Бойлер косвенного нагрева устройство и принцип работы

Во многих индивидуальных домах с автономным или магистральным водоснабжением и подачей только холодной воды, в коммунальном жилье, где по каким-либо причинам отсутствует горячее водоснабжение (ГВС), актуальна задача подогрева водных ресурсов водонагревателями. При монтаже оборудования своими руками следует знать, как правильно осуществить подключение бойлера к водопроводу.

Конструкция и принцип работы

От водонагревателей БКН отличаются и конструкцией, и схемами работы. Приборы прямого нагрева берут тепловую энергию непосредственно от котлового агрегата. Подогрев воды в БКН осуществляется от теплоносителя, перемещающегося в отопительном контуре либо другой системе.

Конструкция и принцип работы

Теплоноситель, протекающий через теплообменник БКН, нагревает его стенки. От них тепло передается баку, наполненному водой. Так как нагрев не прямой, то и бойлер получил название «косвенного нагрева».

Конструкция и принцип работы

Вода в бачок подается одновременно на оба контура. Первый подсоединен к отопительной системе. Во втором разогревается водопроводная вода и распределяется на точки водопотребления.

Конструкция и принцип работы

Оба контура параллельно врезаются в систему отопления, из нее по подающей трубе теплоноситель протекает в котел. Для повышения эффективности системы и ускорения циркуляции трубопровод оборудуется насосно-смесительными устройствами.

Конструкция и принцип работы

В бак поступает холодная вода, а после, уже горячей, подается водопотребителям.

Конструкция и принцип работы

Конструкция БКН

Конструкция и принцип работы

Основной нагревательный элемент — теплообменник (змеевик), выполненный из латуни или меди. Поверхность его имеет большую площадь, сам нагреватель расположен внутри основного бака. Для предотвращения быстрой потери тепла с наружной стороны корпус БКН укрыт теплоизолирующей «рубашкой», отдельные модели дополнительно оснащаются кожухом.

Конструкция и принцип работы

Защита металлических элементов от коррозии обеспечивается магниевым анодом, размещенным в верхней половине бачка. Преградой от воздействия повышенного давления служит встроенный предохранительный клапан, а также термостат. Если прибор поставляется без блока безопасности, его необходимо установить дополнительно по ходу обвязки.

Конструкция и принцип работы

Бойлер подсоединяется одновременно к трем системам:

Конструкция и принцип работы
  1. Отопительной.
  2. Холодного водоснабжения.
  3. ГВС.
Конструкция и принцип работы

Подключение БКН к инженерным системам

Конструкция и принцип работы

Как выбрать водонагреватель электрический накопительного типа: устройство конструкций

Основное преимущество конструкций накопительного типа заключается в эффективности: в отличие от нагревателей проточного типа, они способны обеспечивать качественный результат на протяжении длительного времени.

В случае с проточным оборудованием жидкость очень быстро нагревается, при этом она также быстро исчезает сразу после отключения. Работа конструкций подобного типа сопровождается повышенным уровнем потребления, так как приборы обладают высокой мощностью.

Нагреватель накопительного типа компактных размеров

Накопительное оборудование дает возможность получать нагретую жидкость на протяжении достаточно долгого отрезка времени. В зависимости от того, насколько быстро происходит охлаждение воды или ее расход, осуществляется подогревание. Этот процесс автоматизирован и не требует вмешательства со стороны человека.

Сфера применения водонагревателей:

  • загородные и частные дома;
  • офисные помещения;
  • квартиры;
  • салоны красоты;
  • дачные домики и коттеджи;
  • цеха на предприятиях.

Функционал этого оборудования пригодится везде, где есть необходимость в наличии горячей воды.

На рынке представлено большое количество различных водонагревателей

Устройство водонагревателей накопительных электрических горизонтальных и вертикальных

Оборудование накопительного типа представляет собой резервуар для жидкости (бак), внутри которого установлен нагревательный элемент. В основу работы прибора положен принцип действия термоса, нагревание воды осуществляется до температуры в 50-85 градусов по Цельсию. После этого подогрев отключается, а сам агрегат продолжает сохранять тепло. Когда происходит потребление воды (открытие крана), часть жидкости уходит из бака, а на ее место поступает холодная, которая снова подлежит нагреванию.

Накопительные конструкции могут быть безнапорными и напорными, другими словами, действие оборудования можно сравнить с работой электрического чайника.

