Бойлер косвенного нагрева

Изготовление бойлера косвенного нагрева

Процесс сборки водонагревателя может разниться в зависимости от типа конструкции, но в большинстве случае оборудование для газовых и электрических котлов изготавливается в следующей последовательности:

1. В заранее подготовленном баллоне просверливается два отверстия при помощи электродрели с корончатой насадкой. Одно отверстие будет располагаться в нижней части и использоваться для подвода холодной воды, другое — в верхней для отвода горячей.
2. Полученные отверстия зачищаются, в них монтируются фитинги и шаровые краны. Затем в нижней части просверливается ещё одно отверстие, в которое устанавливается кран для слива застоявшейся воды.
3. Для изготовления змеевика потребуется медная труба диаметром 10 мм. Спиралевидный изгиб лучше делать с помощью трубогиба. Если таковой инструмент отсутствует, то можно взять любую круглую заготовку — трубу большого диаметра, полено, бочку и т. д.
4. Выполняется изготовление змеевика согласно проведённым ранее расчётам. Концы теплообменника загибаются в одном направлении на расстоянии 20–30 см. Для монтажа змеевика в нижней части баллона просверливается два отверстия. В них устанавливаются и привариваются резьбовые штуцеры.
5. Перед монтажом змеевик опускается в ведро или большую ёмкость с водой и продувается. Если конструкция герметична, то змеевик опускается в баллон, выставляется относительно вводного и выводного отверстия и заваривается.
6. Если баллон был разрезан посередине, то в верхней части монтируется анод. Для этого просверливается отверстие, куда вкручивается резьбовая насадка, а уже в неё монтируется магниевый анод. Если ёмкость собирается из трёх отдельных частей — дно, крышка и центральная часть, то анод можно установить на последнем этапе.
7. С наружной стороны бойлера монтируется теплоизоляционный материал. Лучше всего использовать напыляемый полиуретан. Перед нанесением все патрубки защищаются плотным полиэтиленом и тканью. Если средства ограничены, то можно использовать обычную монтажную пену, которая после застывания оборачивается отражающей изоляцией.
8. К задней части бойлера привариваются крепления для подвеса на кронштейны. Для напольных бойлеров ко дну оборудования привариваются опорные ножки из стального уголка или арматуры.

На завершающем этапе накручиваются фитинги, краны и монтируется верхняя крышка. При возможности крышку можно не заваривать, а изготовить зажимные крепления из стальной проволоки сечением 3 мм.

При изготовлении бойлера для совместного использования с твердотопливными котлами вместо медного змеевика используется стальная труба П-образной формы, которая монтируется в нижней части устройства. Со стороны печи или котла труба подсоединяется к выходному патрубку. От бойлера труба выводится и подключается напрямую к дымоходу.

Емкости косвенного нагрева

Если сравнивать конструкции разных водонагревателей, то косвенный бойлер — это самый простой и надежный вариант накопительного бака для ГВС. Агрегат не производит тепло самостоятельно, а получает энергию извне, от любого водогрейного котла. Для этого внутри утепленного резервуара установлен теплообменник – змеевик, куда подается горячий теплоноситель.

Строение бойлера повторяет предыдущие конструкции, только без горелок и ТЭНов. Главный теплообменник находится в нижней зоне бочки, вторичный – в верхней. Соответствующим образом расположены все патрубки, от коррозии бак защищен магниевым анодом. Как функционирует «косвенник»:

1. От котла в змеевик поступает теплоноситель, нагретый до 80—90 градусов (минимум – 60 °С). Циркуляцию через теплообменник обеспечивает насос котлового контура.
2. Вода в резервуаре прогревается до 60—70 °С. Скорость набора температуры зависит от мощности теплогенератора и начальной температуры холодной воды.
3. Водоразбор идет из верхней зоны бака, подача из магистрали – в нижнюю.
4. Увеличение объема воды при нагреве воспринимает расширительный бачок, установленный на «холодной» стороне и выдерживающий давление 7 Бар. Его полезный объем рассчитывается как 1/5 от вместительности резервуара, минимум — 1/10.
5. Рядом с бачком обязательно ставится воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.
6. В корпусе предусмотрена гильза под температурный датчик терморегулятора. Последний управляет трехходовым клапаном, переключающим потоки теплоносителя между ветками отопления и ГВС.

