Что такое бойлеры косвенного нагрева
Бойлер косвенного нагрева — зачем он нужен. Что такое косвенный нагрев
В этой статье я расскажу о бойлерах косвенного нагрева. Бойлер (от англ. boiler), ещё одно название накопительный водонагреватель ― это утеплённая ёмкость, в которую встроен теплообменник. Конструкция теплообменника бывает разная, как и их количество. Наиболее распространённая конструкция теплообменника спираль.
Бойлер косвенного нагрева — конфигурации
Я знаю около десятка конфигураций. Её я подбираю она в зависимости от того, какую задачу мне нужно решить.
Бойлер косвенного нагрева с одним теплообменником я устанавливаю, если нужно приготавливать горячую воду от единственного источника энергии. Это может быть твердотопливный, электрический или газовый котёл с одним контуром.
Бойлер косвенного нагрева Tesy
Бойлеры с двумя теплообменниками монтирую, когда источников тепла – два. Например, я установил в частном доме твердотопливный котёл и солнечные коллекторы. Или, например, электрический и твердотопливный котёл. В этом случае один источник тепла подключается к одной спирали бойлера, а другой источник ко второму теплообменнику.
Водонагреватель косвенного нагрева Tesy
Принцип работы бойлера
Принцип работы я думаю понятен – вода для ГВС нагревается от того источника, который более удобен или выгоден в определённое время.
Приведу пример: дом отапливается электрическим котлом и есть гелиосистема. Днём солнце бесплатно нагревает воду. Ночью вода в бойлере нагревается от электрического котла, который работает по ночному тарифу.
Меньше распространены бойлеры с теплообменником огромного размера. Такие водонагреватели ставлю там, где источник тепла низкотемпературный, например, тепловой насос.
Водонагреватель косвенного нагрева с мультиспиралью
Большая спираль у такого водонагревателя позволяет быстро нагревать воду. Если мне нужен большой теплообменник в бойлере, но такого я найти не могу или он дорого стоит, то я делаю так:
Покупаю водонагреватель косвенного нагрева с двумя теплообменниками и соединяю эти спирали в одну с помощью фитингов и трубы.
Также распространены бойлеры с конструкцией бак в баке, это когда вместо спирали установлен меньший бак внутри самой ёмкости.
Водонагреватель косвенного нагрева Tesy бак в баке
Водонагреватель с конструкцией бак в баке эффективнее, чем водонагреватель со спиральными теплообменниками. Например, бойлер ACV, объёмом 300 л, по эффективности производства горячей воды можно сравнить с бойлером Tesy, объёмом 500 литров.
Это связано с тем, что внутренний бак в бойлере ACV сделан из нержавеющей стали, а теплообменник в Tesy, покрыт специальным композитным материалом. У нержавейки теплопередача больше и площадь теплообмена больше, чем у спирального. Больше площадь-больше теплообмен за единицу времени. Поэтому воду нагреть такой бойлер сможет быстрее.
Но у бойлеров бак в баке есть большой недостаток. Они не очень надёжны и очень прихотливы к качеству монтажа и эксплуатации. За последние 10 лет я видел 7 лопнувших баков в бойлерах и буферах. А вот поломанного бойлера со спиральным теплообменником ещё ни разу не видел.
Зачем нужны бойлеры косвенного нагрева
Бойлер косвенного нагрева приготавливает и сохраняет горячую воду в процессе своей работы. С помощью бойлера можно получить поток горячей воды в любой точке дома, с постоянной температурой. И даже если люди в доме откроют одновременно 3 крана с горячей водой, то во всех кранах температура горячей воды будет одинакова.
Водонагреватель косвенного нагрева 200 литров
Если вы купаетесь в душевой и в это время кто-то включает воду в соседнем помещении (например, кухне), и вас ошпаривает кипятком ― то в этом доме, 100% нет бойлера косвенного нагрева.
В домах, где несколько санузлов, без бойлера косвенного нагрева получить воду одинаковым напором и температурой просто невозможно.
Я много раз видел, как люди в двух или трёхэтажный дом ставят двухконтурный газовый котел и думают, что его хватит для приготовления горячей воды на весь дом.
Потом заселяются и нервничают, потому что котёл не справляется.
