Что такое бойлер в котельной
Котлы – бойлеры, назначение и принцип работы
В системах отопления и горячего водоснабжения используются водоподогреватели (бойлеры).
Котел – бойлер – паровой котел, в барабане которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.
По конструктивному выполнению они делятся на емкостные и скоростные (кожухотрубные и пластинчатые).
Пароводяной четырехходовой скоростной водоподогреватель.
Пароводяной четырехходовой скоростной водоподогреватель (см.рис.12) состоит из корпуса, к которому на болтах присоединены передняя и задняя камеры (в последний размещен колпак).
Латунные трубки Æ16х0,75 мм с обеих сторон вальцованы в трубные решетки: передняя жестко закреплена фланцами между корпусом и передней камерой, а задняя соединена с внутренним колпаком, свободно размещенным в задней камере, которая дает возможность перемещаться и таким образом компенсировать удлинение трубок при их нагреве. Такие водоподогреватели не требуют компенсаторов.
Холодная вода через входной патрубок поступает в подогреватель, циркулирует по трубам, нагревается и подается в теплосеть через исходный патрубок.
Пар через верхний патрубок поступает в межтрубное пространство водоподогревателя, нагревает трубки и, конденсируясь, отводится через нижний патрубок.
В скоростных водоподогревателях такого типа устанавливаются трубки длиной 2 или 4 м. Чтобы предотвратить прогиб трубок, их ставят на специальные опоры.
Пароводяные водоподогреватели используются для нагрева воды в системах водного отопления на котельных с паровыми котлами.
Рис.12. Пароводяной четырехходовой скоростной водоподогреватель
1- колпак; 2- задняя крышка корпуса; 3- патрубок для выпуска воздуха; 4- патрубок ввода пара; 5- корпус бойлера; 6- трубная система; 7- передняя крышка корпуса; 8- термометр; 9- патрубок отвода конденсата.
Как работает котел с бойлером
Вопрос, как работает котел с бойлером, актуален для каждого потребителя, который желает совместить автономное отопление с подачей горячей воды. Самым простым решением этой задачи считается установка двухконтурного отопительного прибора, обеспечивающего повседневные нужды ГВС без подключения дополнительного устройства. Однако его производительность не всегда устраивает домовладельцев, поэтому многие из них делают выбор в пользу котла с отдельным накопительным баком.
Варианты компоновки
Плюсы и минусы двухконтурного котла знакомы многим. Он довольно эффективен для горячего водоснабжения на 2–3 человек, но как быть, если в доме проживает больше людей или у домовладельца нет возможности установить электрический водонагреватель? В такой ситуации существует несколько альтернативных решений:
● Установка бойлера косвенного нагрева (БКН) – используется для совместной работы с одноконтурным отопительным прибором.
● Монтаж котла со встроенным бойлером – подразумевает установку агрегата, часть тепла у которого уходит на поддержку температуры внутри вмонтированного накопительного бака.
Выбор того или иного типа компоновки во многом зависит от общих потребностей семейства в горячей воде, имеющегося отопительного оборудования в доме, запланированных материальных затрат. Консультанты интернет-магазина «Мособлгаз» помогут подобрать приемлемый вариант с учетом ваших потребностей. В нашем каталоге представлен широкий выбор котлов, водонагревателей, БКН, которые помогут организовать эффективную и надежную отопительную систему, совмещенную с подачей теплой воды.
Как работает котел с бойлером косвенного нагрева
Чтобы понять, как работает котел с бойлером косвенного нагрева, нужно разобраться с его конструктивными особенностями, видами и схемами подключения.
Конструкция и принцип работы
При правильном проектировании аппарат косвенного нагрева дает высокие показатели производительности с оптимальным соотношением расходов на получение подогретой воды. Поскольку его работа не зависит от электричества, он не перегружает электрические сети в период отопления. Немаловажно, что благодаря рециркуляции подогретая вода подается в смесители сразу же после их открытия, поэтому домочадцам не нужно ожидать ее подогрева, как это бывает с электрическим водонагревателем.
В основе конструкции прибора лежит металлический резервуар. Изнутри он может иметь эмалированное, стеклофарфоровое или керамическое покрытие, позволяющее сохранить надлежащее качество воды и исключить появление ржавчины. Дополнительную защиту емкости от коррозионных процессов обеспечивает магниевый анод, который умягчает воду и продлевает срок службы устройства.