Принцип работы электрического водонагревателя

Внутреннее устройство прибора включает наличие следующих конструкционных компонентов:

  • бака с внутренним размещением и вместительностью в 10-20 л;
  • анода, выполненного из магния (элемент тормозит процесс формирования ржавчины);
  • нагревательного элемента электрического типа или тэна;
  • теплоизолирующей прослойки, разделяющей наружное и внутреннее покрытие (элемент способствует сохранению температуры после нагрева);
  • предохранительного клапана (снижает уровень давления при его повышении);
  • термостата (деталь, задающая температуру и контролирующая ее на определенной отметке).
Читайте также:  Делаем твердотопливный котел своими руками

Устройство накопительного водонагревателя горизонтального типа

Преимущества и недостатки накопительного оборудования

За счет большого количества преимуществ, нагреватели пользуются устойчивой популярностью среди большого количества потребителей.

Достоинства оборудования:

  • нагревательный элемент обладает невысокой мощностью;
  • возможно подсоединение сразу нескольких точек подачи жидкости к одному агрегату, так как прибор рассчитан на давление, создаваемое водопроводом, и запирается на выходе арматурой;
  • по причине низкой мощности нет необходимости в монтаже проводки, автоматов;
  • нагреватель может устанавливаться дальше, чем располагается точка забора воды;
  • с помощью смесителя устанавливается определенная температура и фиксируется уровень напора воды;
  • простая и удобная система эксплуатации;
  • всегда имеется в наличии определенное количество нагретой жидкости;
  • конструкция на протяжении долгого времени сохраняет воду в подогретом состоянии.

Накопительные водонагреватели более мощные по сравнению с проточными

Недостатков не так много, однако они существуют. Оборудование обладает большими габаритами, этого нельзя не учитывать при покупке и установке прибора. Покупки водонагревателя накопительного электрического 10 литров под мойку для мытья посуды будет достаточно. Для принятия ванной или душа потребуется агрегат с более вместительным баком.

Горячей водой можно воспользоваться только после того, как выполнен ее нагрев. Поэтому подготовка жидкости должна осуществляться заранее.

Монтажные работы

Выбирают место монтажа накопительного нагревателя как можно ближе к водоразборным кранам и электрощиту. Водонагреватель не должен занимать полезное пространство. После проверки прочности, по стене рисуют разметку, сверлят отверстия, вбивают пластиковые дюбели или монтируют самодельный щит.

Сзади у бойлера имеется крепежная пластина с проушинами. В отверстия вставляют анкер и закручивают его в пластиковый дюбель. Если применялись крюки, то бойлер просто навешивают проушинами. При использовании шпилек, крепежную пластину прижимают гайками.

По окончании монтажных работ подсоединяют выходные патрубки к водопроводу, пробуют наполнить бак водой и проверяют, как надежно он закреплен.

Отличие между напорным и безнапорным водонагревателями

Электрические водонагреватели в зависимости от способа циркуляции воды бывают напорными и безнапорными. Их отличия выражаются в следующем:

  1. Напорные часто являются частью водопроводной системы с давлением, не превышающим 6 бар. Монтируются они после стояка и при достаточной мощности обеспечивают теплой водой несколько водоразборных точек в доме. Если мощность низкая, то при одновременном открытии нескольких кранов, температура воды значительно снизится. В комплект водонагревателей такого типа не входят насадки и смесители;
  2. Безнапорные водонагреватели устанавливают автономно на возвышении и организовывают подачу холодной воды через насос или вручную. Водозабор происходит под собственным весом и возможен только в одной точке: через смеситель или душевую насадку.

Напорный водонагреватель немецкой фирмы AEG

Отличие между напорным и безнапорным водонагревателями

Преимущество безнапорных моделей:

  • Эксплуатация возможна даже при отсутствии электричества и центрального водоснабжения;
  • Монтаж и демонтаж выполнить легко;
  • Замена ТЭНа, если он присутствует, осуществляется проще, чем в напорном водонагревателе.

Обвязка для сезонного использования

В квартирах бойлеры чаще всего устанавливаются как вынужденная мера на период проведения плановых ремонтов теплосети. Большую часть времени водонагреватель простаивает и, хотя его рекомендуется держать в наполненном состоянии, постоянный проток воды может вызывать нанос отложений в ёмкость. Поэтому следует предусмотреть систему отключения бака от водопроводной системы, что довольно просто реализуется парой шаровых или одним трехходовым краном.

Если вы используете шаровые краны, один из них устанавливайте до места врезки горячего отвода в систему водоснабжения. Этот кран закрывается летом для предотвращения оттока воды в магистраль. Наличие крана на горячем отводе строго обязательно для ограничения протока в зимний период.