Двухконтурный котел, мощностью 24 кВт, сможет нагреть воду в протоке максимум для двух точек водоразбора. Я открыл 2 крана с горячей водой: на кухне и в ванной. Если котел стоит недалеко, то его мощности хватит, чтобы нагревать воду в протоке.
А если котел стоит в подвале, кто-то открыл кран на кухне и ванной, то на втором этаже, открыв кран с горячей водой вы её не дождётесь. Вот для таких случаев ставят бойлер косвенного нагрева и делают рециркуляцию
Что такое рециркуляция и зачем она нужна
С помощью бойлера косвенного нагрева несложно сделать рециркуляцию горячей воды. Это нужно там, где точки водоразбора находятся далеко от источника горячего водоснабжения.
Приведу простой пример: двухэтажный дом, котельная в подвале. Открываете кран с горячей водой в санузле на втором этаже и ждёте пару минут, когда появится горячая вода.
С реализованной системой рециркуляции ГВС, горячая вода из крана появится через несколько секунд после открытия. Это решение намного повысит комфорт. А также значительно снизит общий расход воды, что является экономией.
Посмотрите какие ошибки совершают люди, когда строят частный дом.
Схема подключения бойлера
А если у вас нет газа и смонтирован твердотопливный котёл, как тогда греть горячую воду? Тоже с помощью водонагревателя косвенного нагрева. В последнее время набирают популярность солнечные коллекторы и панели. Тут тоже применяется бойлер косвенного нагрева, только уже с двумя теплообменниками.
Один теплообменник присоединён к котлу, а второй теплообменник присоединён к гелиосистеме. Когда светит солнце, горячая вода в бойлере нагревается солнечной энергией. Когда солнца нет, горячую воду нагревает котёл.
Схема подключения котла и гелиосистемы
Вы уже догадались, почему такое название — бойлер косвенного нагрева. Потому что нагрев воды в бойлере осуществляется косвенно, за счёт другого источника энергии. Например, котла, солнечного коллектора, теплового насоса и т.д.
Зачем накапливать горячую воду?
Главный из них — недостаточная тепловая мощность источника энергии. С этой проблемой сталкиваются не только владельцы гостиниц и гостевых домов, но и люди, в домах которых больше одного санузла.
Потребление горячей воды очень большое. Значит, котлы имеют недостаточную мощность в моменты пиковых нагрузок. Поэтому и используют бойлеры косвенного нагрева. Они при небольшой мощности котла успевают накопить достаточное количество горячей воды.
Что такое бойлер косвенного нагрева
Этот вопрос часто задают владельцы частных домов. Многие справедливо полагают, что если у них уже есть установленная система отопления, которая позволяет снабжать дом не только отоплением, но еще и горячей водой для хозяйственных нужд, то зачем тратиться и устанавливать бойлер косвенного нагрева? На первый взгляд устройство бойлера и вправду выглядит как излишняя трата средств. Но это не так.
| Выбрать бойлер косвенного нагрева |
Бойлер косвенного нагрева имеет очень низкий коэффициент теплопотерь.
Что такое бойлер косвенного нагрева и зачем он нужен?
Бойлер косвенного нагрева представляет собой водонагреватель, который позволяет обеспечить бесперебойной подачей горячей воды всех домочадцев одновременно.
К тому же его конструкция не предполагает наличие собственного теплоисточника. В качестве теплового носителя для бойлера косвенного отопления используются внешние источники тепла. Ими могут быть отопительный котел, центральное отопление и т.д.
Итак, для чего же нужен бойлер косвенного нагрева воды? Возьмем в качестве примера ситуацию, когда хозяйка дома решила помыть посуду, а хозяин дома тем временем решил принять душ. В этом случае оба столкнутся или с нехваткой горячей воды, или с резким снижением температуры воды, что тоже малоприятно. Устройство данного водонагревателя позволит избежать таких ситуаций, поскольку он сможет компенсировать возникшую нехватку горячей воды.