Внутри резервуара размещается стальной или латунный теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель. Обычно он производится в виде змеевика, способствующего наиболее эффективному и быстрому подогреву жидкости. Также аппарат снабжается предохранительным клапаном и термостатом, который контролирует нагрев до нужной температуры.
Принцип действия моделей со змеевиком достаточно прост:
● Холодная вода подается в резервуар.
● Теплоноситель перемещается по теплообменнику и подогревает ее до необходимой температуры.
● Скорость нагрева напрямую зависит от числа витков на змеевике. Чем их больше, тем быстрее будет нагреваться жидкость в накопительном баке.
В некоторых моделях вместо змеевика используется принцип «бак в баке». Рассматривая, как работает котел с таким бойлером, стоит отметить, что в процессе его функционирования холодная вода попадает в меньшую емкость и начинает подогреваться от теплоносителя, который размещается во внешнем резервуаре. Такие устройства быстро нагревают жидкость, поскольку площадь нагрева у них больше, чем у моделей со змеевиком.
Бойлеры косвенного нагрева обычно используются для получения больших объемов горячей воды. Резервуары могут иметь вместительность до 1000 и более литров, что полностью обеспечивает нужды большого семейства. Емкость напрямую зависит от мощности отопительного оборудования. Если она будет небольшой, вода никогда не сможет достичь температуры, необходимой для комфортного применения.
Автоматическая система, управляющая работой котла, имеет в приоритете отопление помещений. Если температура теплоносителя снижается до нижних значений, управляющий блок направляет мощность оборудования сначала на подогрев воды в отопительном контуре, а только затем – на горячее водоснабжение. Чтобы поддерживать температуру жидкости для нужд ГВС на заданном уровне, можно использовать модели водонагревателей, которые дополнительно оснащаются ТЭНом.
Схема подключения
Обвязка БКН требует его подключения к отопительной и водопроводной системам. Монтаж водонагревателя напольного типа производится на ровную поверхность рядом с котлом. Настенные модели крепятся на стену из кирпича или бетона с их расположением на одном уровне с отопительным оборудованием или чуть выше.
При организации системы отопления следует не просто разобраться, как работает газовый котел с бойлером, но и выполнить его правильное подключение. Соединение аппарата с водопроводом производится с учетом следующих правил:
● Холодная вода должна подаваться в нижнюю часть резервуара, а теплоноситель выходить из верхней.
● При включении нагревательного контура теплоноситель должен двигаться в направлении сверху вниз. Иными словами, труба с теплоносителем подключается к верхнему патрубку, а с остывшей водой – к нижнему.
● На все патрубки следует установить краны с накидными гайками, которые позволят отключить прибор в случае его ремонта или замены.
При использовании такой схемы можно достичь максимального КПД аппарата. Теплоноситель, который перемещается по змеевику, будет подогревать жидкость в верхней части резервуара, отдавать остатки тепла охлажденной воде в нижней части и далее поступать в отопительное оборудование для нового подогрева.
Подключение БКН к системе отопления производится с учетом его размещения и возможностей существующей разводки. В зависимости от этих критериев применяют следующие схемы:
1.Соединение посредством трехходового клапана. При использовании этой схемы на подвод горячей воды ставят циркуляционный насос, а затем клапан, предназначенный для управления термостатом. При охлаждении воды клапан по сигналу термостата будет включать ее подогрев, а по достижении нужных значений направлять поток по отопительному контуру.
2. Установка гидравлического распределителя. Схема используется в многоконтурных системах, к примеру, в домах, где отопление осуществляется не только радиаторами, но и посредством теплого пола. Гидравлика будет выполнять перераспредление давления на разных участках системы и способствовать постоянному передвижению теплоносителя без помощи насоса.
3. Монтаж двухнасосной системы. Соединение подходит для частных домов, где не требуются большие объемы горячей воды. Разобраться, как работает котел с косвенным бойлером по этой схеме, несложно. Оборудование подключается параллельно, соответственно, потоки теплоносителя движутся по двум разным трубам. Чтобы обеспечить принудительное движение жидкости, на каждую магистраль устанавливается насос.
При наличии дополнительного патрубка к водонагревателю можно подключить рециркуляционную систему. Для этого монтируется еще один контур с установкой обратного и предохранительного клапанов, расширительного бака и автоматического воздухоотводчика. Рециркуляция будет обеспечивать постоянную подачу воды для нужд ГВС, то есть пользователям не придется ожидать, пока теплоноситель ее прогреет.
