Бойлер косвенного нагрева — что это такое?

Современное жилище уже невозможно представить без системы горячего водоснабжения. Обеспечить дом комфортом призваны и водонагреватели, использующие газ или электроэнергию.

Что такое бойлер косвенного нагрева?

Конструкция бойлера состоит из:

  • корпуса;
  • утеплителя,
  • бака;
  • термометра;
  • теплообменника (змеевика);
  • магниевого анода (защищает от коррозии).

Выделяются анодный и катодный методы антикоррозийной защиты. Более популярные анодные.

Бойлер косвенного нагрева — это бак с водой, из которого выделяется тепло, поступающее из системы отопления.

Нагрев осуществляется следующим способом: через теплообменник происходит процесс поступления воды от котла, она нагревает стенки теплообменника, а от них уже греется вода, которая находится в емкости.

Пример устройства бойлера косвенного нагрева

Подключение к водоснабжению

Для бесперебойной подачи теплой воды следует строго соблюдать правила подключения бойлера косвенного нагрева. Основным нюансом подключения является то, что холодная вода обязательно должна подаваться снизу, т.е. входной патрубок подключается внизу бойлера. Однако существуют бойлера, где вход к подаче холодной воды находится сверху – это значит, что вода идет через всю систему до нижней точки.

Что касается выхода горячей воды, то он расположен, как правило, вверху. Патрубок забирает верхние слои воды, которые всегда самые горячие в баке. Благодаря подобной системе, водоснабжение горячей водой будет осуществляться до тех пор, пока в резервуаре не останется ни грамма теплой воды, только после этого пойдет холодная.

Выбор накопительного оборудования

Чтобы не ошибиться с бойлером при выборе, стоит хоть немного разбираться в котлах, дабы правильно оценивать соответствие устройств. Не все продавцы подскажут и порекомендуют действительно то, что нужно вам.

Лучше всего покупать бойлер одновременно с котлом. Некоторые производители намеренно выпускают оборудование со стандартными габаритами разъемов и фитингов. Но все равно, лучше если накопитель и водонагреватель буду одного бренда.

Самые популярные из них:

  • Ariston (Аристон);
  • Protherm (Протерм);
  • Buderus (Будерус);
  • BAXI (Бакси).

Факторы, которые стоит учитывать при выборе бойлера косвенного нагрева:

  • объем – в зависимости от количества постоянных пользователей стоит выбирать бойлер. Если семья из 2-3 человек, следует отдать предпочтение оборудованию не менее чем на 80-120 л;
  • конструкция – за качественный агрегат придется немного доплатить, но в таком случае вы получите по-настоящему «долгоживущий» прибор. Обратите внимание на то, что первоклассные агрегаты делают из стали, которая покрыта полимерным материалом. Наличие «голого» металла свидетельствует о низкокачественной сборке;
  • к некоторым котлам изначально невозможно подключить водяной накопитель сверху. Они могут работать только с напольным типом техники. При этом схема отопления с одноконтурным агрегатом совершенно не имеет значения при выборе емкости для воды.

Если вы сомневаетесь в своих силах и досконально не смогли разобраться в работе устройств, во время подключения одноконтурного котла и водонагревателя не выполняйте работу самостоятельно. Предварительная консультация с компетентными специалистами, и даже и помощь не будет лишней.

Расчет объема бойлера косвенного нагрева и проектирование змеевика

Объем бака напрямую зависит от потребности в горячей воде. Принято считать, что на каждого члена семьи достаточно от 50 до 70 литров горячей воды ежедневно. Поэтому для семьи из 3-4 человек достаточно 200-литрового бойлера. В качестве бака используют любую подходящую термостойкую емкость из антикоррозионного материала: нержавеющей стали, алюминия, пластика. В баке устанавливают входной и выходной шаровые краны. Диаметр и длина трубы для змеевика рассчитываются исходя из объема бака, материала трубы, скорости потока теплоносителя и его температуры. На каждые 10 литров бака необходимо около 1,5 кВт тепловой мощности змеевика. Змеевик обычно изготовляют из латунной трубки диаметром от 8 до 20 мм, свернутой в спираль так, чтобы витки не соприкасались – так обеспечивается максимальный контакт его греющей поверхности с нагреваемой водой. Чтобы определить общую длину трубки, необходимо вычислить необходимую мощность змеевика, после чего определить длину трубы по формуле:

