Бойлер косвенного нагрева: устройство, принцип работы и схемы подключения

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.

Модели косвенных водонагревателей

Преимущества бойлеров этого типа по своей экономичности обусловили то, что популярные производители предоставляют широкий выбор моделей. В таблице приведены несколько вариантов основных используемых объемов в различном ценовом диапазоне.

Название модели	Объем бака, литр	Тип теплообменника	Установка	Наличие дополнительных нагревателей
Gorenje GBK80ORLNB6	80	Змеевик	Настенная	2 «мокрых» ТЭНа
Baxi Premier Plus 150	150	Двойной змеевик	Настенная	Нет
ACV COMFORT 210	203	Двойной бак	Напольная	Нет
Hajdu STA 400 C	400	Змеевик	Напольная	Устанавливается по желанию
ACV HRs 1000	1000	Двойной бак	Напольная	Нет

Основным критерием выбора является емкость резервуара с горячей водой. Для нужд одного человека достаточно объема 60-80 литров. На семью из 2-3 человек хватает 100-150 литров. Для большего количества потребителей требуется минимум 200 литров. Бойлеры емкостью 400 литров и более предназначены для промышленного потребления.

Схема подключения рециркуляции ГВС: как сделать ее самому

Существует как минимум несколько популярных вариантов обвязки, появившихся в связи с принципиальными различиями в проектировании, планировке и конфигурации домов.

Поэтому до начала работ необходимо не только выбрать конкретное решение (с учетом типа, объема и особенностей ТЭНа), но и составить чертеж с точками установки всех элементов – насоса, приборов потребления и тому подобное.

На практике наиболее востребованы 4 вида подсоединения – рассмотрим каждый.

Через бойлер косвенного нагрева

По своей сути это резервуар со змеевиком, подключенный к котлу таким образом, чтобы теплоноситель перемещался по замкнутому контуру и ни в коем случае не смешивался с жидкостью бытового назначения. С данной целью он обладает пятью патрубками:

1. прямой, от емкости к спирали;
2. обратный, обеспечивающий возвратное движение;
3. холодной подпитки;
4. подачи потока к точке потребления;
5. реверсный, ведущий к баку.

Внимание, для успешной циркуляции ГВС схема также предусматривает установку насоса строго на обратной трубе. Такой инженерный ход предотвратит перегрев элементов, а значит способствует поддержанию нормального режима эксплуатации

Важно, что все установленные полотенцесушители будут постоянно горячими, а это залог здорового и комфортабельного микроклимата в ванной комнате, а также отсутствия плесени и грибков

Через накопительный бойлер

Это уже резервуар с теплоизолированными стенками, получающий от котла необходимый объем жидкости – 100-1000 л, зависит от количества жителей в здании и от их нужд.

Его контур – петля, с прямой подачей и обратной линией. Последняя подсоединена к трубе подпитки, причем так, что точка ее входа оказывается за узлом запорной арматуры. На ней же расположен насос, укомплектованный регулирующими устройствами.

У такого решения есть две важных особенности:

• Та среда, что находится в резервуаре, обладает одной температурой, а другая, что бежит по линии пополнения, – второй, из-за остывшей «обратки» и/или эффекта смешивания слоев.
• Подогрев осуществляется исключительно за счет добавления потока после траты части запасов.

При простое носитель очень быстро остывает. Поэтому система рециркуляции ГВС с накопителем актуальна только для тех домов, где потребление воды постоянное и достаточно высокое, то есть для тех же многоэтажных, но не для дачных.

С использованием двухконтурного газового котла

Данный вариант обычно выбирается при малом количестве точек конечного потребления и тогда, когда предполагается одновременная эксплуатация только одного из типов, например, исключительно умывальников. В таких случаях вполне подходит и проточный нагреватель средней мощности, способный обеспечивать до 20 л/мин. Он окажется достаточно простым (а значит надежным и долговечным) и экономичным.