Встроенный бойлер
Отопительные приборы со встроенным накопительным баком позволяют подключать сразу несколько точек водозабора. Такие модели занимают мало места, не требуют отдельного подсоединения к системе отопления и быстро подогревают воду в резервуаре. В зависимости от особенностей работы они бывают двух типов:
● Конвекционные – применяются для обогрева больших помещений (площадью свыше 300 кв. метров). При их подключении газ поступает в горелку, и пламя начинает подогревать теплоноситель, который обеспечивает отопление и подачу горячей воды.
● Конденсационные – более усовершенствованные модели, использующие в работе не только теплоноситель, но и дополнительную энергию, которая выделяется в результате конденсации водяного пара.
Встроенные баки устанавливаются только на двухконтурные модели. Их объем может варьироваться от 10 до 100 л, причем оборудование с резервуарами до 60 л обычно изготавливается в настенном исполнении, а свыше этого показателя – в напольном. По сути, приборы являются теми же котлами с бойлером косвенного нагрева, только их бак размещается не отдельно, а внутри корпуса.
Приборы достаточно мощные – в среднем от 28 кВт. В зависимости от конструкции они оборудуются открытой либо закрытой камерой сгорания. При использовании первой в помещениях устанавливаются обычные дымоходы, для второй – коаксиальные. Внутри накопительного бака размещается вторичный пластинчатый теплообменник, который быстро подогревает воду в резервуаре.
Принцип действия оборудования схож с БКН. Жидкость для бытовых нужд и отопления дома греется одновременно во время прохождения через теплообменники. При ее использовании применяется механизм приоритетной подачи, то есть при открытии водопроводного крана система начинает обеспечивать пользователей горячей водой. Пока жидкость расходуется, прибор подогревает новые ее запасы. Поскольку забор воды выполняется короткое время, теплоноситель для отопления не успевает существенно охлаждаться.
Как выбрать бойлер
Независимо от того, как работает котел с бойлером, перед его установкой следует грамотно подойти к выбору накопительного бака. Все резервуары выпускаются из нержавейки или черного металла с покрытием. Первый вариант стоит дешевле, второй является достаточно дорогим, однако имеет более продолжительный период эксплуатации. Хорошо, если изнутри бак будет оснащен стеклофарфоровым или эмалевым покрытием. В таком случае он надежно защитит металл от коррозии, а при умеренном нагреве (не выше 60 °C) прослужит дольше, чем сам отопительный агрегат.
Ключевым критерием при подборе водонагревателя является правильное соотношение его емкости и мощности отопительного оборудования. Далеко не каждый знает, что баки на 140 и 200 литров могут выдавать примерно одинаковый объем горячей воды в час. Поэтому, если котел имеет высокую мощность, потребителю вовсе необязательно ставить резервуар больших размеров.
Если же в доме применяется маломощное отопительное оборудование, нагреватель воды значительного объема не будет выдавать литраж, заявленный в его паспорте. К примеру, при использовании прибора отопления на 23 кВт и водонагревателя на 200 литров потребитель получит столько же горячей воды за час, сколько дает резервуар на 140 литров. Иными словами, при покупке 200-литрового бака вы переплатите.
Как выбрать бойлер косвенного нагрева (2019)
Бойлеры косвенного нагрева, как и прочие водонагреватели, предназначены для организации систем горячего водоснабжения. Однако долгое время они не пользовались особой популярностью, сильно уступая электрическим бойлерам и газовым колонкам.
Бойлеры косвенного нагрева дороже электрических и газовых аналогов, да и установка их связана с некоторыми сложностями. Однако рост цен на энергоносители, затянувшийся кризис и возрастающая техническая грамотность владельцев загородного жилья потихоньку увеличивают спрос к этому виду водонагревателей, ведь у них есть множество плюсов:
— Экономичность. По сравнению с электрическими бойлерами, греющийся от газового котла «косвенник» дает (в зависимости от местных тарифов на газ и электричество) экономию в 3-10 раз. Если же сравнивать с отдельным газовым бойлером или газовой колонкой, то бойлер косвенного нагрева выгоднее тем, что не требует изменения газового проекта и отдельного дымохода.
— Долговечность. У бойлеров косвенного нагрева отсутствует высокотемпературный нагревательный элемент, прогар которого является самой распространенной причиной поломки водонагревателя. Теплообменник бойлера косвенного нагрева обрастает накипью намного медленнее и это не представляет для него особой опасности.
