierez potrubia atď.d. Čím vyššie sú požiadavky výrobcu na požadovaný prietok chladiacej kvapaliny, tým vyššie sú aj nároky na tepelnú izoláciu celej nabíjacej linky.

Čím vyšší prietok je potrebný, tým väčší vplyv na výsledky prevádzky ohrievača budú mať straty medzi zdrojom a nádržou. Napríklad v prípade modelu A, ktorý má najvyššiu menovitú rýchlosť 75 l/min , strata len 1 stupňa teploty vykurovacieho média v potrubí spôsobí stratu 5 kWh energie pri nabíjacom cykle trvajúcom len 10 minút je tepelná strata približne 870 W/h . Pozornosť by sa mala venovať aj platným predpisom. Napríklad podľa normy SNiP 41-01-2003 „VYKUROVANIE, VETRANIE A KLIMATIZÁCIA“ nesmie povolená rýchlosť vody v potrubí prekročiť 1,5 m/s.

---

Tip:Prietok vo výmenníku tepla je vlastnosť, ktorá má priamy vplyv na výsledky. Každý výrobca určuje menovité otáčky, t. j. optimálne otáčky pre svoje ohrievače vody. Pred kúpou spotrebiča si overte požiadavky na prietok a jeho cenu. V opačnom prípade by sa vaše očakávania nemuseli naplniť.

---

Potvrdiť s podnikom

Všetky skúšky ohrievača sa vykonali pri nominálnom prietoku odporúčanom výrobcom. Na jednej strane takýto prístup staval vzorky do nerovnakých podmienok a na druhej strane bolo testovanie s rôznymi parametrami v rozpore s prevádzkovými podmienkami odporúčanými výrobcami.

Pre spotrebiteľa je pri ohrievači vody najdôležitejšie, koľko teplej vody dodáva a ako rýchlo sa ohrieva. Zvyčajne je rozhodujúcim kritériom pre túto otázku výkon zásobníka – teplá voda alebo zásobník teplej vody. V prípade „nepriamych“ ohrievačov je to najistejší parameter.

V predchádzajúcom čísle nášho časopisu sme uviedli grafy znázorňujúce vývoj výkonu nepriameho ohrievača. Výkon nepriameho ohrievača výrazne závisí od rozdielu teplôt vody a teplonosnej látky, t. j. na začiatku ohrevu, keď je voda v zásobníku studená, spotrebič vykazuje nárast výkonu. S postupujúcim ohrevom sa výkon znižuje. Druhým parametrom, ktorý má zásadný vplyv na výkon nepriameho ohrievača, je prietok teplonosnej látky: so zvyšujúcim sa prietokom sa zvyčajne zvyšuje aj výkon

Napriek tomu sa v rámci vykonaných testov merala sila predložených vzoriek. Testovacie podmienky: voda ohriata od 15 do 60 °C s chladiacou kvapalinou s teplotou 80 °C pri menovitom výrobcom udávanom prietoku. Výkon náplne meraný bez prietoku WHS a s prietokom12 l/min obr. 1 .

Pri oboch meraniach dosiahla najlepší výsledok vzorka A – podľa očakávania, pretože rýchlosť prúdenia v jej primárnom okruhu je niekoľkonásobne vyššia ako v prípade ostatných vzoriek. Treba však poznamenať, že kapacita sa neúmerne zvyšuje. Napríklad v porovnaní s ďalším VLM KS je potrebný prietok vzorky A trikrát vyšší, pričom výkon je len o 20 % vyšší s prietokom TÚV a o 50 % vyšší bez prietoku .

Teraz však k jasnejším a praktickejším charakteristikám. Napr. rýchlosť ohrevu. Počas testu sa studená voda s teplotou 10 °C ohrievala na 60 °C pomocou chladiacej kvapaliny s teplotou 80 °C. Najrýchlejšie 17 minút ohrievala vodu vzorka A. Treba však mať na pamäti, že napriek podobnému označovaniu majú všetky vzorky rôzne objemy zásobníkov TÚV; vzorka A je menšia z nich.

Znížme preto získaný čas ohrevu vody v zásobníku na spoločného menovateľa – vypočítajme rýchlosť ohrevu. V tomto prípade sa vzor A umiestnil na druhom mieste, prvé miesto patrí VLM KS s vypočítaným vykurovacím výkonom 8,33 l/s. Najhorší výkon vykázal model B – 200-litrový zásobník, ktorý sa zohrieval 64 minút obr. 2 !

Odpoveď na otázku, koľko teplej vody váš spotrebič vyrobí, určuje niekoľko údajov. Začnime výstupom. Na meranie tejto hodnoty sa voda v nádrži zohriala na 65 stupňov a potom sa napustila v pokoji. Ďalej sa voda pomocou miešačky upravila na teplotu 40 °C a vypúšťala sa rýchlosťou 12 l/min. V prípade, že zásobník ohrievača nie je vybavený zmiešavačom, výkon sa vypočíta podľa vzorca pozri časť Zmiešavač . článok „Feritická oceľ, hrebeňová meď“ v EVAN-news č. 2 18 júl 2023. .

Ohrievač vody MEGA bol lídrom vo výťažnosti a outsiderom, vzorka A.Je pochopiteľné, že prvý má najväčší objem zásobníka TÚV, druhý najmenší. Mimochodom, množstvo 40-stupňovej teplej vody možno zvýšiť ohriatím vody v zásobníku na vyššiu teplotu. Ako však už bolo spomenuté, nie všetky ohrievače znášajú vysoké teploty v nádrži. Preto sa výkon pri ohreve vody v zásobníku na 80° počíta len pre VLM KS, MEGA a vzorku A. Výsledky sú znázornené na obr. 3.