Водопроводные патрубки резервуара условно не показаны

Типовая схема обвязки

Косвенные бойлеры производятся в горизонтальном и вертикальном исполнении, емкость – от 75 до 1000 литров. Бывают комбинированные модели с дополнительным источником нагрева – ТЭНом, поддерживающим температуру в случае остановки теплогенератора либо прогорания дров в топке ТТ-котла. Как правильно обвязать косвенный нагреватель с настенным отопителем, показано выше на схеме.

Насос теплообменного контура включается по команде контактного термостата, установленного в греющей емкости

Далеко не все дровяные и газовые котлы оснащены «мозгами» — электроникой, управляющей нагревом и работой циркуляционного насоса. Тогда нужно установить отдельный перекачивающий агрегат и соединить с бойлером по схеме, предложенной нашим экспертом в учебном видеосюжете:

Позитивные и негативные моменты

По сравнению с газовыми моделями бойлеров «косвенники» недороги. Например, настенный агрегат венгерского производителя Hajdu AQ IND FC 100 л стоит 290 у. е. Но не забываем: водогрейный бак не способен работать самостоятельно, без источника тепла. Нужно учесть расходы на обвязку – приобретение клапанов, термостата, циркуляционного насоса и труб с фитингами.

Чем хорош бойлер косвенного нагрева:

• нагрев воды от любого теплосилового оборудования, солнечных коллекторов и электрических ТЭНов;
• большой запас производительности по ГВС;
• надежность в работе, минимум обслуживания (раз в месяц прогрев до максимума от легионеллы и своевременная замена анода);
• время загрузки бойлера можно регулировать , например, перенести на ночь.

Главное условие правильной работы агрегата – достаточная мощность тепловой установки. Если котел подобран чисто под систему отопления без запаса, присоединенный бойлер не даст прогреть жилище либо вы останетесь без горячей воды.

Чтобы из смесителей сразу шла горячая вода, стоит смонтировать обратную линию рециркуляции с отдельным насосом

Недостатки косвенного греющего бака – приличные размеры (маленькие ставят реже) и необходимость топить котел летом для обеспечения ГВС. Указанные минусы нельзя назвать критическими, особенно на фоне высокой производительности и универсальности подобного оборудования.

Варианты обвязки бойлера косвенного нагрева

Рассмотрим 6 вариантов обвязки оборудования. Но для начала рекомендую посмотреть видеоролик схемы подключения устройства.

Вариант 1 обвязка с трехходовым клапаном

Трехходовой клапан представляет собой переключатель, управляемый термореле.
Подключение бойлера косвенного нагрева к газовому котлу: котел с бойлером располагаются непосредственно друг относительно друга на небольшом расстоянии. Во время первого подключения котла весь теплоноситель прогревает бойлер. Весь поток теплоносителя автоматически направляется в контур, где расположена система отопления, до достижения заданных градусов. После чего начинается процесс отбора нагретой воды, температура становится ниже. Автоматика опять посылает сигнал о нагреве БКН. С котлом сразу идет циркуляционный насос вместе с трехходовым клапаном, иначе их придется установить отдельно.

Вариант 2 схема с двумя циркуляционными насосами

Такой выбор удобен, например, когда потребовалась вода с невысокой температурой, не для обогрева. Здесь задействованы два циркуляционных насоса. Один из них должен быть установлен прямо у бойлера, на трубе подачи, а другой на контуре системы отопления. Циркуляционный насос начинает функционировать, когда температура воды ниже заданной. Скорость нагрева растет параллельно с подключением принудительной циркуляции. Таким образом, простые соединительные тройники используются, чтобы обвязать БКН при отсутствии трехходового клапана.

Вариант 3 обвязка с гидравлической стрелкой

Данный вариант актуален для более сложных систем отопления (например, в 2-этажном доме установлены утепленные полы, помимо радиаторной сети) и бойлером с большим объемом. Гидрострелка упрощает нагрев в доме и позволяет не монтировать рециркуляционные насосы на каждое ответвление системы. Каждое ответвление одинаковым сохраняет давление воды, чтобы не было теплового удара. Внешний блок с микропроцессором поможет реализовать данную схему. Он будет отвечать за насосы и их работу и отключит циркуляцию, которая идет через отопительные ответвления системы, при подготовке нагретой воды в БКН. Для наглядности смотрите видео:

Вариант 4 использование рециркуляции теплоносителя

Если есть необходимость постоянного нагрева воды (в случае, если дома есть полотенцесушитель), данный вариант окажется полезным. Если подключить такой контур к отопительной системе, то теплоноситель будет функционировать на постоянной основе, а тот же полотенцесушитель сможет служить в то же время как батарея. Очевидный плюс такого варианта обвязки – вода сразу будет горячей, можно сэкономить время на нагрев.