Обвязка для сезонного использования

1 — запорные вентили на входе водопровода; 2 — трехходовой кран; 3 — группа безопасности; 4 — накопительный водонагреватель

Один трехходовой кран, установленный в месте врезки в горячую магистраль, также решает задачу переключения между режимами. Примечательно, что именно на трехходовых кранах наиболее просто и выгодно реализовать систему с несколькими водонагревательными приборами, соединёнными параллельным трубопроводом.

Читайте также:  Как почистить газовую колонку от накипи и копоти своими руками

Особенности монтажа

Решая, как установить и подсоединить к водопроводу водонагревательный бойлер, учитывают следующие рекомендации:

  • По правилам установки водонагревателей, трубы горячей воды должны поступать к сантехническим приборам в тепловой изоляции с толщиной оболочки не менее 20 мм, коэффициент ее теплопроводности не должен превышать показатель в 0,035 Вт/м2. Выполнение данного условия снижает теплопотери в магистрали, экономит электроэнергию и соответственно финансовые средства потребителя.
  • Так же желательно присутствие изоляции и на металлических трубах из стали, нержавейки или меди в линии холодного водоснабжения (ХВС). Основное назначение теплоизоляции на трубопроводе подачи холодной воды — препятствие образованию конденсата, вызывающего появление плесени и грибка, коррозии.

Рис. 14 Подключение бойлера к водопроводу в индивидуальном доме

  • Распространенная неисправность многих бойлеров — утечка воды через боковой штуцер предохранительного спускного клапана, вызванная высоким давлением в водопроводной магистрали (встречается на первых этажах многоквартирных высотных домов). Обычно воду отводят в канализацию при помощи гибкой подводки, закрепленной на боковом штуцере, что не всегда удобно. Один из вариантов избежать монтажа мешающего шланга — установка на бройлер расширительного бака, компенсирующего перепады давления.
  • Как правило, расширительный бак ставят на бойлеры косвенного нагрева или резервуары значительной емкости с большим количеством воды, где небольшие температурные колебания вызывают существенное перепады давления.
  • При монтаже бойлеров следует подбирать кабель электропитания с термостойкой изоляцией, в электрической цепи обязательно наличие заземляющего контура. Система электропитания водонагревателя должна иметь устройство защитного отключения УЗО.
  • При эксплуатации мощных бойлеров энергопотреблением свыше 5 кВт, их запитывают трехжильным медным проводом большого сечения (2 — 2,5 мм2) от щитка, проводя отдельную электрическую линию, наиболее часто используемые марки электрокабеля — ВВГ 3х2,5-380, ППВ 3х2,5-380.
  • Для увеличения срока службы ТЭНов водонагревателей в системе водоснабжения устанавливают магнитный фильтр, препятствующий отложению солей металлов на поверхности нагревательного элемента.

Рис. 15 Подключение типового бойлера к электрической сети

Главное условие правильного подключения накопительного водонагревателя к водопроводу — установка в линию подачи холодной воды как можно ближе ко входному патрубку предохранительного клапана сброса давления, обеспечивающего безопасность пользования системой при возникновении аварийных ситуаций. В системах с бойлерами косвенного нагрева для компенсации чрезмерного давления нередко устанавливают типовую группу безопасности из трех приборов, в обвязке агрегатов большого объема используют расширительный бак.

Плюсы и минусы прибора

К основным плюсам косвенного нагревательного бака (в отличие от прямых накопительных и проточных водонагревателей) можно отнести следующие характеристики:

  • Нагрев и аккумуляция большого объема воды.
  • Низкие расходы на организацию автономной системы ГВС.
  • Независимость от энергоресурсов. Косвенные бойлеры с ТЭНами не перегружают электропроводку в частном доме или квартире.
  • Возможность одновременного подключения нескольких точек потребления.
  • Поддержание оптимальной температуры нагрева. Устройства отличаются стойкостью к резким скачкам напряжения и напора воды в трубах.
  • Универсальность и практичность. Для бойлеров косвенного нагрева воды предусмотрены различные схемы подключения.
  • Длительный срок службы при правильном техническом обслуживании.

Имеются у подобных нагревателей и некоторые минусы, которые следует учесть при выборе устройства:

  • Существенные габариты и сложность выбора установочного места. Поэтому для одновременного использования отопительного котла и косвенного нагревателя выделяется отдельное техническое помещение.
  • Высокая стоимость устройства и проведения монтажных работ (установка с обвязкой наладка).
  • Первый запуск оборудования для нагрева жидкости в системе требует длительного времени. Этот процесс сопровождается снижением температуры теплоносителя в отопительных радиаторах.

Итак, мы рассмотрели принцип и устройство работы бойлера косвенного нагрева. Давайте теперь посмотрим плюсы и минусы таких водонагревателей.