Читайте также:  Дизельный котел отопления – профессиональный отопительный прибор

Формула для вычисления обей длины трубы для бойлера

где P – тепловая мощность змеевика в кВт;

d – диаметр трубы в метрах;

ΔТ –разность температур теплоносителя и нагреваемой воды, °C.

Например, для бака 200 литров необходим змеевик с тепловой мощностью 30 кВт. Диаметр трубки для змеевика – 10 мм, или 0,01 м. Температура теплоносителя 80°С, температура поступающей воды — 15°С. По приведенной формуле вычисляем длину змеевика:

По приведенной ниже формуле вычисляем длину змеевика

Змеевик в этом случае выполняют в виде спирали диаметром 40 см. При диаметре бака в 0,5 м и высоте 1 метр такой змеевик будет иметь 12 витков с межвитковым расстоянием в 6-8 см. Для удобства намотку производят с помощью шаблона – трубы соответствующего диаметра. Ввод и вывод змеевика удобнее выполнять с одной стороны бака.

Принцип работы системы

Виды бойлеров косвенного нагрева

Современные бойлеры косвенного типа имеют разнообразную конструкцию и форму. Помимо округлого тонкостенного бака, существуют бойлеры, имеющие более сложное устройство, позволяющее оборудованию быть более экономичным и эффективным. Классификация оборудования выполняется по нескольким признакам.

Типы теплообменника

Косвенные водонагреватели могут иметь теплообменник различной конструкции:

  • одноконтурный змеевик — спиралеобразная металлическая тонкостенная труба, расположенная внутри ёмкостного бака. Из-за циркуляции теполоносителя по трубе змеевик нагревается и передаёт тепловую энергию холодной воде, которая находится в баке. Это самая простая и доступная конструкция на рынке;

    Бойлер косвенного нагрева с одноконтурным змеевиком — самый простой и доступный вариант

  • двухконтурный змеевик — конструкция аналогичная описанному выше варианту с той лишь разницей, что водонагреватель обеспечивает одновременную подачу нагретой воды и теплоносителя для центрального отопления. Такое оборудование несколько дороже более простого аналога, но гораздо эффективнее при необходимости нагрева большого количества воды;
  • конструкция типа «бак в баке» – оборудование имеет бак, состоящий из ёмкостей большего и меньшего размера. Внутри большого бака располагается вода, которую необходимо нагреть, а внутри меньшего — теплоноситель. Такие бойлеры обладают не только высокой скоростью нагрева воды до 75–90 оС, но и выполняются в более габаритных корпусах;

    Бойлер косвенного типа по технологии «бак в баке»

  • комбинированный бойлер — конструкция водонагревателя с двумя теплообменниками. Первый представляет собой обычный змеевик из алюминиевой или медной трубы. Второй выполнен в виде трубчатого электронагревателя. Комбинированные модели имеют довольно высокую стоимость, но и сочетают в себе функции разных устройств.

Материал теплообменника

Для изготовления теплообменника в виде змеевика и внутреннего бака используются такие материалы, как:

  • латунь — низкая теплопроводность, 100–110 Вт/(м∙°C);
  • алюминий — средняя теплопроводность, 200–240 Вт/(м∙°C);
  • медь — высокая теплопроводность, 360–390 Вт/(м∙°C).

Чем более высокую теплопроводность имеет материал теплообменника, тем дороже бойлер.

