Какой водонагреватель оптимален?? Проточный или накопительный? Что лучше выбрать
21 января 2020
11 комментариев
Популярные вопросы о выборе водонагревателей:
✔️ Какие минусы проточных водонагревателей?
Проточные водонагреватели очень мощные и при работе потребляют от 7 до 30 кВт электроэнергии — не каждая проводка это выдержит. Например, что бы принять душ потребляя 10 л/мин нужно 15-20 кВт/час.
✔️ Какие минусы накопительных бойлеров?
Габариты — чем больше потребление горячей воды, тем большего объема нужен бойлер. Баки более подвержены коррозии, требуют сервисного обслуживания.
✔️ Сколько нужно электроэнергии для нагрева воды?
Ориентировочное потребление электроэнергии при получении горячей воды — 0,1 кВт на 1 л, с учетом всевозможных потерь. В интернете для более точного расчета есть калькуляторы.
✔️ Где можно ознакомится с размерами и мощностью водонагревателей?
В разделе электрических бойлеров есть удобных фильтр по габаритам и потребляемой мощности.
Немного вступления и переходим к сути
Современные люди стараются сделать свою жизнь как можно комфортнее, поэтому проблема горячей воды в какой-то момент может стать актуальной для каждого. Кому-то везет больше: он сталкивается с этой проблемой, только когда котельные закрываются на профилактические ремонты. Другим о наличии горячей воды нужно заботиться самим на протяжении всего года.
В таких ситуациях выходом может стать приобретение водонагревателя. Но здесь другая проблема: оказывается водонагревателей есть 2 вида – объемные накопительные бойлеры и соблазнительно компактные проточные водонагреватели с моментальным нагревом? Использование какого из них в быту повлечет за собой меньшие денежные траты?
Верный выбор можно сделать только тогда, когда четко понимаешь, что нужно и возможно в конкретных условиях.
Для этого необходимо дать ответы на ряд вопросов:
- Сколько горячей воды семья будет расходовать в среднем за сутки? Пример расчета в этой статье.
- Какой допустимый размер водонагревателя? Где его можно установить и какие максимальные габариты?
- Как обстоят дела с электрической проводкой? Какая возможна предельная мощность?
- На какие цели будет использован этот прибор и нагретая им вода?
- Сколько Вы готовы потратить денег на приобретение необходимого оборудования?
Далее рекомендуют сравнить эти два типа накопительного и проточного водонагревателей.
Их отличия:
- Габариты. Если места для этого прибора в доме или квартире немного, то здесь подойдет только проточный нагреватель. Он более компактный, поэтому его легче где-то пристроить. Кроме того, не нужен объемный прибор тем, у кого горячую воду отключают нечасто. Нецелесообразен 80-ти литровый нагреватель, когда воды не бывает несколько недель в году. Вы можете воспользоваться фильтром по ширине, глубине и высоте в разделе накопительных бойлеров.
- Стоимость и ассортимент. Дешевле, как правило, обходятся проточные нагреватели, однако их ассортимент не такой широкий. Хотя это тоже плюс – выбирать проще.
- Энергопотребление. Этот показатель больше всего волнует тех, кто старается экономить. Мощность потребляемой энергии накопительного прибора – 2-3 кВт, а проточного – от 7 до 30 кВт. Поэтому может показаться, что первый более экономный вариант. Однако все не так просто. Проточный нагреватель нагреет мгновенно тот объем воды, на который накопительный потратит несколько часов. Если же будет постоянно работать бойлер, то придется включить дополнительные траты электроэнергии на подогрев. Поэтому проточные незначительно экономней.
- Способ подключения. Чтобы проточный водонагреватель был безопасен, ему необходим специальный трехфазный провод с заземлением и предохранитель-автомат, не помешает и УЗО. Конечно, это повлечет за собой дополнительные траты. Есть модели с однофазным подключением, но для этого нужна мощная проводка, как правило которая закладывается во время ремонта.
- Условия эксплуатации. Постоянный контакт с горячей водой может привести к появлению ржавчины на стенках резервуара бойлера. От этого он быстро придет в негодность. Нагревательные элементы покроются накипью. Поэтому покупая водонагреватель, нужно смотреть, из какого материала изготовлен прибор. Чемпионами по прочности являются резервуары из качественной нержавеющей стали . Однако их цена достаточно велика. Баки, покрытые титановой или циркониевой эмалью, также отличаются прочностью, но при этом обойдутся дешевле нержавейки. Продлить срок службы оборудования позволяет большой объем магниевого анода, поскольку его присутствие снижает электрохимическую коррозию. Избежать проблем, связанных со скачками давления в сети, поможет наличие терморегулятора, поэтому целесообразно приобрести оснащенную им модель.
Вывод по выбору проточного или накопительного:
- Удобство и комфорт. С проточными нагревателями горячая вода будет всегда, но напор ее будет небольшим. Накопительный нагреватель даст хороший напор, но горячая вода будет ограниченный отрезок времени. К тому же, если кто-то один проведет в душе достаточно много времени, то другим придется ожидать около 5–6 часов, пока бойлер снова нагреет воду, или довольствоваться тепленьким дождиком.
- Экономия. Затраты на электроэнергию, как говорилось выше, почти одинаковы. Потери происходят в проводке при большой нагрузке в случае с проточными нагревателями, а в случае накопительных приборов во время поддержания температуры. Однако эти факторы не очень существенны. А вот воду лучше экономить с проточным водонагревателем. Но прием водных процедур должен длиться недолго, хотя кто знает сколько у вас свободного места=) Больше всего можно сэкономить на таких параметрах: использование водонагревателей часто – редко, долго – недолго.
Плюсов, конечно, больше у проточных моделей: меньшие габариты, стоимость ниже, быстрый нагрев, экономия воды, не нужно воду нагревать заранее. Но технически обеспечить им необходимые условия трудно, поэтому ассортимент накопительных бойлеров существенно шире.
Если все же заинтересовали классические накопительные бойлеры, советуем прочитать статью как его выбрать и ознакомиться с рейтингами производителей. А если планируете подключать самостоятельно, полезно для прочтение о последовательности монтажа, либо воспользуйтесь услугами нашего мастера.
В любом случае свой выбор должен каждый сделать сам. Возможно, кому-то более важны другие факторы.Экономьте время! Вот подборка бойлеров объемами 30, 50, 80 и 100 литров.