Как устроен бойлер косвенного нагрева
Внешне бойлер косвенного нагрева выглядит как большой бак, имеющий цилиндрическую форму. А сама конструкция бойлера состоит из следующих частей:
Благодаря наличию слоя утеплителя между баком и корпусом самого бойлера коэффициент теплопотерь составляет 3-4ºС в сутки. Термометр позволяет контролировать заданную температуру воды в баке. Теплообменник представляет собой спиралевидную стальную или латунную трубку, которая располагается внутри самого бойлера. Очень часто эта трубка имеет сложную форму и располагается ближе к нижней части бойлера. Производители утверждают, что именно благодаря этому факту можно добиться равномерного нагрева воды во всей емкости. Магниевый анод призван защищать бак от гальванической коррозии. Практически все электрохимические реакции будут воздействовать на магниевый анод, не тронув при этом другие детали водонагревателя. Со временем эту часть водонагревателя придется заменить, так как она подвергается постоянному износу.
Практически все новые модели современных бойлеров имеют альтернативный источник тепла. Такие устройства называют еще комбинированными. В летний период, когда отопительный сезон закончился, бойлеры используют для подогрева воды либо электричество, либо газ. На рынке также существуют такие модели, которые способны нагревать воду за счет солнечного света.
Принцип работы устройства
Бойлер косвенного нагрева устроен несложно, да и принцип его работы будет понятен любому. Внутри большого бака проходит полая внутри спиралеобразная трубка, чаще всего ее называют змеевик. В трубке непрерывно циркулирует теплоноситель. Постоянную циркуляцию обеспечивает специально установленный для этих целей насос, который, в свою очередь, снабжен автоматической системой управления. Как только температура воды достигает заданного параметра, насос отключается. Так как источником теплоносителя выступает работающая система отопления, то в момент нагревания воды в бойлере возможно незначительное снижение температуры у отопительных элементов. Однако нагрев воды в баке происходит достаточно быстро, поэтому заметить снижение температуры на короткое время можно только при помощи градусника.
После того как вода в баке станет нужной температуры, она долго еще будет оставаться таковой. Существенно снизить потери тепла в баке помогают современные изоляционные материалы. В качестве теплоизоляции для бойлеров отлично подойдет пенополистирол или полиуретановая пена.
Каждый бойлер имеет два патрубка для ввода и вывода, и они выполняют разные задачи. Патрубок ввода соединяется с отопительным котлом, где через него в змеевик поступает теплоноситель, тем самым, нагревая воду в баке. А патрубок вывода подает уже нагретую воду непосредственно к месту ее подачи.
Перед тем как вы решитесь на покупку бойлера, обязательно уточните мощность вашей отопительной системы. Ведь если вы приобретете бойлер с большим объемом, есть вероятность того, что стоящая у вас дома отопительная система попросту не справится с поставленной задачей. Либо нагрев будет происходить очень медленно, и в этот период температура отопительных приборов резко снизится, что крайне отрицательно отразится на комфорте проживающих в доме людей. Еще вам нужно будет заранее выбрать, какой именно тип бойлера вы хотите приобрести: напольный или настенный. Если у вас настенная водонагревательная система, то и бойлер лучше всего приобретать настенный. И наоборот. Специалисты советуют приобретать отопительную систему и бойлер косвенного нагрева у одного производителя. В этом случае монтаж и установка пройдут легко и быстро. А результаты их работы будут эффективны и продуктивны.
Достоинства и недостатки системы
Как правильно выбрать бойлер?
Основной критерий, которым вы должны руководствоваться при выборе бойлера, – это его емкость. Для того чтобы понять, какой должна быть оптимальная масса вашего водонагревателя, вы можете воспользоваться среднестатистическими показателями, а затем умножить их на количество проживающих в доме человек и получившуюся цифру округлить в большую сторону.
К примеру, для того чтобы нагреть воду до нужной температуры в бойлере косвенного нагрева емкостью 20 л, понадобится около 40 минут, а у 200-литрового бойлера на это уйдет около 6 часов.
После того как вы определились с необходимым объемом бойлера, обязательно уточните, из какого материала выполнен змеевик. У недорогих бойлеров змеевик выполнен из стали и приварен к баку. А в моделях более высокой ценовой категории змеевик съемный и выполнен из латуни. Конечно, съемный змеевик более практичен, так как со временем вы легко сможете его снять и прочистить от накопившейся в нем накипи.