Способ установки

В зависимости от способа установки устрйоства подразделяются на два типа:

  1. Настенный — оборудование монтируется на подвесной кронштейн, закреплённый на поверхности стены. Ёмкость бытовых настенных бойлеров обычно не превышает 200 л, но в линейке некоторых производителей можно встретить конструкции вместимостью до 650 л.
  2. Напольный — бак устанавливается на поверхность пола в непосредственной близости от нагревательного котла. Средняя ёмкость бытовых напольных моделей варьируется от 200 до 500 л. Промышленные варианты имеют только напольный способ установки.

    Бойлеры бывают настенного (слева) и напольного (справа) исполнения

Способ компоновки

По способу расположения конструктивных элементов водонагреватели подразделяются на два типа:

  1. Вертикальный — наиболее распространённый способ компоновки, позволяющий сэкономить внутреннее пространство в помещении. Вертикальные устройства имеют ограниченный объём и размеры, поэтому такое исполнение вполне подходит для использования в частном секторе.
  2. Горизонтальный — не имеет чётких ограничений по объёму и габаритам. Как правило, такие устройства за счёт большего размера имеют множество дополнительных функций. Например, более толстый теплоизоляционный слой, рециркуляция и накопление.

    Горизонталльные бойлеры могут иметь более толстый слой теплоизоляции и ряд дополнительных функций

Выбор бойлера для самостоятельного изготовления

Общее устройство бойлера косвенного нагрева довольно простое — при умении работать с электроинструментом и сваркой водонагреватель можно изготовить самостоятельно.

Для использования в условиях частного дома, где проживает семья из трёх человек, достаточно вертикального бойлера с медным теплообменником. Если семья большая, то лучше выбрать напольную конструкцию. Это позволит сделать оборудование необходимой ёмкости, а также провести должную теплоизоляцию бака.

Изготавливать самостоятельно бойлер c теплообменником типа «бак в баке» не желательно. Во-первых, потребуется найти или изготовить сам бак, что потребует достаточно много сил и времени. Во-вторых, при изготовлении водонагревателей большого объёма габариты конструкции увеличиваются в несколько раз.

Читайте также:  Как сварить котел для отопления дома своими руками

К тому же заводские модели, изготавливаемые по этой технологии, имеют специальное покрытие (эмаль, керамика, серебряное напыление) на теплообменнике. Повторить нанесение подобного покрытия в «гаражных условиях» не получится.

Пошаговое подключение всех элементов

Вне зависимости от того, какие водоводы будут использоваться в квартире или доме, схема подключения накопительного агрегата и алгоритм подсоединения всех элементов будут одинаковыми.

  1. На патрубки, расположенные в нижней части бака, наматывается лен, для уплотнения соединения.
  2. После этого при помощи разводного ключа на патрубки прикручиваются тройники.
  3. Далее вкручиваются краны в установленные тройники. Эти краны используются для слива жидкости. При открытом правом кране, вода из аппарата будет вытекать до определенного момента, после чего слив остановится. Если открыть левый – то начнется подсос воздуха и слив жидкости продолжится.
  4. После размещения вентилей, требуется установка предохранительного клапана на тройник, через который будет осуществляться подача жидкости.
  5. На водоводе, через который будет выходить горячая вода, устанавливается запорный вентиль (3).
  6. Теперь остается сделать подводку холодной воды, и разводку для горячей по нужным помещениям (в случае установки аппарата в частном доме). Для квартиры трубу, через которую выходит нагретая вода из бака, подсоединяют к магистральному водоводу с горячей водой. При отсутствии нагретой воды в магистрали можно воспользоваться агрегатом (при этом необходимо перекрыть вентиль подачи горячей воды (1) на квартиру). Если подача возобновляется, тогда перекрывается запорный кран (3) на трубе горячей воды, выходящей из аппарата.

