Обвязка одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева

Виды бойлеров косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева представляет собой накопительный резервуар цилиндрической формы, помещенный в теплоизолирующий кожух. Он снабжен присоединительными патрубками для подключения теплоносителя (подачи и обратки), входа холодной и выхода горячей воды. В некоторых моделях (преимущественно большого объема) есть возможность подключения линии рециркуляции.

Производители бойлеров косвенного нагрева предлагают следующие разновидности оборудования:

• С трубным теплообменником. В емкость с санитарной водой помещен змеевик, через который проходит теплоноситель.
• Бак в баке. Емкость с санитарной водой со всех сторон окружена рубашкой из теплоносителя.

Некоторые производители опционально устанавливают электрические нагревательные элементы, которые служат резервным или дополнительным источником энергии. БКН могут различаться наличием и составом контрольно-измерительных приборов, автоматики. В большинство бойлеров встроены датчики температуры. Некоторые модели могут подключаться к автоматике газовых и пеллетных котлов.

Принцип работы и устройство бойлера косвенного нагрева

Принцип работы нагревательной системы бойлера косвенного нагрева и его устройство достаточно простые. В баке установлены полые спиралеобразные трубки, они же змеевки. На постоянной основе циркулируют теплоносители.

Для того чтобы была постоянная циркуляция, устанавливаются насосы, которые имеют автоматические системы контроля показания давления и температур. При достижении температурой воды заданных показателей насосы перестают работать. Источниками теплоносителей выступают работающие системы отоплений. Поэтому при нагревании содержимого в отсеке бака может быть незначительное понижение показателей температур на отопительном элементе. Стоит отметить, что нагревание жидкости в баках осуществляется в короткий промежуток времени. Это позволяет практически не замечать снижений градуса в короткий временной период.

Как только жидкость в баках дойдёт до нужной отметки температуры, этот показатель будет долго держаться на одном уровне. Понижают потерю температуры в баках современный изоляционный материал. Пенополистиролы или полиуретановые виды пены отлично справляются с этой задачей.

Схема работы бойлера косвенного нагрева

В каждом бойлере установлены 2 патрубка. Они используются для поступления и отдачи жидкости. Патрубки поступления жидкости соединяются с отопительными системами котла. Он направляет в змеевик, поступает теплоносители, что позволяет повышать температуру в баке с водой. Патрубки отдачи подают и направляют в нужное место отвода нагретую жидкость.

Советуется покупать отопительные системы и бойлеры косвенных нагревов у одних и тех же производителей. Это позволит быстро и без проблем настроить и подключить всю систему. Принцип работы подключённого к котлу бойлеров косвенного нагрева практически не отличается от обычного водонагревателя.

Что касается его устройства, то здесь также не ничего сложного. С виду бойлеры просто как большие баки, преимущественно имеющие формы цилиндров. Состоят они из следующих элементов:

• корпус;
• утеплители для удержания температуры;
• баки из оцинкованной стали;
• термометры для контроля температуры;
• теплообменник и в виде заведённых внутрь змеевиков;
• магниевые аноды позволяющие уберечь изнутри бак и элементы от образования ржавчины.

Утеплители, установленные между баками и корпусами самих бойлеров, снижают коэффициенты потери тепла до 3 или 4 градусов за 24 часа. Размещённые внутри термометры дают возможность контролировать установленные температуры жидкости в баках.

Теплообменники – это спиралевидные стальные или латунные трубки. Они располагаются внутри самих бойлеров. Практика показывает, что трубки изготавливаются сложной формы и располагаются поближе ко дну бойлеров. Как утверждают изготовители такого оборудования, это позволяет добиваться более равномерного подогрева жидкости в баке. Магниевые аноды, установленные в верхней части корпуса, защищают баки от гальванических типов коррозий.

Устройство и принцип работы бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева (БКН) – емкость со встроенным змеевиком (теплообменником). Змеевик чаще всего выполняется из согнутого спиралью медного трубопровода, реже – из стали. БКН больших объемов могут иметь несколько встроенных змеевиков. Вместимость емкостей варьируется от 50 до 1500 литров.