Также недорогие модели имеют в качестве защитного покрытия слой стеклокерамики или эмали. Однако такое покрытие не совсем надежно, потому что внутри бака будут происходить постоянные перепады температур, что со временем приведет к микротрещинам и уже не спасет от коррозии металла. Поэтому, покупая бойлер, выбирайте бак, который сделан из нержавеющей стали, такой бойлер обойдется вам дороже, но и прослужит гораздо дольше.
Следующее, на что вам нужно будет обратить внимание, – это материал утеплителя. В некоторых моделях в качестве утеплителя используют поролон, этот материал крайне ненадежен и непрактичен. Лучше всего для этих целей подходит полиуретан. Именно с таким утеплителем потери тепла из бака практически исключены, а значит, не тратится лишняя энергия на то, чтобы вновь подогреть воду.
Дополнительная информация, консультации, цены
Как выбрать и подключить накопительный бойлер косвенного нагрева
Накопительные водонагреватели, работающие от электричества, обеспечивают нужный расход горячей воды, но долго набирают температуру — 1.5…2 часа в зависимости от объема бака. Более привлекательный вариант – специальная емкость для ГВС, прогреваемая котлом отопления в течение 10—30 минут, разница ощутимая. Цель публикации – разъяснить пользователям, что такое бойлер косвенного нагрева, рассмотреть устройство агрегата, дать практические рекомендации по выбору и подключению накопителя своими руками.
2 типа емкостных нагревателей для ГВС
Бытовой бойлер косвенного нагрева – это металлический резервуар объемом 50…300 литров, использующий для приготовления горячей воды сторонний источник тепла – котел, печь с водяным контуром либо солнечный коллектор, реже — геотермальную установку (тепловой насос). По устройству и принципу действия водогрейные аппараты делятся на 2 разновидности:
Накопительному резервуару придается цилиндрическая или другая форма, но обязательно — с закругленными торцами. Поскольку водопроводное давление нередко достигает 6—8 Бар, сварной прямоугольный танк (от английского tank) долго не прослужит – плоские стенки выгнутся от напора воды, емкость лопнет по швам.
Справка. Некоторые модели двухконтурных газовых котлов комплектуются резервуарами косвенного нагрева, расположенными внутри теплогенератора, как показано ниже на фото. Вместительность встроенных накопителей не превышает 80 л.
Чтобы максимально прояснить ситуацию и помочь выбрать водонагреватель, дадим подробное описание каждого типа косвенных бойлеров.
Аппараты со спиральным теплообменником
Емкостный бойлер данного типа состоит из следующих элементов:
Примечание. Иногда производители снабжают свои изделия патрубком с краном опорожнения, автоматическим воздухоотводчиком и другими полезными дополнениями.
Принцип работы бойлера довольно прост: через верхний патрубок в змеевик подается теплоноситель с температурой 70—90 °С, быстро нагревающий весь объем воды в баке. Охлажденный теплоноситель возвращается обратно в котел через нижний патрубок.
Отбор горячей воды производится из верхней зоны емкости, пополнение предусмотрено снизу. Загрузкой (подогревом) до установленной температуры ведает термостат и трехходовой клапан, входящий в схему обвязки бойлера, которую мы разберем далее.
Информация для сравнения. Водяной теплообменник «косвенника» развивает мощность от 12 кВт (бак 80 л) до 25 кВт (200 л) при нагреве на 45 градусов, температура котловой воды – 80…90 °С. В электрических бойлерах используются ТЭНы мощностью 1.5…2.5 кВт. Максимальное время нагрева 100 л воды – 43 и 240 минут соответственно, минимальное – 25 и 150 мин (данные французского производителя Atlantic).
Мы рассмотрели относительно дешевую модель одноконтурного водонагревателя. Какие еще разновидности аппаратов можно найти в продаже:
Важный момент. В настенных версиях бойлеров штуцеры расположены снизу, а внутри резервуара стоит трубка забора горячей воды из верхних слоев. В напольных моделях присоединительные резьбы находятся сверху или сбоку аппарата, а трубка опускается на дно танка от штуцера подачи холодной воды. Как работает водонагреватель, смотрите на видео:
Конструкция «бак в баке»
Внешне бойлер не отличается от «собрата» — цилиндрический утепленный корпус, патрубки для подсоединения теплонесущей и санитарной воды, шкала термометра. Изнутри водогрейный прибор устроен иначе:
На приведенной схеме, где показана емкость в разрезе, хорошо заметен волнистый профиль стенок бака, сделанный по таким соображениям:
Водонагреватели «бак внутри бака» также предлагаются в комбинированном исполнении – с ТЭНом прямого нагрева. Трубчатый элемент автоматически включается при остывании содержимого бойлера до определенной температуры либо работает летом, когда отопительное оборудование отключено. Температура задается пользователем с помощью электронного блока управления.