Поделиться
Рассказать
Поделится
Поделится
Проточные водонагреватели более экономичны, поскольку не требуют резервуара для хранения горячей воды. Накопительные баки могут со временем терять тепло, что означает, что вам придется тратить больше энергии на нагрев воды. Проточные водонагреватели обеспечивают непрерывную подачу горячей воды, поэтому вам не нужно беспокоиться о потере тепла.
Ответить
Всем, кажется, хорош проточный обогреватель! Включл воду, и она сразу идет теплая или горячая, в зависимости от подачи. Но вот только мощность нужна большая. И как слкедствие, большая (иди очень большая) нагрузка на электрическую сеть. Если вы живете в частном доме, особенно деревянном, то проточным обогревателем пользоваться просто опасно. Проводка старая, заметить не успеете, как начнется пожар. Поэтому накопительный водонагреватель, несмотря на большую стоимость, имеет свои преимущества. Вода нагревается потихоньку, расход энергии в единицу времени умеренный, поэтому безопасно.
Ответить
Я как раз в свой частный дом выбираю водонагреватель. Причём, смотря сразу же западные фирмы. Потому как нашим я лично что-то недоверию. Например, наши производители очень сильно любят на чём нибудь сэкономить. То на мощности, то на объёме.А вообще я при их выборе опираюсь только на: энергопотребление, способ подключения (потому что далеко не каждый можно подключить собственноручно. Иногда, приходится даже звать мастера для этого «лёгкого» дела) и его мощность. На габариты, как пишет автор я не очень часто смотрю, так как дом большой. Полуметром меньше, полуметром больше. Не важно)
Ответить
Как раз выбираю водонагреватель, так как в недавно приобретенном частном доме нет центрального снабжения горячей водой. Поскольку проводка старая, а места достаточно, склоняюсь к покупке накопительного нагревателя. Конечно, такой прибор должен постоянно поддерживать определенную температуру воды, за счет чего тоже идет расход электроэнергии, но, мне кажется, ради хорошего напора можно пренебречь небольшой разницей.
Ответить
У меня была возможность пожить как с проточным водонагревателем, так и с накопительным. Скажу так, мне более привычен накопительный. Конечно, на первый взгляд может показаться что накопительный наматывает значительно больше электроэнергии поскольку постоянно включен в сеть и при остывании воды включается чтобы ее нагреть, но особой разницы в счетах я не заметила. Опять же, как плюс накопительных, то с установкой никаких сложностей не было. Муж делал всё самостоятельно. Из минусов, мы брали на 50 литров, чтобы помыться полноценно, семье из 4-х человек, просто под душем этого будет маловато. Сложно их сравнивать, я думаю это просто дело привычки.
Ответить
Уточнение предыдущего отзыва:
К комментарию Александра
От 20. 03.2020
Ответить
Замечания к комментарию Александра от 20.02.2020
Уважаемый Александр!
В данном случае, чтобы не грелись провода, необходимо выполнять условия подключения и не экономить на сечении питающего кабеля!
Ответить
Отличная статья. Лишний раз убедился в том, что сделал правильный выбор с проточным водонагревателем. Все параметры его меня полностью устраивают.
Ответить
К проточного водонагревателя есть большие достоинства. Стоит он дешево, комактен, в нем практичеси нечему ломаться. Но при работе он потребляет большую электрическую мощность, так что провода греются, а это опасно. При этом бежит струйка теплой воды. так что если вы хотите принимать душ по всем правилам, лучше в ваннйо постаить накопительный водонагреватель.
Ответить
У нас на даче два проточных нагревателя небольшого объема — для кухни и для летнего душа. Они полностью нас устраивают. А вот в квартире установлен накопительный водонагреватель объемом 100 литров, так как и ванную всей семье надо принимать и на кухонные цели вода постоянно нужна. В этом случае проточный был бы не удобен.
Ответить
Я вот полностью согласен, что проточный водонагреватель более экономичный. В семье моего друга трое: он, жена и дочь, так им хватает того объема воды, что выдает проточный прибор. Да, энергии затрачивает чуть больше, но на короткое время. И когда они его устанавливали, то хватило и небольшой ниже в чулане. В общем, если сравнивать оба агрегата, то проточному больше предпочтения.
Ответить
Новый комментарий
Войти с помощью
Отправить
Как выбрать водонагреватель? Что лучше проточный или накопительный
Думаете, какой электрический водонагреватель купить и что лучше — проточный или накопительный? Они оба хороши и каждый по-своему, в статье поможем определиться, какой прибор подойдет именно вам.
Зачем нужен водонагреватель
Водонагреватель незаменим в домах, которые не снабжаются горячей водой — в отдельных районах, деревне или на даче. Также это незаменимый помощник в период ежегодного отключения горячей воды для проведение профилактических работ. В таких условиях водонагреватель не роскошь, а необходимость — нагрев воды на бытовой плите или с помощью кипятильника требует большого количества энергии. Этот процесс доставляет неудобства, а перенос тяжелых кастрюль и тазов с кипятком небезопасен, особенно если в доме дети. Водонагреватель лишен этих недостатков. Он круглосуточно снабжает горячей водой без длительного ожидания. Прибор экономит газ и электроэнергию, что заметно по счетам за коммунальные услуги.
Также горячая вода может подаваться нерегулярно из-за ремонтных работ. Водонагреватель позволяет не зависеть от коммунальщиков и не ограничивать себя в комфорте, пытаясь помыть посуду в ледяной воде, или принимать душ из чайника.
Принцип работы накопительного водонагревателя
Это бак с теплоизолирующим слоем, внутри которого находится ТЭН, терморегулятор и магниевый анод для защиты от накипи. Пользователь выставляет на ручке терморегулятора режим нагрева до определенной температуры, в емкость поступает холодная вода, ТЭН подогревает ее и отключается автоматически при нагреве до заданной температуры. Когда вода остывает или разбавляется холодной — он снова начинает работать.
Есть три варианта моделей, отличающихся типом размещения:
● Вертикальные. Их монтируют в помещениях с высокими потолками. Место для бойлера обычно находится над унитазом, стиральной машинкой или в нише с канализационными трубами.
● Горизонтальные. Такие модели компактнее, их можно закрепить под потолком. Подходит для ограниченных пространств.
