Как работает бойлер

Как выбрать бойлер косвенного нагрева

Сделать правильный выбор подходящей модели бойлера косвенного нагрева – дело сложное для новичка. Однако непосильного здесь ничего нет, надо лишь учесть несколько важных нюансов:

Выбирая для квартиры или частного дома водонагреватель с косвенным нагревом, первым делом необходимо определить оптимальный объем накопительного бака. Чтобы горячей воды хватило всем членам семьи, рассчитывают с учетом примерного расхода 100 л за сутки одним человеком.
Экономически выгоден косвенный бойлер нагрева воды для семьи из четырех и более человек

При таком количестве людей примерный расход ГВС составляет 1,5 л/мин.
Обращая внимание на объем бака, учитывают время нагрева. Большая емкость дольше будет нагреваться. Возможно, стоит отдать предпочтение модели с двумя теплообменниками или с системой «бак в баке».
От состава теплоизоляции зависит, как долго вода останется горячей после выключения котла

Дешевые водонагреватели идут с поролоном. Пористый материал слабо удерживает тепло и быстро разлагается. Оптимальной теплоизоляцией служит минвата или вспененный полиэтилен.
Чтобы сделать правильный выбор, надо сопоставить мощность косвенного водонагревателя и отопительного котла. Если последний характеризуется слабыми параметрами, бойлер станет непосильной нагрузкой.
Покупая любую модель, обязательно обращают внимание на наличие термостата, клапана и других элементов защиты.

Возможно, стоит отдать предпочтение модели с двумя теплообменниками или с системой «бак в баке».
От состава теплоизоляции зависит, как долго вода останется горячей после выключения котла. Дешевые водонагреватели идут с поролоном. Пористый материал слабо удерживает тепло и быстро разлагается. Оптимальной теплоизоляцией служит минвата или вспененный полиэтилен.
Чтобы сделать правильный выбор, надо сопоставить мощность косвенного водонагревателя и отопительного котла

Если последний характеризуется слабыми параметрами, бойлер станет непосильной нагрузкой.
Покупая любую модель, обязательно обращают внимание на наличие термостата, клапана и других элементов защиты.

Когда со всеми важными нюансами вопрос решен, можно уделить внимание форме, дизайну, производителю и прочим мелочам

Расчет объема накопительного бака

Чтобы сделать примерный расчет объема накопительного бака, можно воспользоваться простым снятием показаний водяного счетчика. Когда в доме постоянно прибывает одинаковое количество людей, суточный расход будет иметь одни и те же данные.

Более точный расчет объема основан на подсчитывании водоразборных точек с учетом их предназначения и количества проживающих членов семьи. Чтобы не вдаваться в сложные формулы, расход горячей воды берут из таблицы.

Схемы подключения к отопительной системе

При выборе схемы подключения косвенного бойлера для нагрева воды учитывают месторасположение прибора в доме, а также особенности разводки системы отопления.

Простая и часто используемая схема основана на подсоединении косвенного прибора через трехходовой клапан. В итоге образуется два контура нагрева: отопительный и водогрейный. После котла перед клапаном врезается циркуляционный насос.

Если потребность в горячей воде небольшая, подходит схема системы с двумя насосами. Косвенный водогрейный прибор и отопительный котел образуют два параллельных контура нагрева. На каждой линии установлен свой насос. Схема подходит для загородных домов, где горячей водой редко пользуются.

Сложнее получается схема подключения, если в доме вместе с радиаторами установлена система «теплый пол». Для распределения давления по всем линиям, а вместе с косвенным бойлером их получатся три, устанавливают гидравлический распределитель. Узел нормализует циркуляцию воды через «теплый пол», водонагреватель и радиаторы. Без распределителя насосное оборудование выйдет из строя.

У косвенных водогрейных приборов с рециркуляцией из корпуса выходит три патрубка. Традиционно два выхода служат для подключения к системе отопления. От третьего патрубка ведут закольцованный контур.

Если косвенный прибор нагрева воды не имеет третьего патрубка, а рециркуляцию надо сделать, то контур возвратной линии подсоединяют к трубе ХВС и дополнительно врезают рециркуляционный насос.

Рециркуляция позволяет получить на выходе из крана горячую воду еще до полного нагрева жидкости в накопительном баке бойлера.