По трубе змеевика циркулирует теплоноситель контура котла, передает теплоту воде из водопровода ХВС, подключенного к БКН. Ввод холодной воды подключен в нижней части емкости, выход горячей – в верхней полусфере. При организации расхода горячей воды холодная вода постепенно, пропорционально потреблению, заполняет бойлер и нагревается.

Емкость оборудована слоем тепловой изоляции – это позволяет снизить потери тепла. Сама емкость обычно выполняется из стали, реже – из нержавеющей стали. В случае применения обычной стали в емкость монтируется магниевый анод – он несколько снижает скорость коррозии стенок. Анод является расходным материалом – его нужно периодически менять.

Все модели бойлеров имеют основной управляющий элемент – термодатчик. Датчик температуры воды ГВС монтируется в гильзу, расположенную в верхнем или среднем сегменте емкости. Датчик осуществляет контроль за величиной температуры, осуществляет замыкание и размыкание электрической цепи исполнительных механизмов – циркуляционного насоса или трехходового клапана.

Большинство моделей БКН оборудуются дополнительными элементами и опциями:

1. Разъем для установки ТЭНов;
2. Ревизионный люк;
3. Линия рециркуляции;
4. Линия слива воды.

ТЭНы устанавливают при недостаточной мощности котла или постоянной низкой температуре в системе отопления. Люк предназначен для осмотра теплообменника и чистки емкости от шлама и отложений.

На линию рециркуляции устанавливают циркуляционный насос малой мощности. Он обеспечивает постоянную циркуляцию по системе трубопроводов ГВС – это гарантирует получение горячей воды мгновенно в любой точке водоразбора.

Бойлеры косвенного нагрева выпускаются в двух объемных исполнениях – цилиндрические и прямоугольные. По способу установки делятся на настенные (до 200 литров) и напольные. Установка 200-литрового бойлера требует особой прочности от конструкции стены.

Разновидности бойлеров косвенного нагрева

Подобное устройство функционирует только вместе с внешними источниками отопления. От прибора подаётся теплоноситель. Находящаяся внутри вода нагревается из-за циркуляции жидкости.

Для уменьшения тепловых потерь используется полиуретановое покрытие. Холодная вода поступает в бак через специальные трубы. Бойлеры косвенного нагрева подразделяются на:

1. Настенные

Подобные устройства находятся на определённом расстоянии над полом. Они компактны и обладают ограниченной вместимостью. Для их размещения следует подбирать прочную стену. Основой является корпус, вмещающий в себя бойлерную систему. Теплоизоляционный слой прокладывается между внешней стенкой и баком для воды.

В конструкцию входит теплообменник, обеспечивающий равномерный нагрев жидкости внутри резервуара. Термометр предназначен для контроля температуры воды. В качестве коррозионной защиты применяется магниевый анод.

1. Напольные

Приборы имеют большие габариты и используются в промышленности. Для их установки подбирается отдельное помещение. Устройства состоят из эмалированного бака, управляющего термостата, анода магниевого типа, высокоплотного теплоизоляционного слоя, теплообменника и ТЭНа. В таких аппаратах тепловой обмен происходит с большей эффективностью, благодаря увеличенному диаметру змеевика.

1. Вертикальные

Являются наиболее распространённой разновидностью. Их использование даёт возможность сэкономить пространство. Уменьшенные габариты отрицательно влияют на ёмкость резервуара и производительность. Подобное устройство подходит для установки в частном доме или офисном здании.

Фото 1. Бойлер косвенного нагрева вертикального типа, подключенный к системе отопления с электрическим котлом.

Внешний корпус производится из материалов, не подверженных коррозии, таких как эмалированная, нержавеющая сталь или пластмасса. Змеевик теплообменника изготавливается из латуни и имеет сложную форму, которая позволяет более эффективно нагревать теплоноситель. Ещё в конструкцию входит теплоизоляция, резервуар, анод, термостат.

1. Горизонтальные

Такие приборы более вместительны и часто используются на различных предприятиях. Применение таких устройств позволяет отказаться от установки дополнительных насосов. Теплообменник имеет спиралевидную форму. По нему циркулирует вода, подаваемая из котла. Его часто изготавливают из углеродистой стали или латуни. При использовании на производстве аппарат подсоединяют к системе водоснабжения.