● Напольные. Это массивные устройства большого объема — свыше 150 литров. Монтируются на специальную подставку и поддерживающие крепления. Требуется ровный и прочный пол без перекосов и углублений.
Объем бака выбирается в зависимости от потребностей. Для кухни подходят модели около 15 литров — они легко помещаются над или под мойкой в зависимости от модели. Этого хватит для мытья посуды, уборки и умывания.
В среднем, один человек, принимая душ, расходует 30 литров воды. Семье из двух человек рекомендуется устанавливать бак на 50 литров.
Нагреватели от 80 и выше литража подойдут семьям от 3 человек. Такой прибор может подавать горячую воду на несколько точек раздач одновременно.
Плюсы и минусы накопительных водонагревателей
Преимущества и недостатки связаны с конструкцией прибора и свойствами материалов. К плюсам относятся:
● не требуется силовая линия для подключения — работает от бытовой электросети 220В;
● теплоизоляция долго сохраняет высокую температуру воды — снижение на пару градусов в час;
● подача большого объема воды за один раз;
● стабильно горячая температура воды на выходе независимо от температуры воды на входе;
● мощность ТЭНа от 1,5 до 2,5 кВт — как у электрического чайника.
Есть определенные минусы:
● крупные размеры бака: вместительные модели занимают много места или требуют отдельного помещения;
● длительное ожидание нагрева воды — ТЭН мощностью 2,0 кВт нагревает 50 литров воды до 75 градусов за 70 минут;
● ограниченное количество горячей воды;
● рекомендованная ежегодная замена магниевого анода для увеличения срока службы прибора.
Проточный водонагреватель: основные характеристики
Проточные модели не имеют накопительного бака. Этот тип устройства работает таким образом: нагревательный элемент мощностью от 3,5 кВт (в зависимости от модели) включается сразу после подачи воды в систему, проходя через него, вода достигает нужной температуры. Температура нагретой воды варьируется в зависимости от температуры воды на входе, мощности ТЭНа и напора воды на выходе.
Есть два вида проточных нагревателей:
● Однофазные. Устройства небольшой мощности — обычно 3,5 кВт. Работают от бытовой сети 220В.
● Трехфазные. Подключаются к силовой линии с напряжением 380В. Это приборы мощностью до 27 кВт. Используются для душевых, где требуется подача воды на несколько точек (производственные предприятия, спортивные клубы, дом с несколькими санузлами).
Вторая классификация — давление воды, с которым работает водонагреватель. Их два типа:
● Напорные.
Их называют закрытыми, они работают при стандартном давлении водопровода. Если напор окажется недостаточным, устройство просто не включится. Подобные приборы встраивают в водонапорные системы, и могут перекрываться и регулироваться краном на выходе. Водонагреватель закрытого типа выбирают только при стабильном давлении сети. Его можно подключить к нескольким точкам раздачи, в зависимости от модели. Устройства оснащены защитой от перегрева, заземлением и контролерами напора. Автоматика помогает регулировать температуру и поддерживать ее, избегая резких перепадов.
● Безнапорные.
Это открытые водонагреватели. Они менее производительны, чем закрытые, но могут работать при слабом напоре. Для включения достаточно свободного стекания воды в запорную арматуру. Данный прибор нельзя перекрывать на выходе, так как он не выдержит напора воды, а при полном отсутствии напора ТЭН отключается. Система автоматического выключения предотвращает перегрев и поломку устройства. Безнапорный водонагреватель подключается только к одному смесителю. Это значит, что потребуется монтаж двух устройств — в ванной и на кухне.
Открытые водонагреватели подходят для жилья с частыми перепадами давления в водопроводной сети, частным домам со скважинами и маломощными насосами, верхним этажам многоэтажек. Мощность безнапорных нагревателей: от трех до шести кВт.
Плюсы и минусы проточных водонагревателей
Достоинства:
● скорость нагрева воды;
● компактные размеры — впишется даже в маленькую комнату;
● неограниченное количество горячей воды;
● защита от скачков давления на линии;
● проточный водонагреватель средней мощности дешевле накопительного водонагревателя.
Недостатки:
● зависимость закрытых моделей от давления воды;
● для приборов большой мощности требуется подключение к трехфазной линии и предварительный анализ электросети;
● чем больше напор воды из крана, тем ниже его температура.
Существует миф, что проточные водонагреватели потребляют больше электроэнергии. Но это не так, далее в статье расскажем, почему.
Сравнительный анализ водонагревателей
Чтобы определить, какой электрический водонагреватель лучше — проточный или накопительный, рекомендуем сравнить их по стоимости, классу энергопотребления, габаритам, сложности монтажа и рискам при эксплуатации.
Вес и размеры
У накопительных водонагревателей большие габариты. Модель с баком на 50 литров имеет размеры 80×50 и весит около 12 кг. Такие устройства рекомендуются для просторных ванных комнат или отдельной бойлерной.
В маленьких помещениях лучше использовать проточные системы. Размер такого устройства в среднем 27 х 16 см и весит не более двух килограмм. Это упрощает монтаж — не нужно поднимать тяжелый бак, устанавливать прочные кронштейны. Проблемы с крупными устройствами возникают в домах из газобетона — материал требует специальных креплений. Большой вес не следует монтировать на пористый материал.
Потребление электроэнергии
Есть мнение, что проточник потребляет больше электричества. Физика подсказывает: для доведения литра воды до кипения затрачивается 4200 кДж или 1167 кВт. Получается, затраты бойлера и проточника одинаковы. При этом второй отключается сразу после прекращения подачи воды из крана, а накопитель периодически включается для поддержания температуры. Разница небольшая за счет теплоизоляции бака.
При покупке рекомендуется обращать внимание на класс энергопотребления. Модели, потребляющие меньше электроэнергии, маркируются буквой «Е». Если прибор не оснащен энергосберегающей системой, можно установить температуру 55 градусов — в таком режиме расходуется меньше электричества.
Электробезопасность
Проточная система подключается к трехфазной линии, заземлению и нуждается в установке аварийного отключения. При неправильном монтаже может произойти замыкание с возгоранием, поражение электрическим током. Модели с закрытым ТЭНом более безопасны.
Накопительный водонагреватель подключается к домашней сети, не нуждается в дополнительных защитных системах. Техническое обслуживание проводится после отключения прибора от электричества. Для безопасности достаточно следовать инструкции, прилагаемой к нагревателю.