Для его монтажа нужно лишь организовать подачу холодной жидкости в резервуар и обеспечить вывод потока нужной температуры. Учитывайте, что за время пробега по трубам среда может несколько остыть. Из-за этой особенности вариант слабо подходит для зданий большой площади и этажности.

Установка газового котла со встроенным бойлером

Когда нужно организовать циркуляцию горячей воды в частном доме, схема с интегрированным ТЭНом подходит лучше, чем с вынесенным двухконтурным. Почему? Сразу по трем причинам:

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 919H/RO (горячая и холодная вода)

Диспенсер магистральный настольный AquaPro 929CH/RO (охлаждение/нагрев)

Диспенсер напольный AquaPro 311 (пустой, без охлаждения)

• нагрев стабильнее;
• пользоваться сантехникой удобнее – можно включать хоть все приборы и открывать каждый кран;
• не составляет труда создать запас в 40-60 л хорошо теплой жидкости (хоть и постепенно остывающей).

Но минусы тоже есть, и это:

• крупные габариты – комплект оборудования и места занимает порядочно, и весит прилично, что не всегда удобно;
• дороговизна – реализация такого решения обходится сравнительно недешево;
• серьезные сопутствующие расходы – для обеспечения и поддержания нужной температуры жидкости приходится тратить много топлива.

На практике эти недостатки перевешивают достоинства, поэтому данный вариант внедряют все реже.

Принцип действия бойлера косвенного нагрев

Для начала будет полезно узнать, как работает бойлер косвенного нагрева. Но перед этим мы разберемся, как устроен классический бойлерный водонагреватель. А устроен он из двух основных частей – это объемный бак и нагревательный элемент. При включении в электросеть он начинает подогревать находящуюся внутри воду. Как только ее температура достигнет заданного значения, подача электроэнергии прекращается.

Далее бойлер переходит в режим ожидания, непрерывно контролируя температуру. Если потребитель откроет кран, поступающая из водопровода вода начнет выталкивать накопленную горячую воду. Холодная вода поступает снизу, в то время как горячая вытекает сверху. Как только температура смеси упадет ниже определенного значения, включится ТЭН и доведет ее до установленной пользователем нормы.

Соответственно, если давление в водопроводе упадет до нуля, бойлер (причем любой) не сможет подавать воду потребителям.

Такой бойлер создан для работы в круглосуточном режиме, в любое время года. Он не нуждается в дополнительных источниках энергии – достаточно подключить его к электросети. Это идеальный источник горячей воды, который необходим в зданиях, где нет других источников ГВС. Косвенный бойлер устроен несколько по-другому – нагрев в нем ведется за счет тепла, получаемого от отопительной системы. Работает он следующим образом:

Бойлер косвенного нагрева, в отличие от водонагревателя, использует тепловую энергию горячей воды в системе отопления дома для нагрева воды для бытовых нужд, а не дорогостоящую электроэнергию, а значит, он более экономичен в использовании.

• Встроенный бак полностью наполняется водой по аналогии с традиционным электрическим бойлером;
• Включается подача теплоносителя от отопительной системы;
• Косвенный бойлер приступает к нагреву воды до заданного термостатом значения.

Таким образом, принцип работы бойлера косвенного нагрева чрезвычайно прост – работает он примерно так же, как и оборудование прямого нагрева. Разница заключается лишь в том, что вместо ТЭНа здесь используется змеевик – вот и почти все различия. Температурный контроль осуществляется термостатом, включающим или отключающим подачу теплоносителя.

Котел косвенного нагрева – это в корне неправильная терминология. Правильное название оборудования – бойлер косвенного нагрева.

Косвенный нагрев – это нагрев за счет тепла, поступающего из отопительной системы. Благодаря ему снижаются расходы на электроэнергию. В летнее время годы горячая вода подготавливается другими способами – например, с помощью проточного водоподогревателя. Но есть и другой выход, заключающийся в установке ТЭНа в бойлер косвенного нагрева через предназначенный для этого фланец.