Уточнение. В отличие от электрических бойлеров, ТЭН подогревает котловой теплоноситель, а не санитарную воду внутри нержавеющего бака.
Двустенные водонагреватели косвенного нагрева более эффективны и долговечны, изготовители декларируют гарантийный срок службы 5—10 лет. Дополнительный плюс – упрощенное обслуживание, пользователю не нужно проверять состояние магниевого анода и возиться с заменой каждые 2 года. Теперь о минусах:
Примечание. Бойлеры, предназначенные для горизонтального монтажа, крепятся к стене «холодным» патрубком книзу.
Существенный недостаток водонагревателей – приличная стоимость. Сравним 2 агрегата, сопоставимые по качеству: ACV SMART LINE E 300 и DRAZICE OKC 300 NTRR общим объемом 300 литров. Бельгийский нагреватель ACV «бак внутри бака» обойдется в 1720 у. е., цена бойлера «Дражице» со змеевиком — 750 у. е. Чешская модель с двумя теплообменниками стоит вдвое дешевле одноконтурного «бельгийца».
Выбираем косвенный бойлер
Чтобы правильно подобрать резервуар косвенного нагрева для частного дома или квартиры, выясните следующие моменты:
Совет. При выборе места расположения накопительной емкости учтите нюанс: рядом с бойлером ставится расширительный бачок, чей объем составляет 10% от вместительности основного резервуара. Лучший вариант размещения в загородном коттедже – помещение котельной.
Расчет потребления воды из системы ГВС мы предлагаем вести по минимальным показателям. В сутки 1 человеку требуется 20 л теплой воды на помывку (душ) и 12 литров – для хозяйственных нужд, всего – 32 л. Значит, семье из 2 чел. понадобится бойлер полезным объемом 50…80 л, для троих жильцов – минимум 100 литров. Если хочется наполнять ванну, выбираем танк на 120 л и более. Упрощенный алгоритм подбора отражен в таблице:
Скорость нагрева бака сильно зависит от мощности теплогенератора. Если здание отапливается котлом 10—15 кВт, ставить накопитель на 200 л бессмысленно – пока вода нагреется, дом успеет остыть. Дело в том, что приоритет загрузки бойлера выше, нежели отопление. Упрощенно: пока бочка не прогреется до нужной температуры, радиаторная сеть не получит требуемое количество тепла.
Приведем пример расчета мощности котла:
Общие рекомендации по выбору «косвенника»:
Примечание. Толщину металлических стенок рабочего резервуара можно прикинуть по весу танка. Качественный бойлер 80 л, сделанный из металла 2 мм, «затянет» примерно 25 кг.
Железные танки, покрытые термостойкой пластичной эмалью с добавлением циркония, практически не уступают нержавеющим в надежности, зато обходятся гораздо дешевле. Слабое место нержавейки – сварные швы, успешно корродирующие в случае полной выработки магниевого анода. Кстати, лучше выбирать изделие с титановым электродом – он служит втрое дольше.
Обвязка «косвенника» с котлом
Первым делом агрегат нужно установить на полу либо надежно прикрепить к капитальной стене из кирпича или бетона. Если перегородка построена из пористых материалов (пеноблок, газобетон), от настенного монтажа лучше воздержаться. При напольной установке соблюдайте расстояние 50 см до ближайшей конструкции – просвет необходим для обслуживания бойлера.
Важно. Перед креплением настенной горизонтальной модели бойлера внимательно изучите инструкцию. Обычно аппарат вешается таким образом, чтобы патрубок холодной воды находился снизу. Если бак перевернуть вверх ногами, змеевик и ТЭН окажется в верхней зоне, что недопустимо.
Подключение бойлера к твердотопливному либо газовому котлу, не оснащенному электронным блоком управления, выполняется согласно приведенной ниже схеме.
