Обвязка одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева

Производители водонагревательных устройств не скупятся на разработку суперсовременных моделей, верно сориентировшись в наметившемся несколько лет назад интересе населения к автономным устройствам отопления и горячего водоснабжения частных жилищ.

В настоящее время существуют два типа одноконтурных отопительных устройств:

• напольные;
• настенные.

Напольные варианты более мощные, но для их размещения нужны отдельные помещения в виде пристройки. Настенный водонагреватель – компактный, малогабаритный, устанавливается на стене. Именно поэтому первые из названных моделей получили распространение среди владельцев загородных и городских частных домов, дач и коттеджей, а настенные котлы нашли своих почитателей в городских районах.

И те и другие котлы имеют простое и понятное устройство, привлекательный внешний вид, высокую степень безопасности. Составлять собственное мнение о том, какие из них лучше, нужно только в зависимости от стоящих перед ними задач. Иногда выгодней приобрести одноконтурный настенный агрегат с меньшей мощностью, но которой хватит для полноценной отопительной системы дома, и произвести несложную обвязку для подключения настенной конструкции к колонке, служащей для нагрева холодной воды для собственных нужд (колонка может быть электрической или газовой). Обвязочный комплект шлангов можно приобрести отдельно.

Основные преимущества установки БКН

Водонагреватель емкостного типа сложнее в монтаже, также увеличиваются капитальные затраты на обустройство котельной, но в долгосрочной перспективе такой вариант оказывается самым привлекательным. У одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева есть несколько преимуществ:

• Большой запас горячей воды. Бытовые модели имеют объем до 300 л.
• Возможно подключение бойлера к одноконтурному котлу любого типа: газовому, жидкотопливному, угольному, дровяному.
• Высокая надежность, отсутствие потенциальных точек отказа.
• Работа системы отопления не зависит контура ГВС. Бойлер можно остановить на ревизию или ремонт в любое время, а любая поломка в двухконтурном котле оставит его владельца без отопления и горячей воды.

Конструкция бойлера косвенного нагрева

Основной деталью бойлера является бак, который бывает различного объема, начиная от 10 л до 100 л и более, для бытовых нужд, а в промышленных масштабах емкость бака может достигать нескольких сотен литров. Материал для бака подбирается исходя из требований прочности и антикоррозийности.

Например, из нержавеющей стали, пластика или металла. Для улучшения эксплуатационных свойств и сохранения качества воды стены бака покрывают эмалью или стеклокерамикой. Между слоем воды и стенками емкости обязательно должен находиться слой теплоизоляции, для которой используется поролон или полиуретан.

Что касается внутреннего элемента теплоносителя, то его изготавливают из латунной трубки в виде змеевика, либо просто емкости меньшего размера из металла. Обязательными элементами всей конструкции бойлера косвенного нагрева являются магниевый отвод, который предназначен для защиты всех деталей от коррозии, а также термостат и предохранительный клапан для сброса избыточного давления. С отопительной системой, а если точнее с котлом отопления, бойлер соединяется через точку «ввод» для холодной воды и точки «вывод» – для отвода горячей воды из бака обратно в систему.

Чем отличается бойлер косвенного нагрева от комбинированного нагревателя

Принципиально отличаются комбинированные бойлеры от косвенных тем, что помимо трубчатого теплообменника в их конструкции также предусмотрен электрический ТЭН. Таким образом, бойлер может автономно нагревать воду, в случае, когда в отопительной системе не циркулирует жидкость. В более усовершенствованных комбинированных нагревателях теплоноситель размещается во внешнем баке, а жидкость во внутреннем. Такой бойлер может работать и на газу и в этом случае комплектуется газовой горелкой. Минусом такого устройства является его высокая цена, однако позволяет использовать различные источники энергии.

Вне зависимости от выбора в пользу косвенного или комбинированного агрегата стоит помнить, что в самых дешевых моделях материал внутренней поверхности устройства склонен к образованию трещин со временем. Отдав предпочтение более дорогим моделям, вы будете избавлены от необходимости ежегодно заменять аноды и от риска поломки из-за качества теплоносителя. Чем дороже устройство, тем качественнее материал теплоизоляции – в дорогих моделях для этой цели применяется минвата.