Подобный бойлер популярен из-за отсутствия расходов, связанных с его эксплуатацией. Прибор не нагружает электрическую проводку и способствует экономии средств.

Замкнутый контур позволяет потребителю получать горячую воду при открытии крана без предварительного слива холодного отстоя.

В конструкцию входит горизонтально расположенный бак, слой теплоизоляции, анод и термометр.

Каждая разновидность бойлера имеет свои особенности, а также положительные и отрицательные стороны. Все устройства объединяет общий принцип работы и основные элементы, входящие в состав конструкции.

Важно! В независимости от разновидности прибора, вода никогда не подаётся из нагревательного котла напрямую в бак. Она используется в качестве теплоносителя, расположенного в теплообменнике

Нагревание осуществляется постепенно за счёт контакта воды со стенками в резервуаре, которые соприкасаются со змеевиком

Нагревание осуществляется постепенно за счёт контакта воды со стенками в резервуаре, которые соприкасаются со змеевиком.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Водонагреватель или бойлер косвенного обмена — это бак с водой, в котором размещен теплообменник (змеевик или по типу водяной рубашки — цилиндр в цилиндре). Теплообменник подключен к котлу отопления или к любой другой системе, в которой циркулирует горячая вода или другой теплоноситель.

Нагрев происходит просто: через теплообменник проходит горячая вода от котла, она нагревает стенки теплообменника, а они, в свою очередь, передают тепло воде, находящейся в емкости. Так как нагрев происходит не напрямую, то и называется такой водонагреватель «косвенного нагрева». Нагревшаяся вода по мере необходимости расходуется на хозяйственные нужды.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Одна из важных деталей в данной конструкции — магниевый анод. Он снижает интенсивность процессов коррозии, бак прослужит дольше.

Виды

Есть два типа бойлеров косвенного нагрева: со встроенным управлением и без. Бойлеры косвенного нагрева со встроенным управлением подключаются к системе отопления, работающей от котлов без управления. У них есть встроенный датчик температуры, собственное управление, которое включает/отключает подачу горячей воды в змеевик. При подключении оборудования такого типа все что надо — завести на соответствующие входы подачу и обратку от отопления, подключить подачу холодной воды и к верхнему выходу подключить гребенку раздачи горячей воды. На этом все, можно заполнять бак и начинать ее греть.

Обычные бойлеры косвенного нагрева работают в основном с автоматизированными котлами. Во время монтажа необходимо в определенное место установить датчик температуры (есть отверстие в корпусе) и связать его с определенным входом котла. Далее делают обвязку бойлера косвенного нагрева в соответствии с одной из схем. Можно их подключить и к энергонезависимым котлам, но для этого требуются особые схемы (есть ниже).

Что ее надо помнить, что воду в бойлере косвенного нагрева можно нагреть чуть ниже температуры теплоносителя, циркулирующего в змеевике. Так что если котел у вас работает в низкотемпературном режиме и выдает, скажем +40°C, то максимальная температура воды в баке будет именно такой. Больше вы ее никак не сможете нагреть. Чтобы обойти это ограничение, есть комбинированные водонагреватели. В них есть змеевик и встроенный ТЭН. Основной обогрев в этом случае идет за счет змеевика (косвенного нагрева), а ТЭН только доводит температуру до заданной. Также такие системы хороши в паре с твердотопливными котлами — вода будет теплой даже тогда, когда топливо прогорело.

Что еще можно сказать по особенностям конструкции? В больших по объему косвенниках устанавливают несколько теплообменников — это уменьшает время нагрева воды. Для уменьшения времени нагрева воды и для более медленного остывания бака, лучше выбирать модели с теплоизоляцией.

К каким котлам можно подключать

Бойлеры косвенного нагрева могут работать с любым источником горячей воды. Подойдет любой водогрейный котел — твердотопливный — на дровах, угле, брикетах, пеллетах. Можно подключить газовому котлу любого типа, электрическому или работающему на жидком топливе.