Перечислим основные элементы бойлерного контура и укажем их функции:
Замечание. Для нормальной работы загрузочного контура хватит насоса 25—40 (напор – 0.4 Бар). Элемент можно устанавливать на обратной либо подающей линии – большой разницы нет. В руководстве по монтажу водонагревателей DRAZICE приводится схема обвязки, где перекачивающий агрегат стоит на подаче.
Аналогичным образом нагреватель присоединяется к более сложным системам с несколькими котлами и контурами отопления. Единственное условие: бойлер должен получать самый горячий теплоноситель, поэтому врезается в магистраль первым, а к распределительной гребенке гидрострелки подключается напрямую, без трехходового вентиля. Пример показан на схеме обвязки методом первичных / вторичных колец.
На общей схеме условно не показан обратный клапан и термостат бойлера
Когда требуется подключить бойлер «емкость в емкости», производитель рекомендует задействовать расширительный бачок и группу безопасности, присоединенную к выходу теплоносителя. Обоснование: при расширении внутреннего резервуара ГВС объем водяной рубашки уменьшается, жидкости деваться некуда. Применяемое оборудование и арматура показана на рисунке.
При подключении водонагревателей типа «бак в баке» производитель рекомендует ставить расширительный бачок на стороне системы отопления
Проще всего бойлер косвенного подогрева соединяется с настенными котлами, в которых предусмотрен специальный штуцер. Остальные теплогенераторы, оборудованные электроникой, стыкуются с водонагревателем через трехходовой переключающий клапан с электроприводом, управляемый котловым контроллером. Алгоритм такой:
Важный нюанс. Вышеописанная схема также используется при обвязке накопителя с двухконтурным газовым котлом. Недопустимо стыковать «косвенник» с линией ГВС теплогенератора.
Подсоединение солнечного коллектора ко второму змеевику бойлера показано на следующей схеме. Гелиосистема представляет собой полноценный замкнутый контур со своим расширительным баком, насосом и группой безопасности. Здесь не обойтись без отдельного блока, управляющего работой коллектора по сигналам двух температурных датчиков.
Нагревом воды от солнечного коллектора должен управлять отдельный электронный блок
Видео: простейшая схема подключения настенного бойлера
Подсоединение на стороне водоснабжения
Если точки водоразбора располагаются недалеко от нагревательной емкости, подключение производится по типовой схеме, представленной ниже. Поясним функции некоторых элементов:
Внимание! Используйте в обвязке расширительный бак, предназначенный для систем водоснабжения и рассчитанный на более высокое давление – 6…8 Бар. Емкость под отопление не годится – мембрана быстро придет в негодность.
Когда потребители находятся вдалеке от бойлера, стоит положить линию рециркуляции с дополнительным насосом и обратным клапаном. Если ваша модель нагревателя не оснащена отдельным штуцером для присоединения этой линии, просто врезайте возвратный трубопровод в магистраль на входе холодной воды.
Перед запуском системы с водонагревателем типа «емкость внутри бака» нужно сначала заполнить внутренний резервуар санитарной водой, только потом закачивать теплоноситель и производить опрессовку. Детали расскажет мастер на видео:
Схема электрических соединений
Комбинированную версию резервуара, оснащенную ТЭНом, нужно подключить к домовой электросети с учетом перехода на летний режим, при котором основной змеевик перестанет получать тепло от котла. Предлагаем воспользоваться универсальной схемой,куда включен модуль управления насосом посредством термостата.
Цвета проводов, изображенных на рисунке, соответствуют общепринятой классификации: синий – нейтраль, коричневый – фаза, желто-зеленый – заземление и так далее
В схеме задействован второй термостат безопасности, срабатывающий в момент перегрева санитарной воды. Лампа – индикатор сигнализирует о включении ТЭНа.
Заключение
Аппараты косвенного нагрева имеют массу преимуществ перед проточными и электрическими установками. Есть и недостатки – габариты баков, более сложный монтаж и неизбежные тепловые потери при эксплуатации в дежурном режиме. Но перечисленные минусы отступают на второй план перед комфортным горячим водоснабжением, которое обеспечивает накопительный бойлер, работающий в паре с котлом.