Однако данный вариант имеет свои минусы. Так, вода из бойлера смешивается, причем постоянно. Если при обычной схеме нагретая вода поднимается в верхний слой, то здесь она постоянно сливается с холодной, из-за чего температура на выходе ниже. К тому же данный метод увеличивает расход топлива, так как подогрев воды идет все время.

На рынке есть модели бойлеров, где рециркуляция заранее встроена, на практике экономичнее обойдется сначала обычный бак, а затем к нему для подключения бойлера тройники.

Вариант 5 система с энергонезависимым котлом

При таком варианте бойлер устанавливается уровнем выше, чем газовый котел вместе с приборами отопления. Эргономичнее считается настенный вариант, который принято размещать минимум 1 м от уровня пола.

Напольный экземпляр так же используется, однако возможности и качество нагрева у него явно ниже. Соответственно, меньше температура нагревания, объем горячей воды (сравнимо с обратным трубопроводом).

Плюс данного варианта в том, что теплоноситель продолжит функционировать даже если электричество не доступно. Циркуляционные насосы, если их подключить, работают в обычном режиме.

Вариант 6 обвязка бкн с двухконтурным котлом

В случае, когда нужно установить бойлер косвенного нагрева к двухконтурному котлу, есть свои особенности. При таком варианте баку нужно непосредственно контактировать с отопительным контуром. Труба, подающая воду, подключается в трубопровод, который идет к системе отопления внутри дома, сразу после выхода из котла с бойлером косвенного нагрева. С помощью электроники настраивают нагрев воды больше 70 ºС. Процесс теплопередачи идет через внутреннюю поверхность нагрева – змеевиков к воде для системы ГВС от нагревающего теплоносителя.

Подходящий режим температуры регулируется термостатом.
Он же дает команду запорной арматуре (электроника) на включение, а также отключение.

Сечение

Расчет сечения трубы водопровода возможно выполнен двумя методами:

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

Подбор по таблице

Фактически, таблица не требует каких-либо комментариев.

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

Расчет по скорости потока

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

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

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

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

Вторая формула выглядит как Q = VS, где:

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

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

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

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

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

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.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева

Один насос используется для обогрева жилого помещения, второй — для косвенного нагрева самого бойлера. Электрическая схема подключения предполагает систему переключения режимов — реле.

В двухнасосной схеме подключения бойлера потоки теплоносителя передвигаются в различных направлениях за счет работы циркуляционных насосов. Линия горячей воды (бойлера и отопительного котла) параллельно подключены к насосам, за счет термодатчика нагревателя регулируется режим работы насосов. В цепи после каждого насоса устанавливается обратный клапан, чтобы насосы работали автономно, независимо друг от друга. В представленной схеме отопительный контур отключен, но это практически не влияет на скорость нагрева воды в батареях.

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.

Схема подключения

Нагреватель воды, даже самый надежный и добротно сделанный, может не дать хорошего результата. Основной причиной такого развития событий является неграмотная схема подключения или нарушение оптимальных принципов построения системы

Максимальное внимание стоит уделить группе безопасности. Этот комплект часто монтируется на вводе холодной жидкости и заменяет простой клапан

Причина проста: если поломается термостат, рост температуры и давления может быть очень стремительным.

Только немедленный сброс жидкости наружу способен предотвратить взрыв. Группа безопасности по пропускной способности далеко опережает простые клапаны и эффективно справляется с этой задачей. В ней содержится встраиваемый обратный клапан, больше того, часть моделей содержит также сливающие либо отсекающие шаровые краны. Арматура для водоснабжения выпускается в широчайшем ассортименте, и нет никакой унифицированной архитектуры ее. Для ввода холодной жидкости применяется блок с резьбой в ½ либо ¾ дюйма.

Кроме этой детали и обратного клапана, ставится шаровой кран, который поможет отсечь воду. По умолчанию гнездо под манометр перекрыто. Но если владельцев интересует входное давление жидкости, они могут сами демонтировать заглушку и установить измеритель.

Строго говоря, сливной ключ работает не сам по себе, а в тесной связке с предохранительным клапаном (открывая его и освобождая воде путь в канализацию). Соединение с сифоном оснащается резьбой в 1 дюйм. Предусматривается дополнительно отверстие для забора воздуха. К сведению: рекомендуется формировать максимально изящный слив в канализационную трубу. Даже такая утилитарная часть только выиграет от качественного оформления.