Схема подключения к газовому котлу со специальным выходом для бойлера косвенного нагрев

Просто, как уже писали выше, есть модели с собственным управлением, и тогда их установка и обвязка — более простая задача. Если же модель простая, приходится продумывать систему регулирования температуры и переключения котла с обогрева радиаторов, на обогрев горячей воды.

Формы баков и способы установки

Бойлер косвенного нагрева может устанавливаться на пол, может — навешиваться на стену. Настенные варианты имеют емкость не более 200 литров, а в напольные могут вмещать до 1500 литров. И в том и в другом случае есть горизонтальные и вертикальные модели. При установке настенного варианта крепление стандартное — кронштейны, которые монтируются на дюбеля подходящего типа.

Если говорить о форме, то чаще всего эти устройства сделаны в форме цилиндра. Практически во всех моделях все рабочие выводы (патрубки для подключения) выведены сзади. Так проще подключать, да и внешний вид лучше. На лицевой части панели есть места для установки датчика температуры или термореле, в некоторых моделях есть возможность установки ТЭНа — для дополнительного догрева воды при нехватке мощности отопления.

По типу установки они есть настенные и напольные, емкость — от 50 литров до 1500 литров

При установке системы, стоит помнить, что система будет работать эффективно только в том случае, если мощность котла будет достаточной.

Расчет объема водонагревателя

После того, как был выбран подходящий вариант бойлера, необходимо рассчитать его объемом. Только после этого можно будет переходить к разбору схем установки бойлеров.  Если в доме проживает один человек и использует лишь одну – две точки потребления воды, достаточно будет подключить бойлер к водопроводу на 40 литров. Если живут два человека и используют две точки потребления, нужен бак на 70 литров. Если в доме живет семья из трех человек, то нужен бак на 100 литров. Если семья состоит из 4-5 человек, то лучше поставить бак на 130-150 литров. Также необходимо учитывать то, с какой частотой будет использоваться вода.

Особенности обвязки бойлера косвенного нагрева

Проще делать разводку и обвязку, если бойлер КН устанавливают вместе с котлом, насосами другим оборудованием, участвующим в сборке системы ГВС. Врезать дополнительное устройство уже в существующую сеть гораздо труднее.

В любом случае, для нормальной работы приборов придется выполнить ряд правил:

• правильно выбрать место установки – как можно ближе к котлу;
• обеспечить ровную поверхность для монтажа бойлера;
• для защиты от теплового расширения установить мембранный гидроаккумулятор (на выходе нагретой воды), объем которого не менее 1/10 от объема БКН;
• оснастить каждый контур шаровым краном – для удобного и безопасного обслуживания приборов (например, трехходового клапана, насоса или самого бойлера);
• для защиты от противотока на трубах подачи воды установить обратные клапаны;
• улучшить качество воды путем врезки фильтров;
• грамотно расположить насос (или несколько насосов) – ось двигателя должна находиться в горизонтальном положении.

В целях безопасности нельзя пытаться закреплять тяжелые устройства на гипсокартонных или тонких деревянных перегородках. Подходящими являются стены из бетона и кирпича. Кронштейны или другие виды держателей закрепляют скобами, анкерами, дюбелями.

Вне зависимости от вида устройства – напольного или настенного – при возможности его монтируют выше уровня, на котором установлен котел, либо на таком же уровне. Для напольного можно сделать постамент или прочную подставку до 1 м высотой

При установке патрубки направляют в сторону котла (даже если маскируют в задней части или за фальшстеной). Нельзя использовать ненадежное оборудование, например, гофрированные шланги, которые не выдерживают давления и напора воды.