— Использование бойлера косвенного нагрева является самым простым способом организации ГВС (Горячего ВодоСнабжения) при использовании нестандартных источников тепла – солнечных панелей, тепловых насосов и т.п.
Образец устройства системы ГВС на основе солнечного коллектора и бойлера косвенного нагрева.
— Бойлер косвенного нагрева наиболее удобен при организации системы ГВС с рециркуляцей (о них будет чуть ниже), набирающей все большую популярность в частных домах и коттеджах.
Есть у бойлеров косвенного нагрева и минусы. Кроме высокой цены и внушительных габаритов можно отметить относительно невысокую производительность, связанную с низкой температурой теплоносителя и зависимость от внешнего источника тепла. Последнее обстоятельство может вызвать некоторые затруднения летом при отоплении с помощью газового котла. Котел должен быть подготовлен для использования в паре с бойлером, иметь соответствующие настройки и возможность подключения к датчику температуры в бойлере, иначе эффективность работы системы будет снижена.
Для снижения зависимости от внешнего источника тепла, многие бойлеры комплектуются ТЭНами, позволяющими поддерживать температуру воды в бойлере при прекращении подачи горячего теплоносителя в теплообменник.
Устройство бойлеров косвенного нагрева
Теплообменников может быть больше одного – такие бойлеры позволяют использовать несколько источников тепла одновременно. К примеру, солнечных панелей может быть недостаточно для прогрева воды, тогда можно подключить ко второму теплообменнику газовый котел, «добирающий» требуемое тепло.
Кроме патрубков для теплоносителя, для горячей и поступающей холодной воды, могут быть также патрубки для рециркуляции и для установки датчика температуры.
Горячее водоснабжение с рециркуляцией
Случалось ли вам, открыв кран, ждать, когда вода «потеплеет»? Стоящая в трубах вода, разумеется, остывает, и чем водонагреватель расположен дальше от точки разбора, тем дольше приходится ждать горячей воды. При этом литры (а то и десятки литров) воды без пользы утекают в канализацию. Система ГВС с рециркуляцией полностью решает эту проблему – в ней горячая вода движется по трубам постоянно, температура её всегда остается высокой и теплая вода из крана появляется мгновенно. И именно бойлеры косвенного нагрева позволяют организовать такую систему с минимальными затратами и максимальной эффективностью.
При организации системы ГВС с рециркуляцией на основе бойлера косвенного нагрева и газового котла в отопительный период дополнительные затраты будут только на питание циркуляционного насоса. Разумеется, горячие трубы ГВС отдадут некоторое количечтво тепла в дом, но это значит, что отопительным батареям останется меньше работы. Произведенное котлом тепло, в итоге, все равно остается в доме и внедрение рециркуляции горячей воды увеличения расхода газа (чего некоторые опасаются) не вызывает.
Характеристики бойлеров косвенного нагрева
Наличие опции «рециркуляция» говорит о том, что бойлер подготовлен к использованию в системе ГВС с рециркуляцией, проще говоря, имеет патрубок для «обратки». Бойлеры без такого патрубка тоже можно использовать в системе с рециркуляцией, но это потребует усложнения обвязки (трубопровода и запорных устройств) бойлера и немного снизит эффективность системы.
Полезный объем бака является важным параметром для любого накопительного водонагревателя. Чем объем больше, тем больше членов вашей семьи смогут умыться, принять душ или ванну без повторного прогрева бойлера. Температура горячей воды в бойлере косвенного нагрева обычно ниже, чем в накопительных электронагревателях, поэтому и объем его должен быть больше.
С увеличением объема бака увеличивается и время, необходимое для его нагрева. Сколько конкретно времени потребуется – зависит от множества параметров – от объема бойлера, разницы температур нагреваемой воды, температуры теплоносителя, его расхода и т.д. Если в паспортных данных котла не приведено время нагрева, то его можно примерно вычислить по формуле.
Пример таблицы, отражающей зависимость тепловой мощности от температуры горячей воды, температуры и расхода теплоносителя. Бойлеры косвенного нагрева Buderus Logalux.
Если же такой таблицы в руководстве нет, время прогрева можно оценить только примерно – чем ниже температура теплоносителя и чем выше температура горячей воды, тем дольше будет прогреваться бойлер.
Способ нагрева определяет, каким образом греется вода в бойлере. Все бойлеры косвенного нагрева используют, как следует из названия – косвенный способ, когда нагрев производится протекающим через бойлер теплоносителем. Однако многие бойлеры снабжены также ТЭНом, осуществляющим электрический нагрев воды в бойлере. Кроме ого, большинство моделей без ТЭНа позволяют его последующую установку в специальный патрубок или в ревизионное отверстие.