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.

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.

Устройство бойлера косвенного нагрева

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

Виды

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.

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 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 еще можно сказать по особенностям конструкции? В больших по объему косвенниках устанавливают несколько теплообменников — это уменьшает время нагрева воды. Для уменьшения времени нагрева воды и для более медленного остывания бака, лучше выбирать модели с теплоизоляцией.

К каким котлам можно подключать

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.

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

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.

Формы баков и способы установки

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.

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.

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

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

Типы и модельные разновидности оборудования

Самый распространенный тип прибора представляет собой накопительный бак, внутрь которого помещены стальные или латунные трубы (змеевик) с циркулирующим теплоносителем.

От количества витков на его спирали зависит скорость нагрева воды. Принцип работы такой конструкции бойлера косвенного нагрева предельно прост: в бак поступает холодная вода, и теплоноситель, передвигаясь по змеевику, прогревает ее до нужной температуры.

Но есть и приборы, сконструированные по схеме «бак в баке», где вместо спирального трубопровода применяются две емкости различного диаметра.

Система работают так: в меньший резервуар поступает холодная вода, которая нагревается от горячего теплоносителя, циркулирующего между стенками резервуаров.

В таких приборах вода становится теплой за считанные минуты – большая площадь нагрева позволяет оборудованию эффективно работать в проточном режиме, гарантируя бесперебойную подачу горячего потока.

Бойлеры, работающие по системе «бак в баке», не только быстро нагревают воду до 90⁰С, а и обладают функцией самоочистки (+)

Комбинированный БКН для нагрева воды может использовать энергию сразу от нескольких источников или оснащаться встроенным ТЭНом.

Разновидности  бойлера КН

По месту размещения:

• Настенный – обычно, это прибор небольшого размера с литражом до 200 л. Крепится с помощью специальных кронштейнов на любую вертикальную поверхность, достаточно крепкую, чтобы выдержать вес полностью заполненного резервуара (гипсокартонные перегородки однозначно не подойдут). Он может быть расположен достаточно высоко и не занимать полезную площадь комнаты.
• Напольный – вместительный бойлер, рассчитанный на большое количество потребителей. Правда, для прибора с емкостью, превышающей 1000 л, рекомендуется выделить отдельное помещение – обустроить котельную. Но такую систему обычно устанавливают для обслуживания больших коттеджей, предприятий, отелей и прочих учреждений, для семейного пользования можно обойтись и прибором на 250-300 л.

По форме бака:

• Горизонтальный – занимает много места, зато в нем легче самостоятельно поддерживать нужный уровень воды, не прибегая к подключению насосов.
• Вертикальный – экономит свободное пространство, но весьма ограничен по вместительности.

В зависимости от нюансов использования, особенностей планировки и наличия свободного места, можно подобрать оптимальную модель БКН, который органично впишется в дизайн помещения и обеспечит ваш дом бесперебойной подачей горячей воды.

Материалы и инструменты

Материалы:

• Трубы, запорная арматура, обратные клапаны — к ним не предъявляется особых требований: используйте те же материалы, что и для работы с ГВС или системами отопления.
• Расширительный бачок — на систему бытового водоснабжения требуется отдельный, служит для предотвращения резких перепадов давления при открытии/закрытии кранов.

Внимание! Бачок должен быть предназначен для использования с горячей водой, обычно подобные устройства обозначаются специальной маркировкой. Циркуляционный насос — в контур теплообмена с водонагревателем, как правило, устанавливается отдельный насос

Циркуляционный насос — в контур теплообмена с водонагревателем, как правило, устанавливается отдельный насос.

Кроме того, в системах ГВС с рециркуляцией, требуется отдельный насос для циркуляции воды в контуре ГВС.

Это избавит от необходимости ждать поступления горячей воды по трубам большой длины от места установки водонагревателя: вода сразу будет горячей.

• Провода и мелкая электрическая обвязка — если планируется подключение термостата водонагревателя к автоматике котла.
• Крепёж — особенно в случае настенной установки, также для закрепления труб и насосов.
• Стандартный сантехнический набор герметиков, уплотнителей, прокладок.

Инструмент:

• газовый ключ;
• гаечные ключи различных диаметров;
• ключ разводной;
• строительный уровень;
• перфоратор, отвёртки, шуруповёрт;
• минимальный набор электрика: нож, кусачки, изолента, тестер фазы.