Обратившись в интернет-магазин Теплозон, вы можете купить устройства прямого и косвенного нагрева. Профессиональные консультанты расскажут вам о нюансах подключения и сориентируют в литраже, а также времени нагрева воды агрегатом.

Смотрите также:

• Бойлеры косвенного нагрева Drazice
• Бойлер косвенного нагрева или накопительный – что лучше?
• Бойлер прямого или косвенного нагрева – что лучше?

Параметры выбора

Прежде чем говорить о том, какой бойлер косвенного нагрева лучше купить, давайте рассмотрим некоторые моменты, на которые стоит обращать внимание.

Объём бака

Прежде всего этот параметр зависит от того, какой котёл отопления будет подключён в общий контур. Кроме того, стоит обращать внимание и на ежедневные потребности в горячей воде. Неправильно рассчитанный параметр может привести к тому, что будет просто невозможно пользоваться горячей водой в нескольких водоразборных точках одновременно.

Чтобы не испытывать недостатка в горячей воде, на каждого члена семьи должен приходиться около 70–80 литров объёма бака. Это позволит не только мыть посуду, но и принимать ванну не задумываясь о том, что температура воды может быть некомфортной. Конечно, мощность котла также должна соответствовать расчётным параметрам.

Устройство теплообменника

Существует два варианта исполнения:

Два бака, помещённые один в другой. Внутренний наполняется водой. А по внешнему контурному пространству циркулирует теплоноситель, обеспечивающий нагревание.

Система со змеевиком. В стандартном исполнении применяется один змеевик. Однако существуют модели, где присутствуют два подобных элемента. Таким образом, бойлер можно подключать к альтернативному источнику тепловой энергии.

Наличие ТЭН

На это стоит обращать внимание, если вы хотите пользоваться горячей водой не только в отопительный сезон, а круглый год. Если подача альтернативного теплоносителя недоступна, прибор может работать как обычный электрический бойлер, от сети.

Материал бака

На рынке присутствуют три модификации: эмалированная или нержавеющая сталь и титановое покрытие. Последнее встречается намного реже и стоит дороже. При выборе бака стоит обращать внимание на его антикоррозионные качества, а также на присутствие дополнительного магниевого анода.

Рабочее давление

Этот показатель особенно важен для агрегатов, установленных в квартирах. Централизованное отопление, к сожалению, не может похвастаться отсутствием регулярных скачков в системе. Так что лучше выбирать модели с запасом прочности.

Устройство бойлера косвенного нагрева

В состав конструкции бойлера входят следующие основные элементы:

1. Емкость;
2. Змеевик или встроенная емкость;
3. Слой тепловой изоляции;
4. Наружный кожух;
5. Штуцеры (патрубки) для подключения;
6. Магниевый анод;
7. ТЭН (не всегда);
8. Термодатчик;
9. Система управления температурой;

Емкости для бойлеров обычно имеют цилиндрическую форму, реже – прямоугольную. Производятся они из углеродистой (обычной) или высоколегированной (нержавеющей) стали. В случае использования обычных марок стали внутренняя поверхность емкости покрывается слоем специальной эмали или стеклокерамики, во всех случаях устанавливается магниевый (или титановый) анод.

Магниевый анод является расходным материалом, по мере использования требуется его регулярная замена. Скорость коррозии материала основного резервуара благодаря аноду снижается в несколько раз.

Основной модификацией БКН является емкость со встроенным спиральным змеевиком, при больших объемах устройство может быть оборудовано несколькими змеевиками, причем подключаться они могут к различным теплогенерирующим источникам – котлу, тепловому насосу, солнечному коллектору.

Спиральный теплообменник бойлера из нержавеющей стали

Материалом змеевика обычно служит медь, реже – обычная или нержавеющая сталь. Концы змеевика оборудуются резьбами для подключения запорной арматуры и трубопроводов.

Вторая разновидность бойлеров КН – агрегаты со встроенной емкостью. Емкость также имеет слои защитного покрытия или производится из нержавеющей стали, оборудована патрубками, выходящими за пределы основной емкости.