Группы безопасности для бойлеров выпускают многие компании: как российские, так и иностранные. Различия между ними обусловлены, прежде всего, той емкостью бака, с которой они могут справиться. Так, изделие Stiebel Eltron ZH 1, несмотря на странный облик, вполне функционально и способно работает с резервуарами в 200—1000 л. Система оснащена запирающим вентилем, обратным и охранным клапанами (последний дополняется сливным патрубком). Есть и редуктор для снижения давления. Истинное германское качество оборачивается очень существенной ценой изделия.

Более простые модификации являются, по существу, только усовершенствованной версией клапана. Правильный выбор, кроме чисто финансовой составляющей и общей емкости, учитывает всегда диаметр резьбы. Подавляющее большинство групп безопасности подключается к сливам резьбой для гофры или имеет в комплекте поставки сифон. Что касается наличия дополнительных деталей, они расширяют возможности потребителя… но и увеличивают предъявляемый к оплате счет.

Что касается изготовителя, тут важно не столько имя фирмы, сколько ее добросовестность. Даже в азиатских странах многое делается как следует, а вот европейские марки сейчас уже не являются на 100% гарантией надежности

Но, кроме средств защиты, внимание стоит уделить и основной рабочей части, а именно подключению бойлера косвенного нагрева со встроенным ТЭН. Эта работа не имеет существенных отличий от присоединения устройства классического электрического типа

Сетевое напряжение через нуль и фазу подводится к вводным клеммам на термостате. Нуль крепится на винт к корпусу накопителя. Далее ноль соединяют с первым контактом ТЭН, второй крепят на вывод регулятора, а фазу вводят на вход регулирующего блока.

Степень нагрева регулируется также перед включением, но уже после заполнения

Важно: запуск должен производиться с включенным защитным аппаратом. Это позволит предотвратить неприятные неожиданности

Термостат в описанной схеме фактически замещает предохранитель. Отдельные модели отличаются конструктивным слиянием термостата и терморегулятора, но на сути работы это никаким образом не отразится

Выбору устройства защитного отключения стоит уделить особое внимание: от него зависит безопасность как самой техники, так и людей, которые будут ей пользоваться

Подсоединение непосредственно к бойлерным клеммам (без опосредования дополнительной розеткой) всеми специалистами признается наиболее правильным и рациональным решением. Если все же нужна дополнительная точка подключения, она должна ставиться лишь после дифференцирующего автомата. В случае острой необходимости рекомендуется получить консультацию опытного электрика.

Принцип работы водонагревателя косвенного нагрева

Монтаж косвенной системы нагрева не отличается сложностью, как и принцип ее работы. В простейшем варианте подключения работа системы выглядит так, как показано на схеме.

Схема действия системы косвенного нагреваа

Вода, нагретая в системе отопления, проходит через змеевиковый теплообменник (или между двумя резервуарами), где отдает тепло холодной воде, накопленной внутри бака. Охладившийся теплоноситель возвращается в контур отопления. Через некоторое время достигается тепловое равновесие, и температура воды в бойлере становится равной температуре теплоносителя.

Отопительный контур и контур водоснабжения обычно монтируются навстречу друг другу. Точка входа холодной воды располагается в самой нижней части бойлера, а забор горячей воды ведется из верхней части. В бойлерах типа «бак в баке» нагретый теплоноситель поступает в бак сверху, а охлажденный – отводится из нижней части. В водонагревателях со змеевиком штуцер для входа теплоносителя обычно находится в средней части бойлера, но выход – все равно снизу, то есть вход теплового контура расположен выше выхода. Такой принцип подключения обеспечивает максимальный КПД системы и обеспечивает высокую температуру воды, забираемой из системы. В верхней части бойлерного бака всегда находится самая горячая вода, которая и уходит на бытовые нужды. При этом на ее место поднимаются менее теплые слои, и происходит их быстрый нагрев.

Обычно работой системы управляет простейшая автоматика. Установленный в баке регулируемый термостат по достижении требуемой температуры воды перекрывает ток воды в отопительном контуре. После остывания нагрев включается вновь.

Для более полного и равномерного прогревания воды в резервуаре предусматривается контур рециркуляции, по которому циркулирует вода при отсутствии ее потребления. С началом поступления воды в точки потребления рециркуляционный контур перекрывается.