Процесс монтажа: как подключить

В идеале бойлер должен находиться как можно ближе к котлу отопления для минимизации теплопотерь.

Подача холодной воды всегда осуществляется в нижний патрубок бойлера, а забор горячей — из верхнего.

1. Выберите место размещения водонагревателя так, чтобы не мешал и был удобен в обслуживании. Монтируете кронштейны, подставки, закрепляете его на них.
2. Подключаетесь к сети ХВС: делаете отвод, ставите запорный кран и фильтр грубой очистки.
3. Через тройник отводите линию ХВС к потребителям, второй выход подключаете к бойлеру через предохранительный клапан.
4. Подключаете к бойлеру линию ГВС в доме, не забывая про расширительный бачок на ней. Кроме того, ставите краны-байпасы, чтобы можно было отключить его от контура на время обслуживания.
5. Теперь подключаете бойлер к газовому котлу по одной из приведённых схем. Не забудьте отключить котёл и перекрыть систему перед подключением!
6. Подключите электронику, датчики, насосы согласно инструкции.

Запуск и проверка

После монтажа в первую очередь необходимо подключить и заполнить бойлер холодной водой. Убедитесь, что из системы удалены все воздушные пробки, а бойлер заполнен полностью, чтобы не привести к его перегреву.

Когда бойлер заполнен, выставляете желаемую температуру с помощью автоматики. Запускаете котёл, открываете подачу теплоносителя из системы отопления к бойлеру.

Когда система выйдет на рабочий режим, убедитесь, что предохранительный клапан (обычно настроен на 8 бар) не подтекает, т. е. в системе нет избыточного давления. А также следует проверить все соединения, уплотнители и краны на предмет протечек.

Монтаж

Я уже говорил, что подключение косвенного бойлера – процесс весьма творческий. Но, тем не менее, детально объяснять, как это делать я не буду, так как у каждой модели имеются свои нюансы установки. В комплекте с агрегатом в обязательном порядке есть инструкция – схема подключения к котлу. Вот на неё и нужно ориентироваться.

Если Вы не уверены в своих способностях, поручите установку водонагревателя специалистам. Всё-таки оборудование не балует низкой ценой. Вы же не хотите сломать бойлер и разворотить дом? Тем более тепловые схемы иногда заводят в тупик обычного, не посвящённого в технические вопросы, обывателя.

Обратите внимание на распространённые ошибки, которые допускаются домашними умельцами:

• неправильный выбор места для бойлера – устанавливать его требуется максимально близко к котлу;
• неправильное подключение подачи жидкости – вода должна выходить снизу, а входить сверху;
• неправильное подключение циркуляционного насоса для отопительной системы – ось двигателя должна находиться в горизонтальном положении.

Будьте внимательны. Строго следуйте инструкции той модели, которую приобрели.

Итак, что я могу сказать? Конечно, использование накопительного косвенного агрегата, как показывает и теория, и практика, намного выгоднее применения бойлера с прямым нагревом. Почему? Электрические или газовые нагреватели воды:

• много «кушают» денег, поскольку и газ, и электроэнергия, что не день, то дороже;
• относительно медленно греют воду;
• зависят от энергоресурсов (нет света – нет горячей воды);
• при открывании крана долгое время «дают» прохладную воду;
• не переключаются на альтернативный источник тепла.

В общем, список можно продолжать дальше. Понятно одно: они уж точно проигрывают косвенным водонагревателям. Кстати, такой источник тёплой воды весьма уместен для большой и солидной бани. Здесь Вам и вода в парной, и вода для душевой кабины… Думаю, окончательные выводы сделаете сами. Мира Вашему дому и бесперебойной горячей воды. Пока!

Цитата мудрости: Будь доволен тем, что есть, однако стремись к лучшему (Исократ).

Как правильно выбрать бойлер?

Важными характеристиками бойлера косвенного нагрева являются:

• объем;
• материал змеевика;
• материал бака;
• материал утеплителя;
• наличие дополнительного ТЭНа и альтернативных источников нагрева.

