Накипь, одна из самых часто упоминаемых проблем накопительных бойлеров.
Ей приписывают медленный нагрев, большой расход электроэнергии, перегорание ТЭНа, шум, уменьшение количества горячей воды и почти любую другую неисправность, возникающую на старом бойлере.
Часть этих утверждений имеет реальное физическое объяснение.
Часть преувеличена.
Чтобы понять, что накипь делает на самом деле, нужно сначала понять, как она образуется и как влияет на передачу тепла от ТЭНа воде.
Откуда вообще берётся накипь?
Вода из водопроводной сети содержит растворённые минералы.
Количество и состав этих минералов зависят от источника воды и от местной водопроводной сети.
При жёсткой воде особенно значимы соединения кальция и магния.
При нагреве химическое равновесие воды меняется, и часть растворённых веществ может выделиться в виде твёрдых отложений.
Со временем они оседают на:
- поверхности ТЭНа;
- дне бака;
- стенках бака;
- гильзах термостата;
- других деталях, контактирующих с водой.
Наиболее интенсивное отложение часто происходит именно рядом с ТЭНом, потому что температура его поверхности самая высокая.
Почему накипь пристаёт к ТЭНу?
Электрический ТЭН выделяет тепло в своём резистивном элементе.
Это тепло проходит через металлическую оболочку ТЭНа и затем передаётся воде.
Когда поверхность ТЭНа чистая, путь тепла выглядит примерно так:
ТЭН → металлическая оболочка → вода
Когда на поверхности образуется слой отложений:
ТЭН → металлическая оболочка → накипь → вода
Накипь проводит тепло значительно хуже металла.
Поэтому она создаёт дополнительное тепловое сопротивление.
ТЭН по-прежнему вырабатывает тепло, но передаёт его окружающей воде труднее.
Что тогда происходит с температурой ТЭНа?
Это самое важное последствие накипи.
Если ТЭН вырабатывает, например, 2 кВт тепловой мощности, а между ним и водой образуется всё более толстый слой отложений, для передачи того же количества тепла нужна большая разница температур.
Поэтому температура самого ТЭНа растёт.
Другими словами:
вода вовсе не обязана быть слишком горячей, чтобы ТЭН под толстым слоем накипи работал при заметно более высокой температуре.
Чем толще и хуже проводит слой отложений, тем тяжелее условия работы ТЭНа.
Эта повышенная тепловая нагрузка, одна из причин, по которым ТЭНы в жёсткой воде могут служить меньше.
Как из-за этого отказывает ТЭН?
В классическом трубчатом ТЭНе резистивный проводник находится внутри металлической оболочки и изолирован от неё материалом, который одновременно должен хорошо проводить тепло.
Чрезмерная температура со временем может ускорить деградацию этих материалов.
Последствия могут быть такими:
- обрыв резистивного проводника;
- повреждение электрической изоляции;
- пробой на металлическую оболочку;
- срабатывание защиты УЗО;
- полный отказ ТЭНа.
Значит, накипь чаще всего сама по себе не электрическая неисправность.
Она создаёт худшие тепловые условия, а те затем могут привести к электрическому отказу ТЭНа.
Увеличивает ли накипь расход электроэнергии?
Этот вопрос требует более точного ответа, чем обычно дают.
Часто можно услышать утверждение:
«Когда ТЭН обрастает накипью, бойлер потребляет намного больше электричества».
Это не вполне верное физическое объяснение.
Электрический резистивный ТЭН практически всю потребляемую электроэнергию превращает в тепло.
Накипь не может эту энергию «съесть».
Если ТЭН потребил 2 кВт·ч электроэнергии, практически эти 2 кВт·ч и оказываются теплом внутри системы.
Проблема в том, как это тепло передаётся от ТЭНа воде и при какой температуре ТЭН должен работать, чтобы его отдать.
Слой накипи:
- повышает температуру поверхности ТЭНа;
- ухудшает местную передачу тепла;
- увеличивает тепловое напряжение;
- может влиять на циркуляцию воды вокруг ТЭНа;
- в тяжёлых случаях может удлинить время нагрева.
Из-за более долгого нагрева могут вырасти и тепловые потери через изоляцию и корпус бойлера.
Но главная проблема накипи, не таинственное «исчезновение электричества».
Главная проблема в том, что ТЭН работает при менее благоприятной и более высокой температуре.
Значит ли это, что накипь вообще не влияет на счёт за электричество?
Не стоит впадать и в другую крайность.
Большие отложения могут изменить нормальный режим работы бойлера и привести к несколько большим реальным потерям.
Однако для классического электрического накопительного бойлера неверно представлять накипь как слой, который «запирает» половину выработанного тепла и не даёт ему дойти до воды.
Тепло, оставшееся внутри бака, в итоге в основном оказывается в воде, в самом баке и в окружающей среде.
Поэтому разговор о накипи, прежде всего разговор о:
температуре ТЭНа, сроке службы, отложениях и условиях работы бойлера, и только потом об энергоэффективности.
