Бойлер косвенного нагрева

Если Вам необходимо обеспечить беспрерывную подачу горячей воды в частное домовладение, монтаж бойлера косвенного нагрева, в работе которого используется тепловая энергия отопительного котла, не зависимо от вида топлива: электроэнергия, твердое топливо, природный газ и др., будет верным решением.

Основные функции

Для начала, перечислим возможные способы обеспечения жилища горячей водой:

• Установка двухконтурного газового котла;
• Применение проточного электроводонагревателя;
• Использование накопительного электронагревателя и другие.

Правда, каждый из приведенных выше вариантов оборудования не является совершенным средством для бесперебойной поставки горячей воды по причине недостаточной производительности.

Все эти недостатки систем ГВС не позволяют также безоглядно использовать горячую воду в нужных количествах при наличии в доме нескольких точек водозабора.

Допустим, если в пределах одного жилища, на кухне моют грязную посуду, а в ванной комнате, например, решили принять душ, то в последнем случае, водные процедуры могут стать закаляющими, так как горячая вода может закончиться в самый неподходящий момент.

Область применения и принцип работы

Применение бойлера косвенного нагрева в системе ГВС целесообразно при наличии в жилище более, чем одной точки забора горячей воды.

Грамотно подобранный теплообменник с правильной мощностью и объемом, делает возможным быстрый и равномерный нагрев воды в нем до необходимой температуры, стабильной в разных точках бака.

Так, 100-литровый резервуар гарантирует обеспечение приблизительно 500л/час горячей воды. Проточный электронагреватель не может обеспечить такой производительности.

Принцип действия бойлера косвенного нагрева основан на непременном взаимодействии нагревателя с главным отопительным источником дома.

Величина резервуара бойлера должна подбираться с учетом мощности отопительного котла. Нагревание воды происходит в процессе теплообмена между греющим контуром и контуром ГВС при участии теплоносителя (воды). Теплопередающих контуров в таком нагревателе может быть и несколько.

Оборудование, которое может быть использовано для нагрева воды:

• Солнечная батарея;
• Котел на твердом топливе;
• Система отопления, использующая энергию подземных гейзеров, и ее тепловой насос.

Теплоноситель в таких источниках тепла движется по обособленным «трассам», связанным элементами теплопередачи в среде нагревания.

Устройство

Бойлер косвенного нагрева — это цилиндр с теплоизолированными стенками, имеющий внутри собирающую колбу с тэном.
Тэн – теплообменник горячего контура спиралевидной формы. Внутри этой спирали движется теплоноситель (вода из отопительной системы), нагревающий стенки змеевика. От стенок тэна, в свою очередь, прогревается и вода, которой наполнен резервуар.

Защиту частей нагревателя от гальванической ржавчины обеспечивает, установленный в колбе мощный магниевый анод.

Как выбрать

Полезный объем – вместительность резервуара бойлера. Какие величины необходимо учесть, подбирая данный параметр:

• Численность населения данного жилья;
• Предпочтения и пристрастия обитателей дома;
• Их распорядок и привычки.

Сложно, конечно, точно вычислить расход воды. Выбирая объем бойлера в спектре от 200л до 1500л, нужно исходить из расчета 80л/человека. Не стоит прибавлять «на непредвиденные ситуации». Ведь, мало того, что сам аппарат тем дороже, чем больше его резервуар, так потом вам же придется больше платить за электроэнергию.

Расход теплоносителя через нагревающий контур. Эта величина указана в техническом паспорте аппарата. Нормальным считается ее значение, которое не превышает 40% от всего объема теплоносителя, проходящего сквозь обогревательный прибор.

Материал, который использован для создания резервуара. Наиболее популярны емкости из нержавеющей стали. Они имеют наибольший срок эксплуатации, но и стоимость их тоже максимальна.

Наличие возможности извлечения теплообменника для технического обслуживания.

Сырье, использованное для создания теплоизоляции. Наиболее распространены такие материалы, как минеральная вата и пенополиуретан.

Стоимость изделия. Кроме вышеперечисленных факторов, оказывающих влияние на расчет цены нагревателя, к таковым можно также отнести бренд и место создания устройства.

