Бойлер косвенного нагрева устройство и принцип работы

Появление на рынке бытовой техники бойлеров облегчили жизнь жителей мегаполисов и отдалённых посёлков. Горячее водоснабжение стало доступным даже там, где его даже не надеялись получить.

Бак для воды в бойлере — основа любого водонагревателя.

Как правило резервуары сделаны из металла, но иногда встречается и пластик. Сперва разберем металлические, они бывают из нержавейки и обычного металла. Как правило, многие отдают предпочтение бакам из нержавеющей стали, считая, что они более надежные. Но это не совсем так, главная проблема подобных моделей – невозможность покрыть бак защитным составом эмали. Не секрет, что нержавейка отлично взаимодействует с водой, но и то что её невозможно покрасить тоже ни для кого не будет новостью. Стальные баки обработаны изнутри особым составом стекловидной эмали (название может отличаться у разных производителей), которая защищает их от деформации, перепадов температур и предотвращает появление ржавчины. Резервуары из нержавеющей стали же подвержены деформации, т.к. из-за постоянного нагрева и остывания они могут расширяться.

Также встречаются баки из АБС пластика, они ничем не хуже своих металлических аналогов, напротив имеют даже ряд преимуществ. Например, они не подвержены ржавчине, а также они лучше сохраняют тепло и тем самым способствуют более быстрому нагреву жидкости.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Водонагреватель или бойлер косвенного обмена — это бак с водой, в котором размещен теплообменник (змеевик или по типу водяной рубашки — цилиндр в цилиндре). Теплообменник подключен к котлу отопления или к любой другой системе, в которой циркулирует горячая вода или другой теплоноситель.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Нагрев происходит просто: через теплообменник проходит горячая вода от котла, она нагревает стенки теплообменника, а они, в свою очередь, передают тепло воде, находящейся в емкости. Так как нагрев происходит не напрямую, то и называется такой водонагреватель «косвенного нагрева». Нагревшаяся вода по мере необходимости расходуется на хозяйственные нужды.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Устройство бойлера косвенного нагрева

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Одна из важных деталей в данной конструкции — магниевый анод. Он снижает интенсивность процессов коррозии — бак служит дольше.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Есть два типа бойлеров косвенного нагрева: со встроенным управлением и без. Бойлеры косвенного нагрева со встроенным управлением подключаются к системе отопления, работающей от котлов без управления. У них есть встроенный датчик температуры, собственное управление, которое включает/отключает подачу горячей воды в змеевик. При подключении оборудования такого типа все что надо — завести на соответствующие входы подачу и обратку от отопления, подключить подачу холодной воды и к верхнему выходу подключить гребенку раздачи горячей воды. На этом все, можно заполнять бак и начинать ее греть.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Обычные бойлеры косвенного нагрева работают в основном с автоматизированными котлами.  Во время монтажа необходимо в определенное место установить датчик температуры (есть отверстие в корпусе) и связать его с определенным входом котла. Далее делают обвязку бойлера косвенного нагрева в соответствии с одной из схем. Можно их подключить и к энергонезависимым котлам, но для этого требуются особые схемы (есть ниже).

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Что ее надо помнить, что воду в бойлере косвенного нагрева можно нагреть чуть ниже температуры теплоносителя, циркулирующего в змеевике. Так что если котел у вас работает в низкотемпературном режиме и выдает, скажем +40°C, то максимальная температура воды в баке будет именно такой. Больше вы ее никак не сможете нагреть. Чтобы обойти это ограничение, есть комбинированные водонагреватели. В них есть змеевик и встроенный ТЭН. Основной обогрев в этом случае идет за счет змеевика (косвенного нагрева), а ТЭН только доводит температуру до заданной. Также такие системы хороши в паре с  твердотопливными котлами — вода будет теплой даже тогда, когда топливо прогорело.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают
Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

К каким котлам можно подключать

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Бойлеры косвенного нагрева могут работать с любым источником горячей воды. Подойдет любой водогрейный котел — твердотопливный — на дровах, угле, брикетах, пеллетах. Можно подключить газовому котлу любого типа, электрическому или работающему на жидком топливе.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Схема подключения к газовому котлу со специальным выходом для бойлера косвенного нагрев