Установка и подключение
Монтаж накопительного водонагревателя может выполнить команда из двух человек. Один удерживает бак, второй — закрепляет его. Для установки бойлера применяют анкерные крепления — они продаются вместе с устройством. Баки до 100 литров подвешивают на две точки опоры, свыше — на четыре. Напольные модели монтируются на специальную подставку, выдерживающую большой вес прибора и воды. Такие устройства требуют ровного пола и точных расчетов монтажа.
С монтажом проточника справится и один человек. Специальные крепления использовать можно, но необязательно. Такие модели почти незаметны, их можно скрыть ширмой или занавеской.
Подключение к водоснабжению одинаково простое у обоих типов: подводка для холодной воды подсоединяется к входному патрубку, для горячей — к выходному.
Заключение
Проточный водонагреватель подходит для нерегулярного использования в загородных домах и в квартирах с периодическим отключением горячей воды. Для ежедневного использования следует выбрать накопительный водонагреватель — высокая электробезопасность, надежность, низкие требования к мощности электросети. После отключения от сети содержимое бака сохранит тепло на несколько часов, в отличие от проточного.
10 советов по максимальному повышению производительности нагревателя
Многие инженеры-технологи не уделяют много внимания нагревателям, работающим в их технологических процессах и приложениях, за исключением тех случаев, когда эти нагреватели выходят из строя, требуют серьезного обслуживания или вызывают другие проблемы. К сожалению, нагреватели играют неотъемлемую роль во многих приложениях. Таким образом, проблемы с нагревателем могут легко превратиться в снежный ком и привести к гораздо большим головным болям.
Соблюдение нескольких простых рекомендаций не только снизит вероятность возникновения проблем, связанных с нагревателем, но и может оказать существенное положительное влияние на эффективность систем и снизить требования и затраты на техническое обслуживание. Ниже приведены 10 способов максимально увеличить срок службы и производительность обогревателя.
Совет 1: Предохраняйтесь от загрязнения нагревателя
Загрязнение является наиболее частой причиной отказа нагревателя (см. изображения). Поскольку нагреватели расширяются и сжимаются во время циклов, они часто втягивают органические или проводящие материалы. Это может привести к возникновению дугового разряда между отдельными обмотками нагревателя или между обмотками нагревателя и электрически заземленной внешней оболочкой нагревателя. При скоплении на выводном конце нагревателя загрязняющие вещества также могут вызвать короткое замыкание между контактами питания или клеммами. Поэтому важно не допускать попадания смазочных материалов, масел, низкотемпературных лент или материалов для обработки на переднюю часть нагревателя. Использование тюленей поможет.
Совет 2. Защитите выводы и клеммы от высоких температур и чрезмерных перемещений
Стандартный провод с изоляцией из стекловолокна можно использовать в приложениях с температурой окружающей среды примерно до 260°C (500°F). Если вывод подвергается воздействию более высоких температур, следует использовать высокотемпературный выводной провод или изоляцию из керамических шариков. Необогреваемая часть нагревателя, отходящая от нагретой области системы, позволяет проводам работать при значительно более низкой температуре.
При установке нагревателей в движущихся машинах необходимо закрепить провода, чтобы предотвратить их повреждение. Должна быть указана и использована опция защиты свинца для оптимальной защиты от повреждения свинца.
Совет 3: Выбор нагревателя и его размеры важны
Мощность нагревателя должна максимально соответствовать требованиям фактической нагрузки, чтобы ограничить циклы ВКЛ/ВЫКЛ (см. совет 6). Для применений с установленными деталями укажите размер отверстия или альтернативного размера прикладной детали, чтобы обеспечить оптимальное соответствие между нагревателем и прикладной деталью. Плотное прилегание сводит к минимуму воздушные зазоры и уменьшает количество горячих пятен.
Совет 4: Заземлите оборудование
Здравый смысл и безопасная практика — электрическое заземление всего оборудования, на котором используется обогреватель. Заземляющее оборудование помогает защитить оборудование и персонал в случае отключения электроэнергии в системе отопления.
Совет 5: Регулирующее напряжение обеспечивает соответствие номинального напряжения нагревателя напряжению источника питания
Очень важно обеспечить соответствие номинального напряжения нагревателя напряжению источника питания, поскольку мощность увеличивается (или уменьшается) пропорционально квадрату изменения напряжения, подаваемого на нагреватель. . Например, если нагреватель рассчитан на 120 В/1000 Вт и подключен к источнику питания 240 В, он будет генерировать в четыре раза больше номинальной выходной мощности или 4000 Вт. Это приведет к относительно быстрому выходу из строя нагревателя, а также может привести к значительному повреждению присоединенного к нему оборудования.
Совет 6. Предотвратите чрезмерное циклирование нагревателя
Чрезмерное циклическое изменение температуры очень негативно сказывается на сроке службы нагревателя. Наиболее вредной является частота циклов, которая позволяет полностью расширять и сжимать резистивный провод нагревателя с высокой скоростью (от 30 до 60 секунд при включении и выключении питания). Это вызывает сильное напряжение и окисление резистивных проводов внутри нагревателя. Плохой температурный цикл обычно обнаруживается при использовании термостатов. Термостаты медленно реагируют на изменения температуры и имеют большие перепады температуры включения/выключения. Улучшением, но несколько более дорогим решением является использование двухпозиционных или ПИД-регуляторов с механическими реле. Крайне важно не переключать частоту или время цикла слишком быстро (где-то от 3 до 10 секунд), потому что контакты реле могут быстро изнашиваться.
Самый эффективный и самый дорогой способ свести к минимуму цикличность изменения температуры нагревательного элемента — использовать твердотельные реле (ТТР) и регуляторы мощности SCR, соединенные с ПИД-регулятором температуры. Эта комбинация обеспечивает наилучшие характеристики как для вашей тепловой системы, так и для самого нагревателя. Твердотельные переключающие устройства очень быстро переключают питание на нагреватель (от одной секунды для SSR до миллисекунд для SCR с фазовым углом). Это быстрое циклическое изменение мощности значительно снижает колебания температуры проволоки нагревательного элемента и существенно продлевает срок службы нагревателя.
Совет 7. Убедитесь, что материал оболочки и номинальная плотность мощности совместимы с нагреваемым материалом.