Объем бойлера

Выбирать объем бойлера нужно исходя из мощности вашей отопительной системы, поскольку именно на нее приходится нагрузка нагрева воды. Если вы купите агрегат, объем которого слишком велик, то существует вероятность того, что ваша система отопления может не справиться с ним. Это чревато тем, что температура воды в приборах отопления будет мала для обогрева помещения. Для того чтобы не прогадать, нужно узнать объем теплоносителя бойлера, он должен быть не более 30-40% объема воды в отопительной системе, иначе ее производительность будет заметно страдать.

Какой объем бойлера нужен для вашей семьи, очень просто определить. В среднем на человека приходиться 60-80 литров для принятия душа. Нагрев 200 литров происходит около 6 часов. Исходя из этих цифр нужно брать объем бойлера, которого хватит на покрытие нужд семьи, с учетом времени до следующего нагрева.

Материалы

Одной из важнейших частей бойлера является змеевик, поэтому нужно заранее поинтересоваться о том, из чего он изготовлен. Дешевые модели имеют стальной змеевик, который просто приварен к баку. В более дорогих моделях он съемный и выполнен из латуни, что намного лучше по многим параметрам. Тем более что съемный вариант можно демонтировать и почистить от накипи.

Из чего выполнен бак также очень важно, поскольку частая проблема любого водонагревателя – протечка. Недорогие модели имеют внутри слой эмали, но она быстро образует трещины от перепада температур

А это, в свою очередь, чревато скорой коррозией металла. Лучше всего покупать те варианты, в которых бак сделан из нержавейки. Это может быть и дороже, но и служить он будет дольше, при условии своевременных замен магниевого анода.

Качество утеплителя также немаловажный фактор эффективности такой системы. Иногда используют обычный поролон, но он проигрывает по многим пунктам. Лучше всего, если в качестве теплоизоляции использован полиуретан и подобные ему материалы.

Другие параметры

Кроме того, что бойлер может иметь два источника косвенного нагрева воды, также он может быть оснащен ТЭНом, как источником тепла вне отопительного сезона. Такие конструкции намного дороже обычных, но они крайне практичны.

Тип бойлера может быть двух видов: настенный или напольный. Он должен соответствовать типу отопительной системы. Так, если система настенная, то и бойлер должен быть такого типа. Настенными могут быть только модели, объем которых менее 200 литров.

Схемы подключения бойлера к котлу

Перед тем как подключить бойлер косвенного нагрева, разрабатывают исполнительную схему подсоединения и параметры монтажа БКН. Они зависят от модификации устройства, схемы котлоагрегата и системы теплоснабжения в домовладении.

Наиболее часто применяют комплект подключения бойлера БКН для двухконтурных агрегатов и с трехходовыми клапанами.

Обвязка с насосами циркуляции котловой воды

Схема с 2-мя циркуляционными электрическими насосами применяется для временного нагрева ГВС, например, при сезонной работе БКН и при использовании в выходные дни. Кроме того этот вариант применим, когда задается температура ГВС ниже чем Т теплоносителя на выходе из котла.

Она выполняется с двумя насосными агрегатами, первый размещают на подающей трубе перед БКН, второй — на контуре для отопления. Циркуляционная линия контролируется электронасосом через термодатчик.

По его электросигналу насос ГВС будет включен в работу только при падении температуры ниже установленного размера. Трехходовой клапан в этом варианте отсутствует, обвязка выполняется посредством обычных монтажных тройников.

Обвязка с энергонезависимым котлоагрегатом

Это схема применяется для энергонезависимого котлоагрегата, работающего с естественной циркуляцией теплоносителя, поэтому, чтобы обеспечить требуемый гидравлический режим и теплоноситель смог циркулировать и через котлоагрегат и радиаторы в комнатах. Эта схема для настенных модификаций, которые допускают установку на уровне 1 м от «О»-отметки в топочной.

Напольные модели в такой схеме будут иметь низкие скорости циркуляции и нагрева. Может сложиться такая ситуация, что необходимого уровня нагрева достигнуть не получится.

Такую схему применяют только для аварийных режимов, когда отсутствует электроэнергии. В обычных энергозависимых режимах в схему устанавливают циркуляционные электронасосы для обеспечения требуемой скорости движения теплоносителя.

Обвязка с 3-х ходовым клапаном

Это наиболее распространённый вариант обвязки, так как он допускает параллельный режим функционирования и отопления и ГВС. Схема имеет довольно простое исполнение.