Почему бойлер с большим количеством накипи иногда потрескивает и «булькает»?
Толстые отложения могут вызывать местный перегрев воды непосредственно у поверхности ТЭНа.
В мелких полостях и под отложениями местами может образовываться пар.
Пузырьки образуются, отрываются и затем снова конденсируются в более холодной воде.
Это может создавать звуки, которые описывают как:
- потрескивание;
- шипение;
- бульканье;
- тихие удары.
Одного звука недостаточно, чтобы уверенно определить количество накипи, но на старом бойлере это может быть одним из показателей состояния внутри.
Накипь на дне бака
Не весь выделившийся минеральный материал остаётся приклеенным к ТЭНу.
Часть отваливается и оседает на дне бака.
В бойлере, который давно не открывали, могут накопиться значительные количества твёрдого осадка.
Он может:
- окружить нижнюю часть ТЭНа;
- затруднить движение воды вокруг него;
- удерживать местно высокую температуру;
- создавать шум;
- затруднить обслуживание и слив бойлера.
Количество отложений иногда выглядит драматично, когда бойлер вскрывают, но само по себе количество накипи на дне не объясняет каждую неисправность прибора.
Уменьшает ли накипь объём бойлера?
Технически да.
Любое твёрдое отложение внутри бака занимает определённый объём.
Но обычное количество отложений чаще всего не может объяснить утверждение, что бойлер на 80 литров «стал бойлером на 30 литров».
При значительном уменьшении количества полезной горячей воды нужно проверить и:
- температуру, до которой греется вода;
- исправность термостата;
- смешивание холодной и горячей воды;
- состояние внутренних трубок;
- реальное потребление;
- возможную течь;
- другие гидравлические проблемы.
Накипь может уменьшить полезный объём, но приписывать ей каждую проблему с количеством горячей воды не следует.
Накипь и коррозия, не одно и то же
Накипь, это минеральное отложение.
Коррозия, это процесс разрушения металлического материала.
Это два разных явления.
В стальных эмалированных баках стальной лист несёт механическую нагрузку, а эмаль служит защитой металла от контакта с водой.
Если защитный слой повреждён, а анодной защиты уже недостаточно, коррозия стали со временем может привести к местному утончению и перфорации бака.
Отложения на внутренней поверхности в отдельных случаях могут закрыть очень маленькую коррозионную перфорацию и ограничить проход воды через неё.
Поэтому бак снаружи может выглядеть не текущим, хотя металл уже серьёзно повреждён.
Почему старый эмалированный бак иногда начинает течь сразу после сервиса?
Это важная практическая проблема.
Старый эмалированный бойлер может годами работать без видимой течи, а после слива, вскрытия, чистки и повторного наполнения бак начинает пропускать воду.
Это не обязательно значит, что сервис повредил здоровый бак.
Возможно, что коррозия уже создала микроперфорацию или критически истончила металл, а минеральные отложения и продукты коррозии временно ограничивали течь.
Когда бойлер сливают и удаляют отложения, уже существующее повреждение становится видимым.
После повторного наполнения бак снова оказывается под давлением, и вода проходит через место, уже повреждённое коррозией.
В таком случае сервис выявил существующую неисправность, но для пользователя это всё равно неблагоприятный исход:
до вмешательства бойлер видимо не тёк, а после вмешательства его нужно менять.
Именно поэтому профилактическое вскрытие старого эмалированного бойлера не всегда безобидное решение.
Рекомендуем ли мы профилактическую чистку бойлера от накипи?
Не как универсальную услугу.
Для классического бойлера с погружным ТЭНом само наличие накипи, недостаточная причина сливать и вскрывать исправный прибор.
Причина не в том, что накипь не влияет на ТЭН.
Влияет.
Проблема в экономической оправданности вмешательства.
Слив бойлера, демонтаж фланца, чистка, обратная сборка, наполнение и проверка составляют большую часть работы, которая и так выполняется при замене ТЭНа.
Сам классический погружной ТЭН во многих случаях относительно дешёвая деталь.
Если бы мы регулярно платили за полный сервисный выезд только ради продления срока службы ТЭНа, цена такого обслуживания часто была бы больше экономической выгоды от продления срока службы самой детали.
Поэтому нет большого смысла платить за дорогое вмешательство, чтобы профилактически сберечь относительно дешёвую расходную деталь.
Что делать, когда ТЭН действительно отказывает?
Когда погружной ТЭН отказывает и ради его замены бойлер и так нужно:
- отключить;
- слить;
- вскрыть;
- разобрать,
то ситуация иная.
Затраты на доступ внутрь уже понесены.
Тогда имеет смысл в рамках той же работы удалить доступные отложения и осмотреть состояние внутри.
Другими словами:
накипь чистят тогда, когда уже есть техническая причина вскрыть бойлер, а не обязательно как отдельную профилактическую услугу.
А почему иногда имеет смысл заменить и исправный ТЭН?
Если бойлер уже слит и вскрыт из-за другого вмешательства, большая часть затрат на замену ТЭНа уже понесена.