Это абсолютно необходимо для обеспечения длительного срока службы нагревателя и исправного технологического оборудования. При нагреве твердых тел, таких как металлы, рабочая температура и соответствие нагревателя детали определяют выбор материала оболочки и плотности мощности. Углеродистая сталь, алюминий, материалы оболочки из силиконовой резины подходят для более низких температур (несколько сотен градусов). Однако по мере того, как температура превышает эту точку, выбор материала оболочки ограничивается оцинкованной или нержавеющей сталью и другими металлическими сплавами с более высокой температурой. Поскольку температура также увеличивается, плотность мощности должна соответственно уменьшаться, чтобы предотвратить быстрое окисление и преждевременный выход из строя проводов внутреннего сопротивления. Хорошая подгонка нагревателя к детали обеспечивает правильную теплопередачу и не приводит к перегреву резистивных проводов.
При нагревании газов рабочая температура и скорость потока определяют, какой материал оболочки и плотность мощности можно использовать. Например, вы можете работать с более высокой плотностью мощности при нагревании водорода по сравнению с азотом, но водород требует оболочек из сплава 800, тогда как нержавеющая сталь 304 подойдет для многих приложений с азотом.
Увеличивающийся поток и турбулентность на нагревательных элементах означает лучшую теплопередачу, что повышает удельную мощность. Для жидкостного нагрева основным фактором выбора материалов и плотности мощности является материал жидкости и скорость потока. Вода может легко выдерживать от 42,52 до 70,87 Вт/см2 (от 60 до 100 Вт/дюйм2) при использовании медной оболочки, тогда как смесь воды и гликоля 50/50 может выдерживать только 21,26 Вт/см2 (30 Вт/дюйм2) и должна использовать стальную оболочку. оболочка.
Совет 8: Устанавливайте погружные нагреватели резервуаров горизонтально вблизи дна резервуара
Нагреватели следует размещать горизонтально и вблизи дна резервуара, чтобы максимизировать конвективную циркуляцию. Вертикальный монтаж рекомендуется только в том случае, если ограничения, такие как нехватка места, не позволяют горизонтальное размещение. Независимо от того, установлен нагреватель горизонтально или вертикально, важно разместить его достаточно высоко, чтобы избежать скопления ила и мусора на дне резервуара. Аналогичным образом, при обоих методах монтажа вся обогреваемая длина нагревателя должна быть постоянно погружена в воду – одна из причин, по которой редко рекомендуется вертикальный монтаж. Также важно избегать размещения нагревателей в местах с ограниченным доступом, которые ограничивают конвективный поток и/или где может возникнуть свободное кипение или конденсатоотводчики.
Совет 9: Предотвращайте образование отложений и шлама на нагревательных элементах
Необходимо свести к минимуму образование накипи, закоксовывания и образования шлама на кожухах нагревателя. Любое накопление следует периодически удалять или, по крайней мере, сводить к минимуму, чтобы не препятствовать передаче тепла жидкости. Периодическая очистка предотвращает принудительную работу нагревательных элементов при более высоких температурах, что может привести к преждевременному выходу из строя нагревателя. Следует также соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не допустить попадания силиконовой смазки на нагретую часть нагревателя. Силикон предотвратит «смачивание» оболочки жидкостью, будет действовать как изолятор и, возможно, приведет к выходу из строя нагревателя.
Совет 10: Обеспечьте надлежащий, строгий контроль температуры и защиту пределов безопасности
Соответствие соответствующей системы контроля температуры нагревателю необходимо для обеспечения высокой производительности и срока службы нагревателя. Каждое технологическое приложение должно, по крайней мере, включать в себя датчик температуры процесса (для определения нагреваемого материала) и предельный датчик (для измерения температуры оболочки нагревателя). Технологический датчик должен быть непосредственно погружен в нагреваемый материал или плотно вставлен в защитную гильзу внутри самой жидкости. Из соображений безопасности следует использовать две отдельные системы управления: одну для контроля температуры процесса, а другую для контроля верхнего предела. Контроллеры температуры процесса ПИД-регулятора обеспечивают более стабильное управление и более быструю реакцию, чем регуляторы включения/выключения или термостаты. Компромисс заключается в том, что ПИД-регулирование часто дороже, чем типы ВКЛ/ВЫКЛ, и не всегда необходимо для приложений, не требующих высокоточного контроля температуры.
Alloy 800 является зарегистрированной торговой маркой Special Metals Corporation
Испытание на накопление тепла CoreTemp — запасные циклы
Jem Arnold Оценка эффективности 13 минут
Последние несколько недель я экспериментировал с датчиком CORE BodyTemp. Это надежное маленькое устройство оценивает внутреннюю температуру, измеряя передачу тепловой энергии на кожу (что, как я узнал, не совпадает с температурой кожи) и используя частоту сердечных сокращений от подключенного ремня.
Я услышал об этом устройстве из отличного подкаста Endurance Innovation Podcast и сразу же купил его себе, чтобы поиграть с ним. Раньше я использовал активную и пассивную тепловую тренировку, и я думаю, что можно получить большую пользу, включив воздействие тепла в программу периодической тренировки. Но до сих пор у меня не было никакого способа количественно оценить результаты.
К вашему сведению, эта статья не подходит для немедленного применения о том, как проводить тепловые тренировки. Это придет позже.
Это скорее статья о синтезе концепций, в которой я пытаюсь развить мое собственное понимание конструкций теплового потока, терморегуляции и т. д., поскольку они применяются (эксплуатируются) в контексте этого нового протокола накопления тепла. Со знакомыми физиологическими данными и данными о производительности, которые помогают обеспечить контекст того, что мы видим, и как в конечном итоге интерпретировать эти данные в полезную информацию. Здесь больше вопросов, чем ответов, чтобы другие умные люди помогли ответить!
Протокол аккумулирования тепла
Команда разработчиков CORE недавно опубликовала «протокол линейного нагрева», который я называю «протокол накопления тепла», поскольку он включает в себя больше, чем просто тест линейного изменения температуры. Протокол предназначен для сравнения изменений физиологических и рабочих реакций с течением времени, якобы после проведения тепловой тренировки/акклиматизации. Он также используется для назначения «зоны» тепловой тренировки.
Тест накопления тепла CORE BodyTemp, демо-изображение из CORE
Протокол начинается с постепенного разогрева или « фаза накопления тепла ». Они рекомендуют начинать с 50% мощности FTP/CP/Threshold и постепенно увеличивать рабочую нагрузку в течение ~20 минут до максимума ~80% Threshold Power. Тело должно постепенно нагреваться до 38 °C.