Обратите внимание, что далеко не каждый водонагреватель косвенного нагрева оснащается фланцем для установки ТЭНа – эта возможность предусмотрена лишь в нескольких моделях

Что такое бойлер косвенного нагрева и зачем он нужен?

Схема работы такого отопительного оборудования достаточно простая. ничем не отличает от обычного. Единственное, что их различает, это наличие внутри отопительного элемента в виде спиралевидной трубы. Она является теплоносителем. Другое название у неё – змеевик.

Срок эксплуатации такого типа оборудования достаточно большой. Как и любой другой вид нагревателей, бойлер косвенного нагрева необходим для нагрева и поддержания нужной температуры воды для хозяйственных нужд. Средняя температура в работающей системе составляет не более 65-75 градусов по Цельсию. Это будет вполне достаточно, чтобы обеспечить горячим водоснабжением семью.

Устанавливать такие системы можно:

• на дачах;
• загородных домах;
• душевых;
• офисах;
• квартирах.

Единственное что требуется изначально рассчитать хозяину помещения – это давление в общей системе отопления. Бойлер используется только для систематичного нагрева воды. Применять его в качестве отопительной системы не выйдет. Для удобства и поддержания нормального уровня циркуляции необходимо ставить автоматический насос, который будет поддерживать давление в системе на нужном уровне.

Общий вид подключённого бойлера косвенного нагрева

Важно рассчитывать на начальных этапах сразу, способна ли будет отопительная система поддерживать температуру в баке косвенного нагрева на необходимом уровне без потери теплоотдачи по всему периметру. Сам бойлер подбирается по литражу потребителем

Такой бак способен вмещать в себя до 100 – 120 литров воды. Важно правильно его обустроить и разместить внутри змеевик.

Поступает и откачивается вода в системе через 2 специально установленных отвода. Один подаёт в систему воду для нагрева. Второй служит для её откачки и подачи непосредственно потребителю в уже нагретом состоянии. Насос, контролируя уровень давления и температуру, будет автоматически производить в нужный момент циркуляцию теплоносителя в змеевике для поддержания нужной температуры.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией

Для начала необходимо выбрать подходящий размер бака. Рассчитав давление в системе отопления, так как вода нагревается посредством змеевика, необходимо учитывать размеры внутренней конструкции для проведения обвязки.

При рециркуляции жидкости в системах ГВС обеспечивается горячей водой любая точка систем без дополнительных действий по её проливанию. Чтобы это сделать, монтируются контуры, по которым протекает жидкость из бойлеров по всем системам. В конце вода вновь должна вернуться в бойлер.

Проводится рециркуляция с помощью небольших насосов. Они работают практически без звуков. Установленные виды системы дают возможность поддерживать стабильную температуру жидкости в любых точках контура по дому. Есть 3 самые распространённые схемы рециркуляции в доме:

Установка трехходовых или сервоприводных клапанов. Используется по большей части для баков напольного и настенного типа. Конструкция примечательно тем, что имеет два выхода. Один идёт на горячее водоснабжение, которое нагревает отопительное оборудования, другая на отвод воды для бытовых нужд.

Схема монтажа с трёхходовым клапаном

Установка 2-х насосов циркуляций на 1 систему. Такой тип схемы позволяет распределить поступающую воду по потокам на отопление и непосредственно нагрев жидкости в баке. Бойлеры такого типа обладают встроенными термостатами и автоматическими переключателями направления поступающей жидкости.

Монтаж двух насосов циркуляции в одной системе

Использование гидравлических стрелок. Нужны, когда в домах есть больше 2 контуров, к которым могут относиться отопление, тёплые полы, горячее водоснабжение и т.д. Она действует по принципу нагрева от всех источников теплоснабжения. Есть 1 минус, который заключается в том, что одновременно получить источник тёплой воды будет невозможно из нескольких узлов.

Применение гидравлической стрелки

Подбор схемы обвязки бойлера и подключение его к отопительной системе, учитывая способ рециркуляции, необходимо проводить в соответствии с точными расчётами потребительного объёма в системе горячего водоснабжения. Ошибка в выборе метода подключения может привести к поломке насосного оборудования или полной неэффективности всей системы рециркуляции.