Для нормальной работы накопительного водонагревателя косвенного нагрева в обвязку должны быть включены следующие функциональные устройства:

• Сложная техническая система должна быть оснащена насосами, подающими к кранам горячую санитарную воду и стимулирующими движение теплоносителя по отопительной ветке, а также по контуру нагрева воды в бойлере
• Холодная вода, поступающая из общего или автономного водопровода, перед подачей в бойлер должна пройти очистку через грязевик или систему фильтров, разрушающих известковые соли. Фильтрация предупредит образование минерального осадка
• После грязевика или системы фильтрации воды должен стоять редуктор давления. Однако нужен он только в случае, если давления в ветке превышает 6 бар
• Перед входом холодной воды в бойлер необходим обратный клапан, который предотвратит обратное движение потока
• Для того чтобы у нагревающейся воды был резерв на расширение в период, когда ее не используют, в обвязку включают расширительный бачок и предохранительный клапан для сброса давления
• Чтобы в краны не поступала излишне горячая вода, угрожающая ожогами, в контур нужно установить трехходовый смесительный клапан. Он будет подмешивать к горячей воде порции холодной, в итоге на водоразборе будет вода необходимой пользователю температуры
• Для того чтобы в «рубашку» обогревающую санитарную воду теплоноситель из отопления поступал только тогда, когда в нем имеется необходимость, устанавливается двухходовый термостат. Сервер его соединяется с датчиком температуры водонагревателя
• Если расход горячей воды в доме достаточно велик, желательно приобрести бойлер с встроенным дополнительным проточным водонагревателем или купить отдельный прибор и включить его в ветку поставки горячей воды. В случае ее нехватки в работу включится миниатюрный проточник и спасет ситуацию.

Какие трубы подойдут для обвязки

Чтобы подключить котел и разводку отопления, лучше взять металлопластиковые или полипропиленовые трубы. Они обойдутся дешевле, чем оцинкованные или медные аналоги.

Последовательную разводку радиаторов производят с помощью металлопластиковых труб на пресс-фитингах или полипропиленовых с армированием из алюминия. Однако каждый из этих вариантов имеет свой недостаток. Пресс-фитинги чувствительны к качеству монтажа и при малейшем смещении может произойти протечка. Полипропилен же обладает высоким коэффициентом удлинения при нагреве более 50°С. Для разводки системы «теплый пол» используют металлопластик на пресс-фитингах, полиэтилен или термомодифицированный полиэтилен.

Реализация

Какие схемы горячего водоснабжения с рециркуляцией возможны в многоквартирных и частных домах?

Многоквартирные дома

Чтобы создать непрерывную циркуляцию воды, систему ГВС нужно закольцевать.

В многоквартирных домах это достигается следующим образом:

Изображение	Описание
По подвалу проходят розливы ХВС, ГВС и полотенцесушителей	По дому разводится два розлива горячей воды. Стояки подключаются к ним поочередно. Как вариант — к одному из розливов подключаются только стояки ГВС, ко второму — только стояки с полотенцесушителями
Стояк полотенцесушителей служит обраткой для ГВС	Стояки ГВС (опционально — ГВС и полотенцесушителей) объединяются перемычками на верхнем этаже. В группу может объединяться 2-4 стояка. В верхней точке перемычки монтируется воздушник (кран Маевского), позволяющий стравить препятствующий циркуляции воздух.

Понятно, что описанная схема водоснабжения с рециркуляцией не будет работать без перепада давлений.

Как он обеспечивается:

Вне отопительного сезона ГВС включается между подающей и обратной нитками;

Летний режим: циркуляция ГВС между подающей и обратной нитками

Во время работы отопления при таком подключении система горячего водоснабжения будет представлять собой байпас для отопительной системы, катастрофически уменьшающий перепад на водоструйном элеваторе. Поэтому ГВС подключается в зависимости от температуры воды из подачи в подачу или из обратки в обратку, а перепад обеспечивают установленные на фланцах между врезками подпорные шайбы.

Современный элеваторный узел с циркуляционными врезками

Если стояки завоздушены

Что делать, если после сброса системы горячего водоснабжения оставшаяся в стояках воздушная пробка препятствует циркуляции, и полотенцесушители остаются холодными?

Для стравливания воздуха служит кран Маевского в верхней точке перемычки. Однако для доступа к нему нужно попасть в верхнюю квартиру по стояку, что не всегда возможно.

Вот простая пошаговая инструкция, которая поможет вам устранить проблему своими руками:

1. Перекрываем любой из соединенных перемычкой стояков ГВС;
2. Открываем до упора один, а лучше — два крана горячей воды в любой квартире по этому стояку. Воздушная пробка вылетает через смеситель на фронте потока воды;

Полностью откройте кран — и воздух из стояка вылетит на фронте потока воды

1. Запускаем стояки в штатном режиме.