Последнее слово, конечно, за вами! Главное, не потеряться, изучая и анализируя образцы нагревателей с различными техническими параметрами, которыми представлен широкий ассортимент сегмента теплотехнического оборудования современного строительного рынка.

Схемы подключения

Подключение накопительного нагревателя состоит из двух этапов:

Соединение с водопроводной системой, при котором

• в нижнюю часть резервуара поступает холодная вода;
• нагревшаяся вода отводится в верхней части бачка;
• точка рециркуляции расположена в середине емкости.

Подсоединение к отопительным контурам, после осуществления которого, направление движения воды от верха емкости к ее нижней части (нагретая вода поступает в верхний патрубок, остывшая – вытекает из нижнего).

Такая схема обеспечивает наиболее эффективную работу бойлера, так как поступающий горячий теплоноситель подогревает еще теплую толщу воды в верхней части колбы. Затем, произведя теплообмен в более остывшей толще, теплоноситель выходит из нагревательного контура, возвращаясь обратно в отопительный котел.

Грамотно произвести подключение накопительного нагревателя самостоятельно можно несколькими способами. Давайте, для начала, изучим основные возможные схемы такого подключения.

Подсоединение с помощью трехходового клапана

Основой такого подключения является взаимодействие двух контуров:

• Основной отопительный контур;
• Система горячего водоснабжения ( нагревательный контур самого бойлера).

Трехходовый клапан является, как раз, распределителем потока теплоносителя между этими двумя контурами. Приоритет в этой системе отдается больше направлению нагрева накопителя, нежели контуру отопления.

Управление трехходовым клапаном осуществляется автоматически, при помощи сигналов термостата нагревателя. При остывании воды в системе горячего водоснабжения до минимально допустимого уровня термостат реагирует переключением, повинуясь которому, клапан перенаправляет весь поток воды из контура котла обогрева в контур бойлера косвенного нагрева.

В момент достижения температурой воды определенного уровня, термостат «дает команду» клапану вернуться в исходное положение, направив тем самым теплоноситель в радиаторы отопления. В теплое время года, при отключенной системе отопления, котел просто «затухает».

Этот вариант подключения самый ходовой. Он удобен в случае большого расхода горячей воды, а также, в виде аналога двухконтурного газового котла, при использовании в системе воды с повышенной жесткостью. В обратной ситуации жесткая вода крайне быстро выводит из рабочего состояния вторичный теплообменник котла.

Важно! Задавая предельную температуру, при которой срабатывает термостат, нужно принимать во внимание уровень температуры, до которого нагревается теплоноситель в котле. Величина температуры, выставленная на бойлере, непременно должно быть меньше, чем температура воды в котле. Иначе, котел, отключившись от отопительной системы, будет снова и снова нагревать воду в нагревателе.

Двухнасосная схема

В данном случае направление потоков теплоносителя производится с помощью активного воздействия циркуляционных насосов в различных транспортных магистралях.

Тут приоритетная линия горячего водоснабжения подсоединена перед циркуляционным насосом отопительной системы. Для простоты восприятия, можно сказать, что обе линии нагрева (бойлера и котла) подключаются параллельно и каждая оборудована циркуляционным насосом. Режим работы насосов диктуют сигналы, уже знакомого нам, термодатчика нагревателя.

Чтобы потоки теплоносителя не влияли друг на друга, в цепи после каждого насоса предусмотрен обратный клапан.
В этой схеме, как и в предыдущей, с включением линии ГВС, отключается отопительный контур. Но вода в бойлере нагревается довольно быстро (около часа), поэтому батареи в доме не успеют остыть полностью за это время.

Хотя, в отдельных случаях, при использовании сложных отопительных систем, где предусмотрено наличие двух котлов, один из них работает по описанной выше схеме, а второй – постоянно отапливает помещения.

Схема с применением гидравлической стрелки

Для поддержания равновесия потоков теплоносителя с циркуляционными насосами в разных точках многоконтурной системы отопления, зачастую, применяют гидравлическую стрелку и гидроколлектор (гидравлические распределители).