Схема подключения накопительного бойлера к водопроводу показана на рисунке:

Трехходовой клапан в системе

Чаще остальных встречается обвязка бойлера косвенного нагрева с установкой трехходового клапана. При такой схеме к основной отопительной схеме подводится дополнительная линия, которая и будет поставлять носитель тепла в резервуар. Трехходовой клапан для котла, который подключается к горячей отопительной трубе, перенаправляет горячий поток жидкости либо в систему отопления, либо в устройство косвенного нагрева.

Приоритет в данном варианте обвязки отдается повышению температуры воды косвенного источника ГВС. Клапан управляется автоматическим устройством, которое считывает показания с датчиков температуры, вмонтированных внутри бойлера. Принцип работы трехходового клапана несложен:

  1. После слива части горячей воды из накопителя, температура жидкости в нем понижается. Сигнал об этом подается на клапан, который прекращает подачу теплоносителя в систему отопления.
  2. После того как отключился отопительный контур, трехходовой клапан направляет горячий поток от водонагревательного устройства на змеевик бойлера.
  3. Нагрев воду в накопительной емкости, по сигналу автоматики, клапан отключает подачу теплоносителя в бак и вновь направляет его в отопительную систему.
  • Facebook
  • Twitter
  • Google+
  • LiveJournal
  • VKontakte
  • Blogger

Трехходовой термостатический клапан нужен для перенаправления воды в системе

Важно! Термостат для бойлера настраивают на температуру, которая всегда должна быть ниже показателей основного носителя тепла. Иначе, нагревая бойлер, клапан никогда не переключится на отопительный контур.

Система с рециркуляцией

Если у вас предполагается наличие полотенцесушителя, следует приобретать модели с рециркуляцией, например, Дражице OKC NTR/Z. В центре бака находится точка рециркуляции. Это дает сделать полотенцесушитель постоянно теплым и воду в кране сразу горячей. Не надо будет ожидать, пока стечет холодная вода.

Минусом таких систем будут потери тепловой энергии. Также, в схемах без рециркуляции нагретая вода находится сверху бака и оттуда же выходит к точкам водоразбора. Это позволяет использовать максимальное количество теплой воды. Рециркуляция перемешивает водные слои в баке, поэтому этот эффект частично теряется.

Секреты монтажа, или как избежать ошибок

Специалисты рекомендуют устанавливать прибор как можно ближе к отопительному агрегату. При настенном размещении дно водонагревателя должно располагаться выше верхней плоскости котла.

  1. Правильный монтаж бойлера косвенного нагрева предусматривает не только установку прибора в соответствии с рекомендациями производителя, но и его настройку. В противном случае может возникнуть ситуация, при которой котёл не будет переключаться на работу с отопительной системой. Поэтому важно соблюдать требование, согласно которому температура настройки котла будет превышать значения настройки термостата.
  2. При монтаже важно не перепутать направление подачи теплоносителя в бойлер. Невыполнение этого требования чревато снижением производительности агрегата и увеличением энергозатрат. Неправильное подключение циркуляционного насоса влечёт за собой повышенный шум и снижение срока службы. О том, как выбрать и правильно установить этот агрегат, можно узнать здесь.
  3. Подключая бойлер, не экономьте на монтаже запорной арматуры. Установленные на участке входа и выхода воды и теплоносителя шаровые краны дадут возможность демонтировать устройство, не сливая жидкости из системы отопления и не перекрывая подачи холодной воды в квартиру.
  4. Некоторые начинающие монтажники не устанавливают обратный клапан на подающей магистрали, считая эту деталь лишней. Этого не рекомендуется делать, поскольку нагретая вода сможет беспрепятственно уходить обратно в водопровод.
  5. Следите за тем, чтобы запорный кран от стояка горячего водоснабжения был перекрыт во время эксплуатации бойлера. В противном случае вода будет попросту уходить в общую систему.
  6. После монтажа водонагревателя надо обязательно проверить работу предохранительного клапана. Помните, что от исправности этой детали зависит ваша безопасность. Именно поэтому категорически запрещается установка обратного клапана вместо предохранительного устройства.
  7. Чтобы исключить поражение электричеством, прибор необходимо заземлить. В случае использования комбинированного бойлера косвенного нагрева должно быть установлено ещё и устройство защитного отключения. Кроме того, подключение к электросети лучше выполнять отдельной линией с использованием дополнительных пакетных выключателей.
Читайте также:  Выгодно ли ставить счетчик на отопление в многоквартирном доме