Как только мы достигаем этой первой контрольной точки при 38 °C, мы ограничиваем частоту сердечных сокращений, позволяя мощности снижаться, чтобы противодействовать сердечному дрейфу (увеличение ЧСС относительно мощности). Я назову это « термометаболическая фаза 9».0083’, так как это период, когда механическая и метаболическая работа модулируется (снижается) для поддержания устойчивой физиологической реакции ЧСС, в то время как CoreTemp продолжает расти.
Как только наша выходная мощность снизилась на 20%, мы достигли контрольной точки № 2 и сообщаем о CoreTemp 1 (непонятно названном), которая будет выше 38 °C. Рабочая нагрузка прекращается, и мы пассивно отдыхаем на велосипеде, позволяя ЧСС снижаться. Я называю это «фазой рассеивания тепла », поскольку работающие мышцы не создают дополнительной тепловой нагрузки, поэтому рассеивание тепла замедляется, а затем меняет скорость накопления тепла. CoreTemp будет продолжать постепенно расти, пока не достигнет пика (CoreTemp 2), а затем снизится.
Дополнительную информацию о самом протоколе испытаний и советы по предписанию тепловой тренировки можно найти на веб-сайте CORE.
Эксперименты с горячими и холодными условиями
На выходных я провел несколько экспериментов по протоколу накопления тепла. Я немного изменил фазу накопления тепла, используя протокол прерывистого шагового теста 5-1 (5 минут работы, 1 минуту отдыха), который я обычно использую для оценки оксигенации мышц с помощью Moxy. Это не должно слишком сильно влиять на фазу накопления тепла, так как CoreTemp растет постепенно. И я буду повторять тот же протокол, поэтому надежность должна быть сохранена.
Я уже экипировался подобным образом в своей гостиной раньше, так что я чувствовал себя немного глупо, делая это снова для науки!
В дополнение к датчику CoreTemp я носил VO2 Master Pro для измерения VO2 и вентиляции (VE). Мне было очень интересно увидеть ВЭ, так как я знаю, что на вентиляцию влияет терморегуляция.
Для первого испытания я увеличил температуру в гостиной до 23 °C и надел полный зимний комплект. Это все еще далеко от типичных «горячих» условий в специальной термокамере — ее едва ли можно считать комнатной температурой к югу от Канады, — но она представляет собой умеренное повышение по сравнению с типичными условиями моей гостиной. Обычно я тренируюсь в ~18-19°C при температуре окружающей среды без вентилятора, поэтому я решил, что мне придется добавить более серьезные экологические проблемы, чтобы действительно увидеть хорошую реакцию накопления тепла.
Испытание накопления тепла №1 — ГОРЯЧО!
Испытание №1 – Испытание на накопление тепла – ГОРЯЧО!
CoreTemp, VMPro и данные циклов интегрированы в WKO5. Легенда сверху
Вертикальные зеленые линии обозначают контрольно-пропускные пункты №1 и №2. Первая контрольная точка после фазы накопления тепла при 38 °С. Затем начинается термометаболическая фаза, когда ЧСС ограничивается, а мощность снижается для компенсации сердечного дрейфа до снижения на -20% и контрольной точки № 2.
В контрольной точке №2 сообщается CoreTemp и работа останавливается. Во время фазы рассеивания тепла CoreTemp достигает пика с задержкой и впоследствии начинает рассеиваться.
Фаза накопления тепла началась со 130 Вт + 30 Вт/шаг, пока я не достиг контрольной точки №1 при 38 °C. Затем я продолжал непрерывно работать через термометаболическую фазу до контрольной точки № 2, когда мощность снизилась примерно на 20% при фиксированной ЧСС (~ 150 ударов в минуту).
Я начал замечать жару и восприятие больших усилий и дискомфорта вокруг шага 4. Я почувствовал, что дышу тяжелее, и мог сильно чувствовать пульс в ушах. В этот момент CoreTemp едва увеличилась на полградуса, но я потел и чувствовал жар.
VO2 был повышен по сравнению с тем, где он должен был быть примерно на шаге 4. На приведенных здесь графиках шкала мощности и VO2 согласованы таким образом, что при ожидаемой физиологической общей эффективности линии мощности и VO2 должны быть примерно на одной высоте. по оси Y. Ясно, что это становится все менее и менее верным в ходе теста, показывающего значительное превышение VO2 по сравнению с тем, что можно было бы ожидать только от мощности.
Из этого протокола аккумулирования тепла у меня теперь были некоторые показатели производительности и физиологических результатов. Но у меня действительно не было никакого контекста для чисел. Поэтому я решил повторить еще одно испытание с той же выходной мощностью, но на этот раз с полным охлаждением: температура окружающей среды 19 °C, отсутствие лишних слоев одежды и большой вентилятор, дующий прямо на меня. Я хотел посмотреть, насколько условия окружающей среды повлияют на показатели результатов без каких-либо изменений в приспособленности или акклиматизации к теплу.
Испытание накопления тепла № 2 — охлаждение
Испытание № 2 — испытание накопления тепла — условия охлаждения
Данные CoreTemp, VMPro и циклов интегрированы в WKO5. Легенда сверху
Тот же протокол и дисплей, что и выше. Накопление тепла было гораздо более постепенным, данные свидетельствовали о гораздо более низком физиологическом напряжении, и практически не было дополнительной фазы рассеивания тепла, поскольку тепловая нагрузка начала рассеиваться, а CoreTemp начала падать практически сразу после прекращения активности.
Для этого второго классного испытания я повторил тренировку с практически одинаковой выходной мощностью, и пусть CoreTemp, HR, VO2 и VE будут моими показателями результатов.
Первые несколько шагов были практически идентичными. Моя базовая температура CoreTemp была стабильной на уровне 37,0 °C, и я начал накапливать тепло выше этого базового уровня примерно с тем же временем в течение первых двух шагов. Однако помимо этого скорость накопления тепла росла не так быстро, и все начало расходиться.
К началу термометаболической фазы у меня была только 37,8 °C и ЧСС на ~15 уд/мин ниже, чем в горячем испытании. VO2 и VE также были ниже. Все как положено, учитывая меньше физиологической деформации от более низкой тепловой нагрузки . Во время термометаболической фазы у меня было на меньше сердечного дрейфа для компенсации, что привело к снижению ЧСС примерно на 12% при снижении мощности на 20%.