Данная схема подключения накопительного нагревателя удобна при наличии нескольких направлений отопления: батареи отопления, теплый пол, нагреватель ГВС и т.д.

Гидравлический модуль работает совместно с гидроколлектором с целью устранения перепадов давления в отдельных ответвлениях системы. Можно обойтись и без этого узла, но тогда придется позаботиться об установке балансирующих вентилей.

Разрабатывая системы такого рода, не стесняйтесь обращаться за помощью к профессионалам, чтобы не пришлось все делать заново.

1. Котел 2. Гидравлическая стрелка 3,4. Контур батарей и теплого пола 5. Коллектор 7. Бойлер косвенного нагрева

Система возвратной циркуляции в схеме горячего водоснабжения

Эта схема может быть реализована при условии наличия в резервуаре нагревателя третьего входа, к которой и подключают рециркуляции теплоносителя. Основная цель такой схемы – ускорить подачу горячей воды потребителю, сделав ее почти мгновенной (практически одновременно с открытием крана). С такой системой нет необходимости в дополнительном расходе воды, возникающем при предварительном сливе остывшей воды в ожидании горячего теплоносителя.

Это замечательная возможность, появившаяся вместе с созданием закольцованной магистрали, по которой непрестанно движется водный поток, управляемый циркуляционным насосом. Все это – составные части системы рециркуляции. В такую систему часто включают полотенцесушитель.

Реализация последней схемы подключения бойлера косвенного нагрева предполагает наличие некоторых дополнительных узлов и элементов. Ниже вы найдете описание их основного назначения:

• Обратный клапан. Установленный на входе в нагреватель – предотвращает в магистрали при перегреве бойлера попадание горячего теплоносителя обратно в систему холодного водоснабжения, вследствие повышенного давления воды.
• Автоматический воздухоотводчик, монтируется перед вторым обратным клапаном, необходим для недопущения «завоздушенности» насоса в момент начала его работы.
• Клапан предохранительный – защищает бойлер косвенного нагрева от перепадов давления.
• Расширительный бачок – обеспечивает урегулирование уровня давления в системе ГВС при закрытых кранах.

Важно! Максимальное давление в расширительном бачке не должно превышать (и даже достигать) граничного уровня давления предохранительного клапана.

Преимущества и недостатки

Итак, преимущества бойлера косвенного нагрева:

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

Осталось поговорить о недостатках:

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

Как подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному котлу

Бойлер косвенного нагрева устанавливают в связке с одноконтурными газовыми и твердотопливными котлами, тепловыми насосами, солнечными коллекторами. Для нормальной работы водонагревателя необходима обвязка, выполненная в согласии с руководством производителя.

Подключение бойлера косвенного нагрева к одноконтурному котлу требует специальных навыков, четкого понимания внутреннего устройства ёмкостного накопителя. Существует несколько вариантов обвязки, что позволяет учесть технические условия эксплуатации БКН.

Арматура для обвязки БКН

Принцип работы бойлера связан с использованием тепла, взятого из системы отопления для нагрева ГВС. Обвязка БКН должна решить несколько важных задач:

обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя от котла к водонагревателю;

предотвратить гидравлический и термический удар;

поддерживать заданную температуру нагрева воды в автоматическом режиме.

При монтаже бойлера используется следующая запорная и регулирующая арматура:

Мембранный расширительный бак — предназначен для компенсации теплового расширения в системе ГВС и предотвращения аварийных ситуаций. При подключении БКН устанавливается вместе с группой безопасности. Расширительный бак должен вмещать не менее 10% от общего объема бойлера косвенного нагрева.

Предохранительный клапан — нужен для аварийного слива воды из БКН. При чрезмерном повышении давления открывается и сбрасывает воду из бойлера. Клапан используется во время обслуживания, для заливки в накопитель химических реагентов, устраняющих накипь.

Группа безопасности бойлера косвенного нагрева — включает манометр, сбросовый клапан и воздухоотводчик. Узел предназначен для нормализации давления в ГВС и предотвращения гидравлического удара. Монтаж группы безопасности и расширительного бака, это требование, предъявляемое производителями к обвязке БКН.