Частные дома

Какие схемы рециркуляции горячего водоснабжения можно реализовать в частном доме с автономным приготовлением горячей воды? За создание циркуляционного напора в такой системе вполне предсказуемо будет отвечать циркуляционный насос минимальной мощности (от 25 ватт).

Циркуляцию в контуре ГВС способен обеспечить насос минимальной мощности

Контур ГВС должен быть закольцован по всей длине: после дальнего от водонагревателя сантехнического прибора розлив возвращается к исходной точке. А вот схема подключения водонагревателя зависит от того, есть ли у него дополнительный отвод для рециркуляции.

Схема для бойлера с патрубком для подключения контура с рециркуляцией

Наличие трех патрубков для подключения ГВС и ХВС типично для большинства бойлеров косвенного нагрева и некоторых накопительных электрических водонагревателей.

Бойлер с дополнительным выходом для рециркуляции

Замкнутый контур снабжается только циркуляционным насосом: поскольку температура воды в контуре после его запуска постоянна, проблемы теплового расширения воды решать не приходится, а раз так — предохранительный клапан и расширительный бачок не требуются.

Можно ли задействовать в такой схеме обычный бойлер с двумя выводами (для ГВС и ХВС)? Да, но в этом случае разводка будет заметно сложнее.

Водоснабжение с рециркуляцией: схема для бойлера с двумя патрубками

За постоянную температуру воды в рециркуляционном контуре отвечает трехходовой термостатический смеситель. По мере ее охлаждения он подмешивает горячую воду из бойлера;

Трехходовой смеситель-термостат способен обеспечить постоянную температуру воды на выходе при любых температурах на входе

• Для компенсации расхода горячей воды к трехходовому смесителю подведена холодная вода;
• Обратные клапаны ограничивают движение воды в контуре одним направлением независимо от ее расхода.

Устройство и внешний вид автоматического воздухоотводчика

Подключение настенного котла к электросети

Большинство современных настенных газовых котлов снабжены сложной автоматикой. Она управляет множеством процессов, превращая отопительный котел в автономную мини-котельную, работа которой практически не требует вмешательства владельца. Очевидно, что для блока управления и различных датчиков требуется подключение к электросети.

Двухконтурные настенные котлы выпускаются в двух вариантах: с привычной розеткой и с кабелем для подключения напрямую к автомату. В любом случае их необходимо запитывать от электросети через индивидуальный автомат. Если вы приобрели модель с вилкой, то индивидуальную разетку для газового котла следует располагать рядом с ним, но не в коем случае не под ним. Это одно из требований безопасности, чтобы в случае протечки теплоносителя не произошло короткого замыкания.

Газовый котел требует обязательного заземления. Для этих целей можно приобрести комплект точечного заземления. Он устанавливается в подвальном помещении или рядом с домом и занимает небольшую площадь около 0,25 м².

Внимание! Заземлять настенный газовый котел на радиатор отопления или трубу подачи газа категорически запрещается. Это является грубым нарушением правил эксплуатации газового оборудования и чрезвычайно опасно. Котельная автоматика очень чувствительна к качеству питающего напряжения

При недостаточном уровне или неидеальной форме синусоиды на входе, приборы быстро выходят из строя. Для предотвращения частых поломок и продления срока службы агрегата требуется подключать стабилизаторы напряжения для газовых котлов. Чтобы избежать остановок отопительного оборудования в случае перебоев в подаче электропитания, следует дополнительно приобрести источник бесперебойного питания

Котельная автоматика очень чувствительна к качеству питающего напряжения. При недостаточном уровне или неидеальной форме синусоиды на входе, приборы быстро выходят из строя. Для предотвращения частых поломок и продления срока службы агрегата требуется подключать стабилизаторы напряжения для газовых котлов. Чтобы избежать остановок отопительного оборудования в случае перебоев в подаче электропитания, следует дополнительно приобрести источник бесперебойного питания.