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

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.

Отличительные черты бойлера косвенного нагрева

Бойлер – это большая бочка, главной функцией которой является накопительная. Он бывает различного объема и формы, но назначение его от этого не меняется. Без бойлера может возникнуть проблема при использовании, например, сразу двух душевых или душа и кухонного крана.

Если бытовой 2-контурный котел мощностью 24-28 кВт выдает на проток всего 12-13 л/мин, а для одной душевой требуется 15-17 л/мин, то при включении любого дополнительного крана возникнет дефицит водоснабжения. Котлу просто не хватит рабочей емкости, чтобы обеспечить горячей водой несколько точек.

Если в доме установлен большой резервуар-хранилище, даже при нескольких одновременно включенных точках водоразбора все будут обеспечены горячей водой

Все накопительные бойлеры можно разделить на 2 большие категории:

• прямого нагрева, создающие запас горячей воды при помощи нагревательного элемента – например, электрического ТЭНа;
• косвенного нагрева, подогревающие воду уже горячим теплоносителем.

Существуют и другие виды бойлеров – например, обычные накопительные водонагреватели. Но косвенно получать энергию и нагревать воду могут только объемные накопители.

БКН, в отличие от энергозависимого оборудования, работающего на электрическом, газовом или твердом топливе, использует тепло, вырабатываемое котлом. Проще говоря, для его функционирования не нужна дополнительная энергия.

Конструкция БКН. Внутри резервуара находится змеевик – стальной, латунный или медный трубчатый теплообменник, выполняющий функцию нагревательного элемента. Тепло внутри бака сохраняется по принципу термоса

Накопитель легко вписывается в систему ГВС, при этом не вызывает проблем в процессе эксплуатации.

Пользователи видят в использовании БКН немало преимуществ:

• агрегат не требует электрического питания и выигрывает с экономической стороны;
• горячая вода всегда «наготове», не нужно пропускать холодную и ждать, когда она нагреется;
• могут свободно работать несколько точек водораздачи;
• стабильная, не падающая в процессе потребления температура воды.

Недостатки тоже имеются: высокая стоимость агрегата и дополнительное место в котельной.

Объем накопительного резервуара выбирают, ориентируясь на количество постоянно проживающих в доме человек. Самые маленькие бойлеры рассчитаны на 2-х потребителей, поэтому при выборе можно отталкиваться от объема в 50 л

Но котлы бывают разными, поэтому рассмотрим и приемлемые варианты, и те, где могут возникнуть проблемы.

Достоинства и недостатки

Бойлер косвенного нагрева — устройство, которое обладает множеством достоинств, но наряду с ними выделяются и некоторые недостатки.

Отметим плюсы и минусы этих приборов.

Плюсы:

• высокая производительность;
• могут нагревать воду в больших количествах;
• экономичность: на нагрев воды тратится немного средств;
• легкость монтажа;
• позволяет подавать горячую воду сразу по нескольким направлениям.

Минусы:

1. Высокая стоимость самого аппарата и монтажных работ, а также котла отопления, который нужно будет устанавливать предварительно. Поэтому затраты на начальном этапе будут немаленькими.
2. Длительный процесс первого нагрева. Однако этот недостаток кратковременный и с ним вы будете сталкиваться только при запуске системы, в начале отопительного сезона.
3. Для всей конструкции требуется достаточно много места. Поэтому такое оборудование пригодно больше для частных домов, где есть помещение, которое можно выделить для бойлера.

Виды устройств косвенного нагрева

Существует две разновидности приборов косвенного нагрева: с встроенным управлением и без него. Устройства, оборудованные встроенным управлением, подсоединяются к отопительной системе, которая работает от котлов, не имеющих управления. Такие агрегаты оборудованы встроенным датчиком температуры, собственным управлением,  которое служит для включения или отключения подачи  в змеевик горячей воды.