БКН устанавливается рядом с котлоагрегатом, на подающей линии монтируется циркуляционный электронасос и трехходовой клапан. Вместо одного источника могут использоваться группа однотипных котлов.

Трехходовой клапан выполняет функции переключателя режимов и контролируется термореле. При снижении температурного режима в баке, срабатывает термодатчик, подающий электрический сигнал на трехходовой клапан, после чего он переключает направление движения греющей воды с отопления на ГВС.

По сути, это схема работы БКН с приоритетом, обеспечивающая быстрый нагрев ГВС при полностью отключенных в этот период радиаторов. После достижения температуры, переключается трехходовой клапан, и котловая вода попадает в систему отопления.

Схема с линией рециркуляции

Рециркуляция теплоносителя применяется, когда существует контур в котором должна все время циркулировать горячая вода, к примеру, в полотенцесушителе. Эта схема имеет большие преимущества, поскольку не дает застаиваться воде в трубах. Пользователю услуг ГВС не нужно будет сливать в канализацию значительные объемы воды, чтобы в смесителе появилась горячая вода. Следовательно, рециркуляция экономит расходы на услуги водоснабжения и ГВС.

Современные большие установки БКН поставляются на рынок с уже встроенной системой рециркуляцией, другими словами в них обустроены готовые патрубки для подключения полотенцесушителя. Многие для этих целей приобретают дополнительный небольшой бак, подключаемый к основному БКН через тройники.

Можно ли подключить бойлер к двухконтурному котлу

Это вариант выполняется с применением схемы подключения бойлера косвенного нагрева с гидрострелкой для конструкций с рабочим объемом, превышающим 220 л и многоконтурными схемами отопления, к примеру, в многоэтажном доме с системой «теплый пол».

Гидрострелка — это инновационный узел современной внутридомовой системы теплоснабжения, который упрощает эксплуатацию и ремонт водонагревателя, поскольку не требуется выполнять монтаж рециркуляционных электронасосов на каждую линию нагрева.

Она повышает систему безопасности, поскольку препятствует возникновению гидроудара, поскольку поддерживает равное давление среды в контурах двухконтурного котлоагрегата.

Сечение

Расчет сечения трубы водопровода возможно выполнен двумя методами:

1. Подбором по таблице значений.
2. Расчетом по большой допустимой скорости потока.

Подбор по таблице

Фактически, таблица не требует каких-либо комментариев.

Условный проход трубы, мм	Расход, л/с
10	0,12
15	0,36
20	0,72
25	1,44
32	2,4
40	3,6
50	6

Скажем, для расхода в 0,34 л/с достаточно трубы ДУ15.

Расчет по скорости потока

Расчет диаметра водопровода по расходу воды через него возможно выполнен с применением двух несложных формул:

1. Формулы расчета площади сечения по его радиусу.
2. Формулы расчета расхода через известное сечение при известной скорости потока.

Первая формула имеет форму S = ? r ^2. В ней:

• S – искомая площадь сечения.
• ? – число «пи» (приблизительно 3,1415).
• r – радиус сечения (добрая половина ДУ либо внутреннего диаметра трубы).

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

• Q – расход;
• V – скорость потока;
• S – площадь сечения.

Для удобства вычислений все величины переводятся в СИ – метры, квадратные метры, метры в секунду и кубические метры в секунду.

Давайте своими руками вычислим минимальный ДУ трубы для следующих вводных данных:

• Расход через нее образовывает все те же 0,34 литра в секунду.
• Скорость потока, применяемая в вычислениях – максимально допустимые 1,5 м/с.

1. Расход в величинах СИ будет равным 0,00034 м3/с.
2. Площадь сечения в соответствии с второй формулы должна быть не меньше 0,00034/1,5=0,00027 м2.
3. Квадрат радиуса в соответствии с первой формулы равен 0,00027/3,1415=0,000086.
4. Извлекаем из этого числа квадратный корень. Радиус равен 0,0092 метра.
5. Чтобы получить ДУ либо внутренний диаметр, умножаем радиус на два. Итог – 0,0184 метра, либо 18 миллиметров. Как легко подметить, он близок к взятому первым методом, хоть и не сходится с ним в точности.