Для снижения тепловых потерь емкость качественно утепляется – для этого используется полиуретан и другие материалы тепловой изоляции. Изолированная емкость заключена в декоративно-защитный кожух – он выполняется из стали или высокопрочного пластика.

Многие модели БКН оборудуются съемными ТЭНами. Они предназначены для повышения производительности бойлера или выполняют роль основного нагревательного элемента (в теплое время года, в отсутствии отопления).

Емкости оборудуются люками для внутреннего осмотра и чистки оборудования. Агрегаты со встроенными резервуарами оснащаются системами самоочистки и люков обычно не имеют.

Вместимость БКН варьируется от 50 до 1500 литров. По способу размещения устройства делят на 2 вида:

1. Настенные – до 200 литров;
2. Напольные.

Отдельная разновидность БКН – встроенные. Они размещаются непосредственно в одном корпусе с котлом, управляются его системой автоматики. Встроенные нагреватели имеют ограничения по объему – это вызвано наличием общих габаритных характеристик с котлом.

Следует отметить, что настенное размещение подразумевает наличие капитальной стены или сооружения усиливающих конструкций. По ориентации бака бойлеры делятся на вертикальные и горизонтальные.

Основным управляющим элементом БКН является термодатчик, он устанавливается в средней зоне емкости в специальную гильзу. Системой управления задается необходимая температура горячей воды, датчик при изменении (нагреве или охлаждении) температуры воды подает соответствующие команды на выключение исполнительных устройств – насоса или трехходового клапана.

В верхней части бойлера имеется патрубок для подключения воздухоотводчика или группы безопасности. Чаще всего здесь устанавливается группа безопасности, при этом давление срабатывания предохранительно клапана составляет 6,0 кгс/см2. Кроме ГБ, в обвязку БКН обязательно интегрируется расширительный бак мембранного типа – объем его подбирается из расчета 10 % от вместимости бойлера.

В нижней части БКН имеется резьбовой штуцер для слива воды с устройства. Подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть устройства, отбор горячей воды – из верхней части. Большинство моделей БКН оснащаются патрубком для организации контура рециркуляции, он располагается в средней части устройства.

Нагревательные элементы

Нагревательные элементы можно поделить на:

1. Мокрые или открытые (размещающиеся прямо в воде).
2. Сухие или закрытые (не контактирующие с водой).

Мокрые ТЭНы – это привычные для нас, как в чайниках, трубки. Внутри они пустотелые, и прячут в себе спираль, которая и нагревается. Пустое пространство заполнено песком или магниевым оксидом – т.е. веществом с высокой теплопроводностью.

ТЭН для водонагревателя Термекс 2.0 кВт (спиральный)

В сухих ТЭНах, электропроводящие детали от воды отделяет кожух из керамики. Такая система более надёжна и безопасна:

• не образуется накипь;
• сведены на нет риски КЗ;
• для них не так губительно случайное включение без жидкости;
• срок службы – дольше.

По способу крепления ТЭН может быть:

1. Фланцевый.
2. Гаечный.

Фланцевый прижимается множеством небольших болтиков; гаечный же имеет резьбу, и вворачивается так же, как лампочка в патрон.

Чаще всего ТЭНы делают из стали или меди.

Несколько вариантов обвязки БКН

Чтобы понять, как работает бойлер косвенного нагрева с одноконтурным котлом при использовании различных схем, нужно с ними ознакомиться. На окончательный выбор схемы обвязки оказывают влияние, условия различного характера:

• Источник тепла – котел.
• Количество точек водоразбора – нагрузка на оборудование.
• Присутствие или отсутствие теплого пола и радиаторов в системе отопления.

Немаловажным пунктом при выборе схемы обвязки считается энергозависимость. По данному пункту, системы отопления делятся на естественно циркулирующие и принудительно циркулирующие. Для последнего варианта необходима установка дополнительного оборудования, работающего от электричества, а значит этот способ относится к энергозависимым.

Циркуляционный насос для усиления Источник

Внимание! После покупки, рекомендуется ознакомиться с инструкцией, предложенной производителем, где должна быть указана информация по наиболее подходящей схеме обвязке для приобретенного бойлера косвенного нагрева.