Датчик температуры бойлера — подключается к циркуляционному насосу, контролирующему давление в змеевике. Термостат погружного типа работает по принципу реле. При достижении достаточного нагрева воды датчик дает сигнал на отключение насосного оборудования. Вода перестает подогреваться. После остывания автоматика для бойлера запускает циркуляцию.

Трехходовой клапан — работает как узел подмеса, открывая и закрывая поступление воды к бойлеру из системы отопления. Существуют простые механические устройства и точные трехходовые клапаны с сервоприводом.

Циркуляционный насос — в зависимости от выбранной схемы обвязки устанавливается один или два модуля. Насос используется для создания постоянного давления и рециркуляции в системе ГВС.

Комплект подключения может меняться в зависимости от технических условий, особенностей здания, фактической потребности в горячей воде и других параметров. В обвязке может присутствовать дополнительное оборудование: гидравлическая стрелка, система фильтрации.

Материал труб для обвязки БКН

К бойлеру подключается холодный и горячий водопровод, подача и обратка системы отопления. Температура нагрева и давление на трубы определяет то, какой материал предпочтительней использовать при выполнении обвязки:

Холодная вода — может устанавливаться обычная полипропиленовая труба. Материал подходит для пайки всей системы ХВС.

Горячее водоснабжение — температура ГВС подаваемой пользователю поддерживается на уровне 65-70°. Допускается применение полипропилена с стекловолоконным (армированным) или алюминиевым усилением, предназначенного для горячего водоснабжения.
Еще один вариант: выполнить обвязку медной трубой. При прокладке медной трубой обязательно использование теплоизоляции. Медь хороший теплопроводник, что неизбежно приведет к снижению температуры разогретой воды при транспортировке к конечному потребителю. Теплоизоляция труб защитит от теплопотерь.

Альтернативой полипропилену может быть труба из металлопластика. Материал выдерживает высокое давление и нагрев до 95°C. Монтируется с помощью обжимных и пресс фитингов.

Место установки бойлера сразу за котлом отопления, перед радиаторами и теплыми полами. Такая схема подключения обусловлена тем, что для нагрева ГВС теплоноситель нужно разогреть до 90-95° C. Серьезная тепловая нагрузка наблюдается на участке между котлом и бойлером. Этот участок обвязки рекомендуется выполнить стальной или медной трубой.

Варианты обвязки бойлера косвенного нагрева

На выбор схемы подключения влияет несколько условия. Значение имеет источник тепла, количество точек водоразбора, присутствие в системе теплых полов, радиаторов отопления. Способы обвязки выбираются индивидуально в каждом случае, с упором на технические условия ГВС и системы обогрева.

Еще один важный фактор, учитываемый при выборе типа подключения — энергозависимость. Существуют самотечные системы, в которых циркуляция воды и теплоносителя происходит самостоятельно, а также схемы с созданием принудительного давления (насосные). Последние не могут работать без электричества. Производители БКН в инструкции по эксплуатации указывают рекомендуемую схему обвязки, что также учитывают при подключении.

Обвязка БКН с трехходовым клапаном

Схема со смесительным узлом — подключение с приоритетом ГВС, успешно применяется при одновременном подключении к бойлеру нескольких источников тепла (котла, солнечных коллекторов, теплового насоса). БКН монтируют сразу после отопителя. На подачу врезают циркуляционный насос, ставят трехходовой клапан.

Преимуществ решения несколько:

быстрый нагрев ГВС;

экономия при постоянном использовании бойлера;

возможность автоматизации нагрева воды.

Трехходовой клапан перенаправляет подачу теплоносителя с системы отопления на БКН до тех пор, пока температура в бойлере не достигнет заданных значений. После нагрева ГВС теплоноситель в полной мере возвращается в отопительную систему.

Двухнасосная схема обвязки

Хорошее решение в тех случаях, когда бойлер планируют использовать только время от времени. Требует подключения двух циркуляционных насосов. Первый ставят на отопление, второй непосредственно на подачу воды в БКН. Поддерживается постоянная циркуляция теплоносителя в системе обогрева здания.