ТЭН может быть полезен в следующих случаях:
— Если температура теплоносителя непостоянна, ТЭН позволяет установить и поддерживать точную температуру горячей воды в бойлере.
— Если температуры теплоносителя от основного источника тепла недостаточно для прогрева бойлера, например, при использовании солнечных панелей или теплового насоса. В этом случае ТЭН используется для «догрева» воды до нужной температуры.
— При отключении основного источника тепла на ремонт, профилактические работы или просто на лето. В этом случае ТЭН используется для прогрева всего объема воды. Но имейте в виду, что мощность ТЭНа обычно в разы меньше мощности, обеспечиваемой теплообменником, поэтому скорость прогрева при использовании одного лишь ТЭНа снизится в разы. Чтобы определить время прогрева всего бойлера, можно воспользоваться той же формулой:
где W – мощность ТЭНа. Ну и ни о какой экономии в таком режиме работы говорить, конечно, не приходится. При неработающем теплообменнике бойлер косвенного нагрева с ТЭНом превращается просто в дорогой накопительный электроводонагреватель, поэтому долгое время его так эксплуатировать не стоит.
Площадь теплообменника влияет на его тепловую мощность. Разные производители могут использовать различные значения расхода теплоносителя, температур теплоносителя и горячей воды при подсчете тепловой мощности. Поэтому этот параметр может оказаться полезен при сравнении двух моделей с примерно одинаковым значением тепловой мощности. В одинаковых условиях модель с большей площадью теплообменника обеспечит большую мощность.
Максимальная температура нагрева определяет температуру горячей воды, при которой не происходит повреждения внутреннего покрытия бака. Сама температура нагрева зависит исключительно от температуры теплоносителя. Не рекомендуется греть бойлер теплоносителем с температурой большей, чем максимальная температура нагрева.
Покрытие внутреннего бака необходимо для его защиты от коррозии. Лучше всего защищены от неё баки из нержавеющей стали, но они и стоят дороже остальных. Слабое место таких баков – сварной шов, который часто выполняется металлом, подверженным коррозии.
Баки с эмалевым покрытием и покрытием из биостеклофарфора (стеклокерамикой, являеюшейся разновидностью эмали) уступают «нержавейке» в устойчивости к механическим повреждениям – малейшая деформация бака приводит к появлению трещин в покрытии и, как следствие, быстрому появлению очагов коррозии. Поэтому при покупке бойлера с эмалированным баком надо тщательно осматривать корпус на отсутствие вмятин и впоследствии беречь бойлер от ударов.
Кроме того, качество покрытия может быть разным, и эмали разных моделей могут сильно отличаться по прочности и долговечности.
Многие производители для дополнительной защиты бака от коррозии устанавливают в него магниевый анод. Магний взаимодействует с кислородом воды, защищая металл бака от его воздействия. Магниевый анод защитит бак даже при повреждении покрытия, но он требует периодической замены – раза в 1-2 года.
При подборе бойлера обратите внимание на максимальное допустимое давление горячей воды и давление теплоносителя. Допустимое давление горячей воды должно быть с некоторым (1,5. 2 кратным) запасом выше максимального давления в магистрали холодной воды. Если в системе ХВС часты гидроудары, рекомендуется поставить на входе в бойлер редуктор давления.
А допустимое давление теплоносителя должно соответствовать параметрам источника тепла. Ни в коем случае значение этого параметра не должно быть ниже уставки (заданного значения давления, при котором происходит срабатывание клапана) предохранительного клапана котла – это может привести к разрыву бойлера.
Варианты выбора бойлеров косвенного нагрева
Для обеспечения горячей водой семьи в 2-3 человека, выбирайте среди бойлеров с полезным объемом 80 – 150 л.
Если вы хотите, чтобы вода в кране была горячей сразу после того, как вы его открыли – вам нужна система ГВС с рециркуляцией и бойлер косвенного нагрева с соответствующей опцией.
Наличие ТЭНа в бойлере косвенного нагрева гарантирует наличие горячей воды, даже если основной источник тепла по каким-то причинам будет отключен или окажется неспособен нагреть воду до нужной температуры.
Бойлер с магниевым анодом проработает дольше за счет дополнительной защиты от коррозии – только не забывайте его периодически менять.