Вариант с трехходовым клапаном

Такой метод имеет место для реализации, если систему обслуживают несколько нагревательных приборов – котел, солнечные батареи или тепловой насос. В таком случае бойлер устанавливается сразу после котла, то есть на подающей линии. На отрезке между этими двумя приборами, необходимо разместить трехходовой клапан и циркуляционный насос.

При необходимости подогрева воды внутри емкости, включается подача теплоносителя на змеевик бойлера. В этот момент, котел работает исключительно на нагрев жидкости внутри бойлера, отодвинув отопительную систему на второй план. Работа с БКН производится до тех пор, пока температурные показатели воды не достигнут ранее заданных значений.

Подключение через трехходовой клапан Источник

Обвязка с двумя насосами

Такой вариант подходит в том случае, если эксплуатация бойлера производится лишь время от времени. Для схемы потребуется подключить два насоса. Один из них монтируют на подающую линию, перед входом в бойлер, а второй на выход. Таким образом создается система принудительной циркуляции.

К насосу подключают термодатчик, который сигнализирует оборудованию об изменениях температурных показателей теплоносителя. Включение котла и циркуляционных насосов, способствует быстрому нагреву воды внутри емкостного накопителя.

Монтаж через гидрострелку

Способ применим для обвязки габаритных бойлеров, чей объем превышает 200 литров. Также может быть использован при обвязке сложных систем с большим количеством разветвлений. Прежде чем приступать к выполнению монтажа через гидрострелку, необходимо выполнить тщательные расчеты. Если нет опыта, то лучше доверить данную процедуру знающему профессионалу.

Электрический водонагреватель (бойлер)

Электрические бойлера наиболее сильно распространены из за простоты установки и подключения + зачастую они самые экономичные (все зависит от региона проживания).

Оптимальные варианты примерно таковы:

• 30 литров — нагревательный элемент мощностью в 1-1,5 кВт;
• 50-80 литров — ТЭН на 1,5-2 кВт;
• 100-150 литров — около 2,5 кВт и выше.

Учтите, что большинство розеток и проводка установленная в квартире не сможет отдать вам больше 2-2,5 кВт электроэнергии без ущерба себе и вашему дому, поэтому для нагревателей с большей мощностью нужно прокладывать отдельный провод.

Также необходимо особо отметить водонагреватели наделенные двумя ТЭНами — при разогреве жидкости включаются оба, а в дальнейшем используется один маломощный — такая система позволяет облегчить нагрузку на электропроводку.

Мощность нагревательного элемента и его тип (мокрый VS сухой ТЭН)

Здесь (мощность) все зависит от ваших потребностей в быстром нагреве всего объема покупаемого бойлера. Для упрощения ниже продублирована таблица сопоставляющая мощность/объем/время нагрева. Но в общем, чем больше мощность ТЭНа, тем лучше.

Также нагревательные элементы электрических бойлеров разделяют за конструктивными особенностями:

• Сухой ТЭН — нагревательный элемент не контактирует с водой ибо расположен в специальной теплопроводящей колбе. Зона отдачи тепла в такой конструкции выше, ТЭН защищен от окислов и накипи, поэтому водонагреватели наделенные сухим ТЭНом служат намного дольше — но и стоят при этом в 1,5-2 раза больше.
• Мокрый ТЭН — нагревательный элемент контактирует непосредственно с жидкостью (как обычный кипятильник). Такая конструкция менее надежна, но при этом более дешевая.

Особенности проточных электрических водонагревателей

Для моментального разогрева жидкости необходимо довольно много энергии поэтому такие бойлера при работе потребляют много энергии — до 27 кВт. И если еще до 8 кВт можно подключить к обычной сети (!!! необходима протяжка отдельного кабеля от счетчика, обычная проводка такого не выдержит — сечение медного провода должно составлять 6 мм2 (для 8 кВт)). Водонагреватели с большей мощностью (от 8 кВт) обычно выполняются на промышленное напряжение в 380 Вт.