A čo je možno najdôležitejšie, čas výroby 40-stupňovej vody pri konštantnom prietoku a konštantnej náplni. Zjednodušene povedané, udáva, ako rýchlo sa vyčerpá teplá voda v zásobníku, ak sa nepretržite spotrebúva. Chladiaca kvapalina s teplotou 65 °C zohreje vodu z 10 na 65 °C, po čom začne prúdiť voda s teplotou 40 °C rýchlosťou 12 litrov za minútu. Nabíjanie sa obnoví hneď, ako teplota v nádrži klesne pod 55 stupňov.

Tri ohrievače vody dosiahli podobné výsledky: vzorky H, B a D môžu za uvedených podmienok vyrábať 40-stupňovú teplú vodu 15, 16 a 17 minút. Ostatné tri ohrievače vody – vzorka A, NIBE VLM KS a NIBE MEGA – sú schopné vyrábať teplú vodu nepretržite! To znamená, že pri 12 litroch za minútu, čo stačí na prevádzku sprchy a umývadla súčasne, sa majiteľ týchto modelov ohrievačov vody nemusí obávať, že mu dôjde teplá voda a bude musieť čakať na ohrev ďalšej dávky. To sa nestane.

Minimalizáciou strát

Ďalšou vlastnosťou, ktorú nie je možné určiť z technického listu, ale je veľmi dôležitá, je kvalita tepelnej izolácie. Všetky moderné spotrebiče na trhu používajú vysoko účinnú tepelnú izoláciu, pretože chladenie ohriatej vody je plytvanie peniazmi. To sa však dá zistiť až v experimente, ktorý ukáže, kto je úspešnejší pri minimalizácii tepelných strát. Merania sa uskutočnili pri teplote vody v nádrži 65 °C a izbovej teplote 25 °C obr. 4 .

Lídrom – s najnižšími tepelnými stratami – bol ohrievač vody VLM KS. Teraz už vieme, že slovné spojenie „vysokoúčinná polyuretánová tepelná izolácia s uzavretými bunkami“ nie je len marketingový ťah, ale skutočná úspora peňazí. Zistite, či výrobcom uvedené hodnoty tepelných strát zodpovedajú výsledkom kondenzačnej skúšky tab. 6 a 7 . 1 ? Okrem toho sa tepelné straty merali pri vyššej teplote v nádrži 80 °C . Keďže tieto hodnoty znesú len tri vzorky, testy sa vykonali pre ne. Je zrejmé, že čím vyššia je delta medzi teplotou ohrievanej vody

Úspešné doručenie

Slovensko zaberá 1/29 rozlohy sveta. Táto hodnota je veľmi vysoká. Nie je o čom hovoriť – stačí sa pozrieť na mapu, kde je vzdialenosť medzi Kaliningradom a Vladivostokom viac ako 7 tisíc kilometrov. V takomto priestore je úloha dodávať spotrebiteľovi výrobky s vonkajšími aj vnútornými vlastnosťami dôležitejšia ako kedykoľvek predtým. A to je do veľkej miery podmienené kvalitou obalu. Počas kontrolných testov odborníci charakterizovali obal ohrievača vody. Najslabšiu pevnosť obalu, a teda aj najvyššie riziko poškodenia, mala vzorka A.VLM KS má najlepší obal – na jednej strane je dostatočne robustný a na druhej strane sa ľahko vyberá.

Integrálna kvalita

Bez ohľadu na to, ako sa na to pozeráte, nepriamy ohrievač vody je náročný spotrebič na posúdenie. Takmer každá charakteristika je sprevádzaná slovami „ak“, „za predpokladu“, „pri daných parametroch“. Napriek tomu by sme v rámci zhrnutia výskumu chceli dospieť k určitému súhrnnému výsledku. Z tohto dôvodu sme všetky parametre vyplývajúce z testov hodnotili pomocou šesťbodovej stupnice na základe počtu odobratých vzoriek . 1 bod za najhoršiu vzorku, 6 bodov za najlepšiu vzorku a zvyšok podľa umiestnenia medzi najlepšou a najhoršou vzorkou. Výnimku tvorilo niekoľko nečíselných parametrov. V prvom rade je to materiál nádrže.

Predkladá sa v dvoch variantoch a podľa toho boli pridelené body: 2 – nerezová oceľ; 1 – smaltovaná oceľ. Po druhé, materiál cievky; aj tu sú dve možnosti: hrebeňová meď – 2 body, oceľ – 1 bod. A nakoniec možnosť pracovať v prietokovom režime. Keďže tento parameter považujeme za jeden z najdôležitejších, 6 bodov bolo pridelených modelom, ktoré boli schopné fungovať ako prietokový ohrievač, a 1 bod modelom, ktorých výroba teplej vody bola časovo obmedzená.

Samozrejme, niektoré z týchto parametrov sú dôležitejšie ako iné. Všetky charakteristiky testovaných vzoriek sú zhrnuté v tabuľke. Každý si môže vybrať najdôležitejšie ukazovatele pre svoj projekt a vytvoriť si vlastné hodnotenie. Výsledný graf obr. 5 .

V reklame často počúvame frázu: „vyberajte srdcom“, ale my veríme, že vykurovacie teleso by ste mali vyberať hlavou. Teraz máte možnosť.

TABUĽKA 1. VÝSLEDKY SKÚŠOK NEPRIAMYCH OHRIEVAČOV VODY