Накопительный водонагреватель косвенного нагрева – достоинства:

  • не влияет существенно на нагрузку электросети дома в холодные времена года;
  • обладает достаточно высокой производительностью при правильном расчете всех необходимых параметров;
  • не допускает контакта внутренней поверхности нагревательного контура с проточной «агрессивной» водой с большим содержанием солей;
  • изолирует теплоноситель контура отопления от проточной сантехнической воды сразу после открытия крана в месте потребления;
  • с многоконтурными нагревателями предполагает использование нескольких источников тепла.
Читайте также:  Инфракрасный карбоновый теплый пол: принцип действия и правила укладки

Теперь немного о недостатках:

  • за «удобные» технологии в отоплении и ГВС необходимо иметь определенный объем финансовых средств;
  • необходимо правильно рассчитать мощность котла, при установке накопительного водонагревателя косвенного нагрева;
  • необходим опыт в расчете водонагревателя косвенного нагрева (бойлера);
  • опыт в монтаже котельного оборудования или минимальное представление принципов работы котельной.
  • значительные «габариты» оборудования предполагают предоставления под котельную отдельного помещения.

Рекомендации

При выборе места под подвешивание бойлера следует учесть некоторые факторы:

  • близость к расположению потребителей ГВС.
  • удобство включения и выключения прибора.
  • удобство подключения к электрической сети.
  • близость к водопроводной магистрали.

При монтаже водонагревательного устройства нужно знать, как повесить бойлер на стену правильно. Это поможет избежать в будущем обрушению конструкции под действием высоких нагрузок. Для улучшения показателей прочности стены зачастую используют дополнительные каркасы и пластины из металла. Для обеспечения надежности крепления нужно использовать только крепежи из комплекта, либо купленные отдельно с достаточными показателями прочности.

Выводы и полезное видео по теме

Прежде чем решиться на покупку и установку в доме нового водонагревателя, предлагаем изучить видеоматериалы, наглядно демонстрирующие преимущества «косвенника» и нюансы его подключения.

В этом видео можно узнать, как работают бойлеры косвенного нагрева с теплоносителем, расположенным внутри змеевика:

Все нюансы внутреннего устройства и принципов работы различных типов бойлеров косвенного нагрева в подробном видео-ликбезе от практикующего мастера:

Обзор и подключение прибора на 300 литров, который работает от двух теплоносителей – котла и солнечных батарей:

Подробный разбор устройства БКН и схем его подключения. Практические советы и подсказки от мастера:

Что касается обслуживания, то бойлер косвенного нагрева – достаточно неприхотливое оборудование. При правильной установке и налаженной работе системы может понадобиться только замена магниевого анода раз в 6-12 месяцев и профилактическая промывка бака.

Частота обслуживания зависит от качества водопроводной воды и интенсивности пользования. Но если у вас установлен прибор, работающий по технологии «бак в баке», обладающий функцией самоочистки, менять расходник не потребуется.

Впрочем, о регулярном обслуживании оборудования всегда можно договориться с мастерами, специализирующимися на установке и ремонте систем водоснабжения.

Возникли вопросы? Или есть желание поделиться личным опытом по выбору, подключению и использованию бойлера косвенного нагрева? Пожалуйста, оставляйте к этой статье.

Чертежи

Косвенный водонагреватель состоит из накопительного бака, соединенного с котлом трубной системой. Внутри расположен змеевик, с циркулирующим в нем теплоносителем, который нагревает воду. Благодаря постоянному движению источника отопления вода в баке остается горячей. Расход воды и добавление новой почти не влияют на температуру, так как за считаные минуты вода достигает обусловленной температуры. Данный фактор является сверхэкономичным достоинством данного устройства.

Перед тем как изготовить устройство самому, стоит рассмотреть основные три вида бойлеров, такие как:

  • бойлер косвенного нагрева со змеевиком, по которому происходит движение теплоносителя;
  • устройство с расположенными вдоль стенок трубами (принцип теплообмена напоминает первый вид бойлеров);
  • два сосуда – большой и маленький. В маленький наливается вода, в большом происходит циркуляция теплоносителя.

Примитивная схема самодельного нагревателя дарит огромный простор творчеству. Разобравшись в принципе работы, можно с легкостью придумать собственное оформление своего изделия. Для накопительного бака можно использовать совершенно любую емкость необходимого размера, устойчивую к перепадам температуры и защищенную от коррозии, например, из нержавейки, чаще всего из меди.

Идеальным вариантом можно считать старый газовый баллон, который отличается высокой степенью прочности. Но не следует применять для сбора бака эмалированные емкости. Беспрерывный контакт с водой разрушит стенки сосуда и через год (в лучшем случае через полтора года) придется сооружать бойлер заново.