Принцип работы косвенного водонагревателя

Схема подключения и принцип работы бойлера косвенного нагрева прост. Теплоноситель циркулирует по полой трубке за счет работы насоса и нагревает воду до заданной температуры. Вся система нагрева автоматизирована. После нагрева до установленной температуры, через контроль термодатчика, система отключает насос. Как только температура воды снизится до контрольного уровня, система включит насос и начнёт прокачивать теплоноситель до нагрева воды. Быстрая циркуляция теплоносителя и особое устройство бойлера позволяют постоянное обеспечение горячей воды для всех присутствующих источников потребления.

Удержание температуры происходит за счет принципа термоса. Между баком с горячей водой и корпусом бойлера все пространство заполнено утеплителем (пенополистирол или полиуретановая пена).

Конструкция водяного бойлера имеет входной и выходной патрубки. Горячая вода, как теплоноситель от котла, попадает через входной патрубок в змеевик и для циркуляции по системе нагрева. Через выходной патрубок горячая вода из бойлера подается к источникам потребления.

При покупке бойлера необходимо учитывать не только объемы одновременного и циклического потребления, но технические и энергетические возможности вашей системы отопления и водообеспечения. Чтобы не получилось так, что купленный бойлер не будет давать необходимых параметров. Также важно обращать внимание на конструктивную особенность водонагревателей. Они могут быть напольного крепления или настенного крепления. Здесь необходимо все рассматривать в комплексе:

• Для напольной нагревательной системы – выбираем бойлер напольной установки:
• Для настенной нагревательной системы – выбираем бойлер настенной установки.

Самый оптимальный вариант — приобретение и установка (системы отопления+ бойлер с косвенным нагревом) от одного производителя:

1. Экономия при покупке комплекса оборудования;
2. Более качественная установка и монтаж оборудования;
3. Работы выполняются в более короткие сроки;
4. Обслуживание комплексного оборудования требует гораздо меньших затрат.

Как сделать бойлер косвенного нагрева: сборка

Несмотря даже на некоторые технологические сложности, процесс сборки водонагревательного бака косвенного нагрева выглядит не сложно. Здесь есть, конечно, нюансы, которые заставят вас крепко поломать голову, но они вполне решаемы. В целом же, всю эту работу можно представить в виде трех основных этапов.

После того как монтаж бойлера косвенного нагрева, а вернее его частичная сборка, будет выполнена, змеевик нужно опрессовать – так сказать, проверить на возможные протечки. На один его выход из бака накрутить заглушку, а второй подсоединить к водопроводу и дать давление – если в течение получаса протечки не появятся, значит можно двигаться дальше и приступать к завершающему этапу работ.

3. Закрываем бак – завариваем наглухо его последнюю сторону. Здесь нюансов нет, и герметичность бака в полной мере зависит от руки сварщика.

И совсем последний этап изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками – это врезки для подключения к горячему и холодному водопроводу, а также, если имеется необходимость, то и для тэна. Для подачи в бойлер холодной воды врезка диаметром ¾ дюйма делается в нижней части бака, а для горячей (такого же диаметра) в его верхней части – не снизу и сверху, а сбоку бака. Снизу врезается муфта диаметром полтора дюйма, в которую вкручивается электрический нагревательный элемент.

Здесь нужно остановиться и опрессовать сам бак. В принципе, его герметичность видна на стадии прорезывания первого отверстия для врезки водопровода – если произошел хлопок, значит все герметично. Но не стоит обольщаться – проверить его герметичность все равно нужно. Принцип тот же – устанавливаем бак в место постоянной дислокации, подключаем к холодному водопроводу через нижний патрубок (подключение можно делать капитальное – если все нормально, оно там и останется), верх глушим и даем давление воды. Спустя полчаса, если течей не будет обнаружено, бак можно подключать в систему полностью и пускать его в эксплуатацию.

Совсем забыл. Для экстренного сброса воды в нижней части бака следует предусмотреть сливной кран – это еще одна врезка диаметром полдюйма, на которую впоследствии устанавливается кран. И еще одно – прямо сверху бака нужно врезать еще один патрубок с резьбой (желательно с внутренней). В него будет установлен сбросник для воздуха – можно просто кран, а можно и автоматический воздушный клапан.