Однако я был удивлен, что VO2 и VE, хотя и начинались с более низких значений, снижались на одинаковую величину в обоих испытаниях. ΔHR/ΔPower, относительная мера того, насколько изменилась каждая переменная, составляла ~0,38 ударов в минуту/Вт в холодном испытании по сравнению с нулем (по определению) в горячем испытании. ΔVO2/ΔPower и ΔVE/ΔPower имели очень похожие наклоны как в горячих, так и в холодных испытаниях (~17 мл/мин/Вт и ~0,34 л/мин/Вт соответственно).
Тем временем CoreTemp увеличилась еще на +0,4 °C по сравнению с +0,7 °C в горячем испытании. И как только я перестал крутить педали после контрольной точки № 2, CoreTemp начал рассеиваться с пикового значения 38,2 ° C. Так вот не было фазы тепловыделения . В более прохладных условиях окружающей среды я легко смог рассеять тепло, выделяемое в результате метаболической нагрузки.
Интерпретация теста на аккумулирование тепла
Обобщая данные, полученные в результате теста на аккумулирование тепла, мы имеем:
- Продолжительность Фаза накопления тепла
- Скорость нарастания мощности (линейный наклон, Вт/мин) до 38 °C
- Мощность при 38 °C (контрольная точка №1)
- HR при 38 °C
- VO2 VE при 38 °C
- Продолжительность Термометаболическая фаза
- CoreTemp в контрольной точке № 2
- Скорость нарастания мощности (Вт/мин) до контрольной точки № 2 (снижение на 20 %)
- Скорость нарастания VO2 и VE ( ΔVO2/ΔPower и ΔVE/ΔPower)
- Продолжительность Фаза теплового рассеяния
- Peak CoreTemp
В каждом случае мы рассматриваем данные непрерывного временного ряда, на которые влияет реальная интересующая переменная: тепловая нагрузка или, точнее: тепловой поток.
Тепловая нагрузка — это то, что оценивает датчик CoreTemp. Тепловой поток — это баланс скорости выработки тепла внутри тела, в основном от работающих мышц в нашем контексте. А скорость тепловыделения в окружающую среду посредством как пассивной, так и активной терморегуляции.
Используя классическую аналогию с ведром: тепло вырабатывается преимущественно активными мышцами, производящими механическую работу и теряющими энергию в виде тепла из-за метаболической неэффективности.
Теплоотдача осуществляется посредством пассивной (например, условия окружающей среды) и активной (например, потоотделение) терморегуляции.
А размер ковша — это наша функциональная тепловая нагрузка, или сколько накопления тепла мы можем выдержать и при этом удовлетворить потребности деятельности, до непереносимости задач.
Фаза накопления тепла
Продолжительность фазы накопления тепла будет зависеть от скорости линейного изменения мощности, т. е. 30 Вт/мин, или в моем случае выше 30 Вт/6 мин = 5 Вт/мин. Это важно для определения начальной скорости теплового потока, так как увеличение рабочей нагрузки будет генерировать больше тепла и начнет заполнять наш ковш тепловой нагрузки . Затем, когда мы начинаем накапливать больше тепловой нагрузки, срабатывают наши активные механизмы терморегуляции, чтобы начать рассеивать больше этого тепла.
Терморегуляция в первую очередь зависит от непосредственных условий окружающей среды: более прохладная среда способствует большему пассивному рассеиванию тепла до того, как активируются механизмы активной терморегуляции (например, потоотделение, расширение сосудов кожи и усиленная вентиляция).
Таким образом, как скорость нарастания рабочей нагрузки, так и условия окружающей среды должны контролироваться как можно между испытаниями. Если они совпадают, то изменение длительности фазы накопления тепла для достижения 38 °C будет преимущественно связано с активной терморегуляцией , которая сама по себе связана с приспособленностью и акклиматизацией к теплу.
Я ожидаю, что HR будет особенно чувствителен к изменениям физической формы и адаптации к теплу , так как оба эти улучшения вызывают увеличение объема плазмы крови. Увеличенный венозный возврат и ударный объем приведут к снижению ЧСС по сравнению с мощностью и к большему отводу тепла от работающих мышц. Это означает, что для достижения 38 ° C может потребоваться больше времени, и мы сможем достичь повышенная мощность на КПП №1 .
VO2 и VE интересны. В моем эксперименте, сравнивающем горячие и прохладные условия, мы могли видеть значительные различия в VO2 и VE в контрольной точке № 1 (на ~ 15% и ~ 7% между испытаниями соответственно). Я ожидаю увидеть более высокое VO2 по отношению к мощности, когда активная терморегуляция должна работать интенсивнее ; т.е. больший тепловой поток для сохранения той же тепловой нагрузки.
Если бы терморегуляция была усилена после периода тепловой тренировки, я не уверен, ожидали бы мы увидеть более высокое или более низкое VO2 по отношению к мощности в контрольной точке № 1: Увеличенная активная способность терморегуляции потребовала бы более высоких затрат энергии и, следовательно, более высокого VO2 ? Или мы будем более эффективны в активной и пассивной терморегуляции, что приведет к снижению затрат энергии и меньшему «избытку» VO2 по отношению к мощности?
Тепловая метаболическая фаза
Это основной компонент протокола испытаний: фиксируя ЧСС в качестве показателя метаболического напряжения, мы получаем указание на нашу способность сохранять метаболический устойчивый режим при почти максимальной скорости теплового потока. .
В этот момент тепловой поток , вероятно, приближается к максимальному значению . Механическая рабочая нагрузка высока, генерируя много отработанного тепла, а терморегуляция усердно работает, чтобы избежать слишком быстрого накопления тепловой нагрузки. Чтобы избежать переполнения ковша и достижения непереносимости задач, мы должны позволить уменьшить механическую работу, что приведет к меньшему выделению тепла и замедлит скорость накопления тепловой нагрузки.
Скорость нарастания, при которой мощность снижается для поддержания постоянной ЧСС, и продолжительность термометаболической фазы до 20%-го снижения мощности дают нам представление о нашем максимальном устойчивом тепловом потоке : сколько тепла и тепла рассеяние мы можем поддерживать при этой относительной интенсивности метаболизма.