Циркуляционный насос на накопитель подключен к термодатчику. При снижении температура нагрева ГВС дается сигнал на включение. Создается давление, достаточное, чтобы изменить движение теплоносителя и направить его через БКН. Чтобы система нормально функционировала нужен точный расчет насоса для бойлера косвенного нагрева.

Подключение через гидрострелку

Схема используется в промышленных целях, а также при обвязке больших накопителей свыше 200 л. Подключение через гидрострелку используется и для разветвлённых сложных систем отопления: совмещение теплых полов и радиаторов, твердотопливного котла, вместе с солнечными коллекторами.

Выполнение обвязки требует предварительного проведения грамотных теплотехнических расчетов. Схема подключения сложная, поэтому для выполнения лучше обратиться за профессиональной помощью.

Обвязка в самотёчной системе

Гидравлические схемы подключения, используемые при энергонезависимых котлах отопления. Бойлер и сопутствующее оборудование поднимают выше котла. Расстояние между уровнем теплообменников котла и водонагревателя должно иметь разрыв по крайней мере 1 м в высоту.

Гравитационная система имеет несколько недостатков связанных с особенностью работы. Вода прогревается медленнее, температура нагрева и запас воды в емкости будет меньше, чем в системах с принудительной циркуляцией. Главное достоинство: возможность работы при отсутствии электричества. При частых отключениях напряжения в сети самотечная система вне конкуренции.

Монтаж рециркуляции ГВС с БКН

В обычном режиме при пользовании горячей водой какое-то ее количество постоянно остается в трубопроводе между БКН и точкой водоразбора. В сложных системах ГВС, без рециркуляции, на этом отрезке может находится несколько десятков литров жидкости.

При повторном открытии крана из него сначала стекает уже остывшая вода, что снижает комфорт использования бойлера. Рециркуляция нужна чтобы обеспечить моментальную подачу горячей воды потребителю. Дополнительное преимущество, возможность подключения полотенцесушителя.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией практически ничем принципиально не отличается от обычного подключения. Разница в том, что перед самим смесителем или краном водоразбора устанавливается тройник, соединенный с обратным трубопроводом. Линия рециркуляции ГВС через бойлер косвенного нагрева будет работать исключительно с применением насосного оборудования.

Рециркуляция имеет несколько недостатков:

снижение температуры нагрева ГВС;

увеличение расходов на топливо;

В конструкции европейских бойлеров косвенного нагрева, компаний Drazice, ACV, Baxi и других предусмотрен патрубок для монтажа рециркуляции.

Обвязка БКН с двухконтурным котлом

Распространенный вопрос, на который нет однозначного ответа. Подключение бойлера косвенного нагрева к двухконтурному котлу решит проблему ожидания: с момента открытия крана и до фактической подачи горячей воды. На практике происходит следующее:

При открытии крана двухконтурный котел нагревает теплообменник ГВС, тратя на это максимальное количество тепловой энергии. Для разогрева змеевика требуется время. По этой причине горячая вода поступает пользователю не сразу после открытия крана, а спустя какое-то время (период зависит от удаленности точки водоразбора и мощности котла).

Частые пуски и прекращения подачи горячей воды создают нагрузку на нагревательные элементы, что способно привести к быстрому выходу оборудования из строя.

По некоторым подсчетам всего 1 точка водоразбора при интенсивном пользовании тратит впустую около 70 л воды. Двухконтурный котел с бойлером косвенного нагрева в обычном режиме работает также, как и одноконтурный. Тепло от системы отопления поступает и аккумулируется в накопителе. При включении ГВС потребителю сразу подается горячая вода. Обвязка котла и бойлера косвенного нагрева предусматривает установку системы рециркуляции.

Главный минус схемы: зависимость работы БКН от пропускной способности котла. Параметр влияет на скорость приготовления горячей воды. Теплоотдача в этом случае будет ниже.

БКН лучше изначально подсоединить к одноконтурному котлу. Подключение к двухконтурному котлу малоэффективно и используется в основном если необходимо модифицировать уже существующую систему отопления и ГВС.