Преимущества и недостатки водонагревателей косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева, обладает существенными преимуществами по сравнению с устройствами проточного нагрева воды или баковыми подогревателями.

  • Возможность использования альтернативных источников нагрева, при отсутствии основного теплоносителя (завершение отопительного сезона).
  • Высокий коэффициент полезного действия оборудования.
  • Минимальный расход электрической энергии.
  • Отсутствие прямого контакта горячей воды и теплоносителя, что позволяет использовать присадки в отопительной системе.
  • Бесперебойная подача горячей воды в любое время года и на большое количество точек.
  • Стабильное давление в системе, при нескольких потребителях.

Как и любое другое оборудование, агрегаты для косвенного нагрева воды не лишены своих недостатков.

  • Высокая стоимость изделия.
  • Значительное время, необходимое на нагрев большого количества воды.
  • Большие размеры устройства.

Итак, преимущества бойлера косвенного нагрева:

  • не приводит к значительной перегрузке электропроводки жилища в отопительный сезон;
  • имеет довольно высокой показатель производительности (при условии грамотного проектирования);
  • внутренняя поверхность нагревательного контура не контактирует с проточной водой;
  • разграничен теплоноситель отопительного контура и поток проточной сантехнической воды;
  • применение рециркуляции позволяет получать горячую воду сразу после открытия крана;
  • с многоконтурными нагревателями предполагает использование нескольких источников тепла.

Осталось поговорить о недостатках:

  • переоборудование теплотехнической системы требует дополнительных затрат;
  • первый нагрев воды длится довольно долго (больше часа);
  • потребность в выделении обособленного помещения, продиктованная внушительными размерами оборудования.

Изготовление змеевика

Для самостоятельного изготовления круглого стального змеевика используется трубогиб, но при необходимости обустраивается квадратный нагревательный элемент, все части которого представлены соединяемыми электрической сваркой, отрезками нержавеющей стальной трубы.

Уровень мощности нагрева рассчитывается в соответствии с формулой: Q = К х А х dT, где показатели представлены:

  • К — коэффициентом тепловой передачи;
  • А — площадью общей поверхности нагревательного элемента;
  • dT — температурной разностью теплового носителя и греющейся воды.

Размещение змеевика может осуществляться, как в центральной части резервуара, так и вдоль его стенок.

Конфигурация и размеры резервуара влияют на общее количество витков, а также диаметр нагревательного элемента.

В процессе эксплуатации водогрейного оборудования, отмечается накопление накипи и разных отложений на нагревательном элементе, поэтому периодическая чистка змеевика является обязательным мероприятием по обслуживанию бойлера.

Подключение

При непосредственном подключении надо соблюдать следующие правила:

  • Устанавливать только на ровную поверхность. Если делаете монтаж на стену, то она должна быть кирпичной, для крепления использовать только анкерные болты или скобы.
  • Давление в самой системе не должно превышать параметры водонагревателя.
  • При установке напольного водонагревателя монтаж необходимо произвести так, чтобы бойлер находился выше котла, чем ниже он расположен, тем дольше нагревается вода. Для соблюдения такого условия делается подиум высотой в 10 см.
  • Если выполняете монтаж водонагревателя самостоятельно, помните, что патрубки входа и выхода должны быть направлены в сторону котла .
  • Монтаж обычно выполняется совместно с другим оборудованием, находящимся в котельной. Безусловно, монтаж осуществляют с соблюдением техники безопасности, если необходимо, то делается заземление.