Принцип работы

Рециркуляционный насос вовсе не обязателен, однако значительно повышает комфорт и даже качество горячей воды. Основная его задача – перекачка воды по трубопроводу в замкнутом контуре от бойлера к точкам забора и обратно. Для этого специально разрабатываются аппараты с малой производительностью, малошумные и низким энергопотреблением. Основное требование к насосам – устойчивость к высокой температуре, стабильная работа при условии, что вода нагревается до 65°С.

В совокупности рециркуляционные насосы для горячей воды все-таки отличаются от насосов для отопления. Последние рассчитаны на температуру вплоть до 90°С и со значительно большей производительностью. Взаимозаменяемость при этом неактуальна. При большом желании насос от отопления можно использовать в рециркуляции ГВС, однако наоборот применять насос нельзя.

Особенно востребован циркуляционный насос в домах площадью более 200 м кв., где бойлер располагается в отдельном помещении или подвале, и имеются несколько точек водозабора, разнесенные по дому. Ждать, пока с труб стечет холодная вода, придется долго, что существенно увеличивает расход. Если в бойлере вода нагревается до 65-80°С, то погибают почти все болезнетворные бактерии, однако в трубах, где вода остывает, они способны активно размножаться.

Регулярная прокачка воды по трубам устраняет эти проблемы на корню. Однако за счет теплопотерь в трубах возрастает нагрузка на котел или водонагреватель, так что установка рециркуляционного насоса в меньшей степени сказывается на экономии и отвечает в первую очередь за комфорт жильцов.

Чтобы использовать рециркуляционный насос, разводка ГВС по дому должна выполняться в виде закрытого контура, замкнутого на бойлере. От него уже выполняется подключение всех точек забора воды. Если брать воду с верхней части бойлера, то это будет считаться началом контура, тогда насос устанавливается на втором входе в бойлер, расположенном в нижней части аккумулирующей емкости на одном уровне с входом на подачу холодной водопроводной воды.

Циркуляционный насос обязательно устанавливается совместно с обратным клапаном, который предостережет от обратного хода воды в контуре, ведь при этом по трубам будет течь только холодная вода, завязанная на нижней части бойлера и входном водопроводе.

Характеристики

В списке основных характеристик циркуляционных насосов:

• производительность, м3/час (литр/мин);
• напор, создаваемое давление, метры или Па;
• потребляемая мощность, Вт;
• способ управления (по таймеру или датчику температуры).

Мощность и производительность для рециркуляционного насоса нужна небольшая. Необходимо перекачивать воду только в тубах с малым внутренним объемом, притом с небольшой скоростью. Достаточно аппарата с производительностью всего 0,2-0,6 куб.м/час, чтобы постоянно поддерживать температуру воды в трубах протяженностью до 40-50 метров.

Потребление насоса так же низко и составляет от 5 до 20 Вт. Этого достаточно для стабильной работы и выполнения поставленной задачи.

Важнее подобрать правильно напор, создаваемый насосом. Чаще в доме или тем более квартире разводка выполняется по одному этажу на одном уровне, тогда и достаточно напора, эквивалентного 0,5-0,8 метрам водяного столба. Однако если необходимо обеспечить беспроблемную циркуляцию воды в доме с несколькими этажами, то и насос должен справляться с подъемом воды на заданную высоту, притом с запасом. Производительность насоса напрямую зависит от фактически установленной нагрузки.

Конструкция

Для циркуляции воды используются центробежные насосы. В них основные элементы – это корпус ракушка, крыльчатка и двигатель. Подача воды происходит в центр крыльчатки. Ее раскручивает двигатель, и под воздействием центростремительной силы вода с напором движется по внешнему краю ракушки к выходному патрубку.

Для рециркуляционного насоса преимуществами являются бесшумность и малые габариты. Потому используются малые насосы преимущественно с мокрым типом ротора. Ротор – это внутренняя подвижная часть двигателя, закрепленная на одном валу с крыльчаткой. Под воздействием переменного магнитного поля от катушки статора ротор приобретает вращательное движение.

Мокрый ротор полностью погружен в перекачиваемую среду. Вода выполняет роль теплоотвода и заодно смазки для опорных подшипников. Наличие воды вокруг подвижных частей двигателя снижает шум и вибрации во время работы насоса.