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Просто, как уже писали выше, есть модели с собственным управлением, и тогда их установка и обвязка — более простая задача. Если же модель простая, приходится продумывать систему регулирования температуры и переключения котла с обогрева радиаторов, на обогрев горячей воды.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Формы баков и способы установки

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Бойлер косвенного нагрева может устанавливаться на пол, может — навешиваться на стену. Настенные варианты имеют емкость не более 200 литров, а в напольные могут вмещать до 1500 литров. И в том и в другом случае есть горизонтальные и вертикальные модели. При установке настенного варианта крепление стандартное — кронштейны, которые монтируются на дюбеля подходящего типа.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Если говорить о форме, то чаще всего эти устройства сделаны в форме цилиндра. Практически во всех моделях все рабочие выводы (патрубки для подключения) выведены сзади. Так проще подключать, да и внешний вид лучше. На лицевой части панели есть места для установки датчика температуры или термореле, в некоторых моделях есть возможность установки ТЭНа — для дополнительного догрева воды при нехватке мощности отопления.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

По типу установки они есть настенные и напольные, емкость — от 50 литров до 1500 литров

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

При установке системы, стоит помнить, что система будет работать эффективно только в том случае, если мощность котла будет достаточной.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Принцип работы водонагревателя

Принцип функционирования электрического бойлера — смешивание холодного и горячего теплоносителя. Нагретая вода поднимается на верх, а холодная находится снизу, где происходит её нагревание.

Читайте также:  Газовый котел АОГВ Сиберия: достоинства и недостатки

Процесс работы водогрейки выглядит следующим образом:

  1. Наполняется накопительный бак водой через специальный патрубок. Вход оснащён предохранительным клапаном, он удерживает жидкость и не позволяет ей течь обратно.
  2. На терморегуляторе устанавливается требуемый температурный показатель, но не больше 80 градусов.
  3. Тен включается автоматически, и начинается нагрев воды.
  4. Горячая жидкость поднимается вверх, а выход её производится через заборную трубку, находящуюся сверху бака.
  5. По заборной трубке теплоноситель движется в трубопровод пола.

Устройство водонагревателя с косвенным нагревом

Свое название – «косвенный» – бойлеры такого типа получили потому, что в них не предусмотрены собственные нагревательные элементы. Они подключаются к внешней отопительной системе, получая от нее тепло для нагрева потребительской воды. Поэтому любой водонагреватель такого типа оборудован контуром подвода носителя тепла и контуром для прокачки нагреваемой воды. По форме это металлический бак цилиндрической, реже кубической формы, внутрь которого заливается холодная вода, и встроено оборудование для циркуляции теплой воды от внешнего источника отопления. Чтобы сохранить достигнутую температуру воды, на бак наносится слой теплоизоляции. Полезный объем нагреваемой воды в разных моделях находится в диапазоне 60 – 400 литров.

Косвенный водонагреватель с теплообменником в виде змеевика

В самых распространенных моделях бойлеров с косвенным нагревом воды контуром, по которому циркулирует внешний теплоноситель, является обыкновенный змеевик из стальной трубки.

Разрез водонагревателя со змеевиковым теплообменником

Конструкция косвенного водонагревателя по принципу «бак в баке»

Внутреннее устройство такого водонагревателя понятно из самого названия.

Устройство косвенного нагревателя типа «бак в баке»

Нагреваемая вода заполняет внутренний бак, который не содержит внутри себя никаких посторонних элементов – только вода и трубки ее подвода и отбора. Теплоноситель циркулирует в промежутке между стенками внешнего и внутреннего резервуаров. Такая конструкция обеспечивает большую площадь теплового контакта, поэтому нагрев воды до требуемой температуры происходит быстрее.

Расположение бойлеров

Возможно следующее расположение водонагревателей:

  • Настенный. Бойлеры малого объема – до 150 литров – обычно выпускаются в настенном варианте. Такая конструкция оборудована кронштейнами, позволяющими закрепить ее высоко над полом. Следует только помнить о том, что стена должна гарантированно выдерживать вес заполненного водой резервуара.

    Настенный вариант расположения бойлера

  • Напольный. Баки большого объема – от 200 до 400 литров – монтируются исключительно на полу. Для их правильной установки требуется ровная поверхность или создание специальной подставки.

Установка косвенного бойлера на отдельной подставке

  • Есть модели с горизонтальным расположением бака. Но их использование сопряжено с определенными проблемами, поэтому они не пользуются популярностью.