В конце этой фазы CoreTemp на контрольной точке #2 указывает размер или функциональную емкость нашего сегмента тепловой нагрузки . Функциональное значение, тепловая нагрузка, которую мы теоретически можем накопить до достижения непереносимости задач.
Я уверен, что CORE протестировал различные взаимодействия этого протокола испытаний и остановился на целевом уровне 38 °C в контрольной точке №1 и снижении мощности на 20% в контрольной точке №2 в качестве надежных функциональных ориентиров. Я также уверен, что эти цели могут быть дополнительно оптимизированы и индивидуализированы по мере того, как мы будем более комфортно предсказывать свои температурные и метаболические реакции.
Посмотреть эту публикацию в Instagram
Пост, опубликованный CORE Body Temperature (@corebodytemp)
Если у нас есть анализ газообмена, мы также можем измерить скорость нарастания как для VO2, так и для VE. Поскольку VO2 определяется в первую очередь метаболическими потребностями рабочей нагрузки, скорость нарастания может быть нормирована на мощность как ΔVO2/ΔPower и ΔVE/ΔPower.
Интересно, что в своих экспериментах я заметил, что абсолютная величина изменения как VO2, так и VE была одинаковой в двух очень разных условиях окружающей среды. Следовательно, кажется, что реакция на поглощение O2 и вентиляцию были более непосредственно связаны со снижением мощности, чем с тепловым потоком или нагрузкой?
Еще раз повторюсь, я не уверен, ожидаем ли мы увидеть изменение скорости изменения VO2 и VE в ответ на физическую форму и акклиматизацию к теплу, или же эти адаптации будут учитываться величиной VO2 и VE в 38 лет. °C контрольная точка №1?
Фаза рассеивания тепла
Наконец, фаза рассеивания тепла дает нам пиковую тепловую нагрузку (peak CoreTemp). Я, честно говоря, не уверен, какое значение это значение имеет для предписания по тепловой тренировке. Но это может быть просто потолок нашего функционального/допустимого предела внутренней температуры.
Время, необходимое для достижения пика CoreTemp и начала снижения, отражает момент, когда наша скорость теплового потока начинает опустошать ведро, т. е. когда тепловыделение превышает тепловыделение. При более высокой скорости теплового потока во время термометаболической фазы мы могли бы ожидать, что эта точка перегиба наступит раньше после прекращения активной выработки тепла мышцами, оставив повышенную скорость рассеивания тепла.
Я недостаточно знаю механизмы терморегуляции и затраты метаболической энергии, чтобы сказать, сколько останется остаточного теплообразования после прекращения внешней работы. Я могу предположить, что это число не уменьшится до нуля, но я предполагаю, что с учетом изменений в приспособленности и акклиматизации тепловыделение будет относительно больше, чем остаточное тепловыделение.
Пример этого мы видели в моих испытаниях в жарких и прохладных условиях, где в жарком испытании фаза рассеивания тепла составляла 8 минут пока я пассивно сидел на велосипеде, чувствуя себя очень некомфортно… В то время как в прохладном испытании мое тепловыделение фазы буквально не существовало , так как моя скорость теплового потока (обусловленная гораздо большей скоростью пассивного рассеивания тепла окружающей среды) была достаточной, чтобы немедленно начать снижение тепловой нагрузки, как только я отключил активное выделение тепла мышцами.
Эта фаза может на самом деле показать больше из того, что делает тепловой поток за кулисами : Удалив самый большой источник тепловыделения (рабочая мышечная активность), мы сможем увидеть, насколько быстро базовая скорость рассеивания тепла способна чтобы сбросить тепловую нагрузку. Дает нам представление о нашей терморегуляторной способности в конце активности.
Альтернативные протоколы?
Интересно, будет ли полезно продолжать фазу рассеивания тепла в покое до тех пор, пока CoreTemp не снизится до контрольной точки № 2 в конце термометаболической фазы? Это могло бы показать больше о том, как тепловыделение пропорционально тепловой нагрузке.
Или активность термометаболической фазы может быть продолжена до тех пор, пока либо выходная мощность, либо CoreTemp не достигнут баланса на устойчивом уровне ЧСС? Это может дать нам «точку баланса теплового потока», где тепловыделение равно тепловыделению. Предполагая, что непереносимость физической нагрузки не возникает сначала…
Я не так хорошо знаком с литературой по терморегуляции, как должен был бы, поэтому мне будет интересно узнать больше об этих процессах и продолжить эксперименты. Как всегда, я нахожу гораздо более информативным чувствовать результаты обучения напрямую, наряду с наблюдением за данными, чтобы генерировать вопросы и гипотезы, которые затем побуждают меня читать и узнавать больше о задействованных механизмах и процессах.
Запись температуры кожи
Я должен был, но не смотрел на температуру кожи во время двух испытаний накопления тепла, описанных выше. CORE сообщает о температуре кожи в своем мобильном приложении, но по какой-то причине они не записывают ее в поле данных Garmin Connect IQ. Мне было бы очень интересно увидеть добавление этого поля данных, так как оно уже измеряется. Температура кожи даст нам температурный градиент от активной зоны к обшивке , что может быть еще одним способом оценки теплового потока вместе с общей тепловой нагрузкой.
Считайте, что это запрос функции!
Впоследствии я также слышал, что перцептивное ощущение теплового дискомфорта больше связано с температурой кожи, чем с внутренней температурой как таковой. Я не уверен, как именно работает эта взаимосвязь, но в последнее время я уделяю больше внимания температуре кожи.
Недавно я заметил интересное явление во время высокоинтенсивных интервальных тренировок (HIIT): Температура кожи постоянно повышалась во время интервалов отдыха и фактически снижалась во время интервалов работы с амплитудой до 1,0 °C между работой и отдыхом. К сожалению, я не могу это показать, потому что температура кожи не записывалась!
4x 6-минутная HIIT-тренировка стоя
Примечание CoreTemp также показывает незначительное снижение во время последних двух рабочих интервалов и увеличение во время интервалов отдыха.
Это было неожиданно. Интересно, связана ли эта закономерность с рассеиванием большего количества тепла за счет повышенной вентиляции во время перерывов в работе? Но мне тоже было бы генерирует больше тепла, что может привести к большему тепловому потоку, но не обязательно к изменению чистой тепловой нагрузки.