С классическим и относительно дешёвым погружным ТЭНом тогда может быть экономически оправдано поставить новую деталь, даже если старая ещё электрически исправна.
Причина не в том, что исправный ТЭН «обязан» быть заменён.
Причина в соотношении цены детали и цены повторного вмешательства.
Если старый ТЭН откажет через несколько месяцев, снова оплачиваются:
- выезд;
- слив бойлера;
- демонтаж;
- монтаж;
- наполнение;
- проверка.
Поэтому с дешёвой расходной деталью иногда выгоднее заменить её, пока система уже вскрыта, чем сэкономить на детали и потом снова оплачивать всю работу.
Это экономическое решение, а не универсальное техническое правило.
Особая осторожность со старыми эмалированными баками
Со старым эмалированным баком неизвестного состояния риск вмешательства может быть больше пользы от профилактической чистки.
Если бак уже ослаблен коррозией, вскрытие и удаление отложений может выявить состояние, после которого бойлер уже нельзя вернуть в работу.
Поэтому с таким прибором нужно задать практический вопрос:
оправданно ли вкладываться в сервис бака, реальное состояние которого мы не можем надёжно узнать до вскрытия?
С очень старым бойлером иногда рациональнее планировать замену всего прибора, чем вкладываться в профилактическое вмешательство с неопределённым исходом.
А что с магниевым анодом?
В эмалированных баках у магниевого анода роль иная, чем у ТЭНа.
Он стоит там не для того, чтобы предотвращать образование накипи, а чтобы электрохимически защищать открытые участки стального бака от коррозии.
Поэтому его состояние может быть важно для срока службы самого бака.
Однако и здесь нужно отличать заводскую рекомендацию по обслуживанию от экономической оценки конкретного старого прибора.
У более нового бойлера, для которого производитель предписывает проверку и замену анода, такое обслуживание может иметь ясное обоснование.
У очень старого эмалированного бака, который годами не вскрывали, решение о профилактическом вскрытии должно учитывать и риск того, что при вмешательстве окажется: бак уже на исходе срока службы.
Более высокая температура и образование отложений
Чем выше температура нагрева воды, тем благоприятнее условия для выделения отдельных минеральных отложений.
Поэтому постоянное содержание бойлера на максимальной температуре в жёсткой воде может ускорить образование накипи.
Это, разумеется, не единственный критерий выбора температуры.
Нужно учитывать и:
- гигиену воды;
- количество доступной горячей воды;
- риск ожогов;
- тепловые потери;
- то, как бойлер используется.
Поэтому рабочую температуру не следует определять только по количеству накипи.
«Сухие» и классические погружные ТЭНы
У классического погружного ТЭНа металлическая оболочка непосредственно контактирует с водой.
Поэтому накипь откладывается прямо на его поверхности.
У так называемых сухих ТЭНов резистивный элемент находится не прямо в воде, а помещён в отдельную гильзу.
Это меняет условия работы и способ обслуживания ТЭНа.
Однако и бойлер с сухим ТЭНом не свободен от накипи.
Отложения по-прежнему могут образовываться на поверхностях, контактирующих с водой.
Так в чём же реальная проблема с накипью?
Если свести всё к физике, важнейший механизм прост:
ТЭН вырабатывает тепло ↓ накипь увеличивает тепловое сопротивление между ТЭНом и водой ↓ для передачи той же мощности нужна большая разница температур ↓ температура ТЭНа растёт ↓ ТЭН работает в более тяжёлых условиях ↓ растёт вероятность его преждевременного отказа
Кроме того, в баке могут накапливаться осадок, шум и другие последствия, зависящие от конструкции и условий работы.
Это, однако, не значит, что каждый бойлер нужно периодически вскрывать только потому, что в нём наверняка есть какое-то количество накипи.
Суть
Накипь не безобидна, но приписывать ей свойства, которых у неё нет, не следует.
Она:
сама по себе не «потребляет электричество»; не то же самое, что коррозия; не означает, что любая неисправность бойлера, следствие отложений; не является автоматическим поводом профилактически вскрывать бойлер.
Её важнейшее влияние на классический погружной ТЭН, ухудшение теплопередачи и повышение температуры, при которой ТЭН должен работать.
Но техническая проблема и экономически оправданный ремонт, не всегда одно и то же.
Если ТЭН относительно дёшев, а полный слив и вскрытие бойлера дороги, нет большого смысла платить за крупное профилактическое вмешательство только ради продления срока службы этого ТЭНа.
Когда бойлер и так вскрывают из-за реальной неисправности, отложения можно удалить в рамках той же работы.
Со старыми эмалированными баками нужно быть ещё осторожнее, потому что отложения иногда скрывают уже существующее коррозионное повреждение, которое становится видимым только после слива и чистки.
Поэтому наш подход не такой:
«накипь есть, значит бойлер надо чистить».
А такой:
«вмешательство должно иметь техническую причину и экономический смысл для клиента».