Горизонтально расположенный бойлер

Дополнительные устройства и приборы

Для надлежащего функционирования всей системы косвенного нагрева в ней могут устанавливаться дополнительные и управляющие элементы:

  • Насосы, обеспечивающие подачу теплоносителя в бойлер.
  • Управляющий клапан. Его задача – открывать доступ теплоносителю в бойлер и перекрывать его после достижения нужной температуры нагрева.
  • Предохранительные клапаны. Предназначены для отсекания обратного потока воды.
  • Регулируемый термостат. Сигналы от него управляют работой насосов и управляющих элементов.
  • Многие системы выпускаются комбинированного типа – помимо теплообменника оснащаются встроенными нагревательными элементами – ТЭНами. Это позволяет использовать их и как бойлеры прямого нагрева. Если источником внешнего тепла является система центрального отопления, то в летний сезон она не работает. И «чистый» косвенный нагреватель оказывается бесполезным. Кроме того, для других источников тепла не исключены перебои и аварии. Вот для экстренных случаев и предусмотрен свой нагреватель.
  • В верхней области бака может быть установлен специальный анод, предотвращающий гальваническую коррозию резервуара и уменьшающий накипь на стенках резервуара.

Инструкция по эксплуатации нагревательного оборудования

Любой тип оборудования имеет свои сроки службы, которые указываются производителем. В течение этого периода водонагреватель пригоден для эксплуатации и его работа может сопровождаться лишь незначительными поломками. Однако этот срок службы может быть гарантированным лишь в том случае, если агрегат используется в соответствии с инструкцией.

Дополнительные правила использования:

  • высокие температуры способствуют износу оборудования. Чтобы нагревательный элемент и покрытие бака прослужило как можно дольше, следует избегать частого применения водонагревателя на максимальных температурных режимах;
  • ежегодно, а лучше дважды в год следует выполнять сервисное обслуживание (профилактическая чистка резервуара с жидкостью и всего его содержимого);

Схема устройства защиты бойлера от перегрева

  • если наблюдаются скачки напряжения, рекомендуется установить стабилизатор.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности — относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

  • сталь с эмалированным покрытием;
  • нержавеющая сталь;
  • пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание. Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2—3 года.

Стандартная схема подключения

Человеку, имеющему общее представление о разводке сети водоснабжения в масштабах квартиры и о принципиальной схеме работы накопительного электрического водонагревателя, будет несложно разобраться и с порядком его подключения к трубам холодного и горячего водоснабжения.

Схема подключения бойлера в квартире

Итак, на бойлер необходимо подать холодную воду

Делается это врезкой (монтажом) тройника в наиболее удобном в конкретных условиях месте. На подающем трубопроводе обязательно устанавливается группа безопасности – один или несколько специальных клапанов. О их важности и правилах установки будет рассказано ниже в отдельном разделе статьи.

Выводной трубопровод подогретой воды врезается в сеть локального квартирного горячего водоснабжения – непосредственно к проходящей трубе – через устанавливаемый тройник, либо, что предпочтительней, к коллектору. Если квартира подключена к централизованной сети горячей воды, обязательно ставится кран, который будет отсекать, по мере необходимости, внутреннюю сеть от общего стояка.

  • Эта общепринятая схема может быть дополнена некоторыми элементами. Так, многие мастера перед входами в бойлер по обоим, горячему и холодному патрубку, предпочитают ставить тройники с кранами, позволяющими легко осуществлять опорожнение бака электронагревателя для проведения профилактических или ремонтных работ. Это несколько «утяжеляет» процесс монтажа, но дает в будущем определенные удобства.
  • Если в сети холодного водоснабжения нередко случаются скачки давления, или напор воды выходит за рамки допустимых для конкретного бойлера значений, потребуется установка водяного редуктора. Он и выровняет давление, и предохранит электронагреватель от гидравлических ударов.

Еще одним дополнением может стать термостатический смесительный клапан. Он обеспечит в системе горячего водоснабжения ровную, установленную заранее, температуру, исключит возможность вероятных ожогов и т.п. Однако для его установки потребуется врезка еще одного тройника в трубопроводе холодной воды – в самом клапане-термостате происходит смешение горячего и холодного потоков до требуемой температуры.