Во время монтажа подобного агрегата, все что потребуется – присоединить на необходимые входы обратку и подачу от отопления, ввести подачу холодного потока, а к верхнему выходу подсоединить гребенку раздачи горячей жидкости. Вот в принципе и все, после заполнения бака водой можно приступать к ее нагреву.

Стандартные бойлеры косвенного нагрева, как правило, работают с автоматизированными котлами. При монтаже нужно в определенное место смонтировать датчик температуры. И связать его с определенным входом котла. После чего делается обвязка бойлера косвенного нагрева согласно определенной схеме. Агрегат можно подсоединить к энергонезависимому котлу, но для подобного необходимы особые схемы.

Следует помнить, что в подобном устройстве воду можно нагревать немного ниже температуры теплоносителя, который циркулирует в змеевике. Таким образом, если котел функционирует в низкотемпературном режиме и максимальная температура, которую он выдает, составляет +40оС, то вода в баке будет нагреваться максимум до этой температуры. Выше данной температуры нагреть воду не получится.

Для того чтобы обойти данное ограничение существуют комбинированные водонагреватели. Они оборудованы встроенным ТЭНом и змеевиком. Задача основного нагрева отводится змеевику, ТЭН служит только для того чтобы довести температуру до заданного значения. Кроме того такие системы отлично сочетаются с котлами, которые функционируют на твердом топливе, в этом случае температура воды не будет падать даже тогда, когда топливо полностью прогорело.

Для такого водонагревателя подходит любой источник горячего водоснабжения. Для данных целей можно использовать любой твердотопливный водогрейный котел, работающий на дровах, угле, пеллетах, брикетах. Также можно своими руками подключить к электрическому, газовому либо котлу на жидком топливе.

Существуют модели, у которых есть собственное управление, в этом случае их монтаж и обвязка более просты. В том случае, когда более простая схема, необходимо продумать систему регулировки температуры и переключение котла на обогрев воды с обогрева батарей отопления.

Монтаж бойлера косвенного нагрева может быть осуществлена, как на полу, так и методом навешивания на стену. У настенных вариантов емкость не должна превышать объем 200 литров, а вот напольные модели могут иметь объем вплоть до 1500 литров. В обоих случаях есть как горизонтальные, так и вертикальные модели. Чтобы установить настенную модель, необходимо стандартное крепление – кронштейны, они устанавливаются на дюбеля соответствующего типа.

Если же говорить о формах, то наиболее распространенной является цилиндр. Почти у всех моделей рабочие выводы сделаны сзади.  Благодаря такому расположению упрощается монтаж устройства, а также сохраняется более элегантный внешний вид. Лицевая часть панели имеет место для монтажа датчика температуры либо термореле, а у некоторых моделей есть также  возможность для монтажа ТЭНа, который будет служить для догрева воды при недостаточной мощности отопления.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

Непрерывная циркуляция теплоносителя в замкнутом контуре обеспечивает нагрев рабочей среды в накопительном баке установки. В зависимости от конструкции теплообменника различают две основных модификации, каждая из которых характеризуется своими конструктивными параметрами, заслуживающие детального рассмотрения.

По способу нагрева различают агрегаты:

• С внутренней циркуляцией;
• С периферийным подогревом.

Бойлер косвенного нагрева с внутренней циркуляцией имеют внутри накопительной емкости специальный змеевидный контур, через который осуществляется теплообмен. Эффективность работы устройства, в этом случае, непосредственно связана с количеством витков нагревательной спирали. Перемещение теплоносителя происходит сверху вниз, обеспечивая интенсивный нагрев верхнего слоя рабочей среды.

Модификация водонагревателей с периферийным подогревом не имеет внутреннего контура. В таких системах теплоноситель подается в полость между накопителем и его оболочкой. Конструкция позволяет многократно увеличить площадь теплопередачи и, как следствие, скорость нагрева.

Бойлер косвенного нагрева, следует устанавливать в непосредственной близости от теплогенератора. Такое расположение установки минимизирует потери энергии при транспортировке теплоносителя.