Схема с применением термостатического клапана

Общие правила изготовления бойлеров косвенного нагрева

  • Обязательно наличие теплоизолирующей оболочки. Иначе нагретая вода будет стремительно охлаждаться через внешние стенки. Оптимальный вариант — установка рабочей емкости в более крупную бочку, и задувание промежутка между стен строительной пеной.
  • Можно укутать емкость строительными теплоизоляционными материалами, правда это выглядит не так эстетично (зато недорого). Если бойлер расположен в помещении котельной, можно сэкономить.
  • Внутренняя труба (если применяется схема со змеевиком) должна быть коррозийно устойчивой. После сборки конструкции доступ для обслуживания будет затруднен.
  • При использовании электрохимических пар (например, алюминиевый бак + медная трубка) фланцы подключения должны быть изолированы нейтральными прокладками.
  • Желательно устраивать в стенке наружного бака ревизионное окошко, через которое проводится чистка или обслуживание.

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.

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.

Особенности монтажа бойлера

По типу нагрева бойлеры бывают: электрические, газовые, косвенные.

1. Особенности подключения электрического бойлера

Для подключения накопительных бойлеров данного типа потребуется две точки: водопровод и электросеть. Схема не представляет сложности, но имеет нюансы, связанные с устройством прибора. Процесс монтажа облегчается за счёт применения гибких шлангов, труб и переходников, которые зачастую продаются в комплекте.

Вначале бойлер крепится на стену с помощью дюбелей и специальных крюков. Обычно выбирается несущая стена, которая может вынести большие нагрузки. Сам прибор не тяжёлый, но с водой его масса существенно увеличивается, поэтому при креплении важна прочность и надёжность.

Далее осуществляется подключение к водопроводу и вывод горячей воды. Это самый сложный вид работ. Суть заключается в следующем:

— перекрыть краны на входе в квартиру;

— на трубах горячей воды и холодной следует установить тройники;

— от тройников прокладываются трубы к бойлеру (холодная вода на подачу, с горячей водой на выходное отверстие);

— вход и выход на водонагревателе оснащаются кранами.

Завершается монтаж подключением водонагревателя в электросеть.

Проточные бойлеры устанавливаются намного проще. Но для подключения рекомендуется подвести отдельную линию подачу электричества. Также потребуется сделать заземление кабеля для безопасной эксплуатации.

Не будут лишними для некоторых проточных моделей и электронные преобразователи, бытовые инверторы. К водопроводу подсоединение осуществляется обычным способом. Рекомендуется все соединения дополнительно обработать герметиком.

2. Особенности подключения газового бойлера

Установку газовых колонок следует доверить специалистам в вопросе врезки в газовую трубу. Это обусловлено большими рисками, связанными со здоровьем и безопасностью жильцов квартиры и всего дома.

Что касается дальнейшего подключения, то возникает необходимость в обустройстве хорошей вентиляции. Без неё тяга в камере обогрева будет недостаточной, вследствие чего функционирование прибора будет нарушено. Для этого выходной канал продуктов горения на колонке соединяется с вентиляционным отверстием квартиры либо дома гофрированной трубой.

Подключение к электросети если и требуется, то только для работы регуляторов и дисплея. Но можно воспользоваться альтернативным вариантом питания – батарейками.

3. Особенности подключения косвенных бойлеров

Приборы данного типа подключаются непосредственно к отопительному котлу. Вода, которая циркулирует по контуру, используется и для водонагревателя. Без схемы подключения к отопительному оборудованию не обойтись, ведь неправильная врезка может спровоцировать ряд поломок и ухудшения работы системы.

Перед установкой нужно отключить котёл и слить воду полностью или удалить теплоноситель только с участка монтажа, заблокировав предварительно его с обеих сторон. Далее производится врезка в систему и прокладывание труб подвода к бойлеру и отвода. Следует внимательно изучить инструкцию, чтобы не перепутать маркировку на корпусе входа/выхода.

По типу соединений косвенные водонагреватели чаще имеют резьбу с прокладками, но производители технического оборудования могут предлагать и другие варианты. Некоторые модели функционируют только при поддержке котла, другие требуют дополнительно подключения к электросети. Расход энергии будет минимальным, зато появится возможность регулировать температуру воды на выходе с бойлера.

Схема врезки в систему водопровода практически ничем не отличается от других типов нагревательного оборудования.

     Поделиться: