Бойлер косвенного нагрева — схема подключения, принцип работы

Организовать в частном доме постоянное бесперебойное снабжение горячей сантехнической водой можно, используя бойлер косвенного нагрева (накопительный нагреватель), использующий энергию отопительного котла: электрическому, газовому, твердотопливному и пр.

Подробный обзор

Как функционирует бойлер, подключённый к котлу отопления

Нагревательный прибор косвенного нагрева снаружи очень напоминает накопительное устройство, которое работает на электричестве. Но, для работы БКН необходим отопительный котёл. В основе функционирования нагревателя косвенного нагрева лежит принцип термоса. Его содержимое – т. е. вода, подогревается от теплообменника, находящегося внутри. В связи с тем, что нет прямого нагревания, водонагреватель и именуется косвенным.

При сопряжении отопительного устройства с БКН происходит циркуляция любого теплоносителя, что приводит к нагреванию воды в последнем. Движение воды происходит по двум трубам – которая подаёт и обратной. Подающая труба, равномерно подаёт горячую воду к радиаторам и бойлеру. После прохождения через бойлер вода возвращается через обратную трубу в котёл. Получается, что содержимое бойлера подогревается как батарея.

Преимуществами БКН являются:

  • высокая мощность и большой КПД;
  • независимость от электроэнергии;
  • различные варианты источников обогрева.

СПРАВКА! БКН бывают настенные и напольные. В случае, если бойлер большого объёма, то он может быть только напольным. Водонагреватели размещаемые на стене должны крепиться строго вертикально. Неровно закреплённый бойлер может создать проблемы при эксплуатации.

Согревшаяся в нагревателе вода, может расходоваться по мере надобности одновременно из разных кранов в разных помещениях.

ВАЖНО! Качество котла оказывает непосредственное влияние на то, как скоро нагреется вода — чем он добротней, тем быстрей идёт процесс.

Температура воды внутри нагревателя всегда приближена, к степени нагрева теплоносителя, циркуляция которого происходит в змеевике. Если в котёл установлена температура maxs +50°C, то вода в баке нагреется до +50°C, не больше. Если надо, чтобы содержимое бака нагревалась сильнее, можно приобрести комбинированный водонагреватель. Он отличается тем, что в нём кроме змеевика, нагревающего воду, есть ТЭН, он поднимает температуру до задуманной отметки. Комбинированные водонагреватели удачно подходят к твердотопливным котлам, потому, что вода продолжает быть тёплой когда топливо уже прогорело.

Существуют водонагреватели как снабжённые встроенным управлением, так и без него. При наличии управления бойлер можно присоединять к системе отопления, в которую входят котлы без управления. Бойлер снабжён датчиком температуры и самостоятельно управляет движением или отключением горячей воды, проходящей по змеевику. Чтобы активизировать работу такого аппарата надо подвести к соответствующим входам подающую и обратную трубу от отопления. Далее следует осуществить подачу холодной воды и к верхнему выходу и позаботится о присоединении горячей воды. После этого происходит заполнение бака и происходит подогрев воды.

Устройства косвенного нагрева чаще всего устанавливают с автоматизированными котлами. К водонагревателю каждый производитель прикладывает инструкцию с наличием схем по осуществлению правильной обвязки аппарата. Можно их подключить и к энергонезависимым котлам, но для этого требуются особые схемы и соответствующие инструкции.

БКН может работать во взаимодействии с двухконтурными или одноконтурными устройствами отопления.

Схема с использованием двух насосов

Принцип работы данной схемы зависит от термостата, который при понижении температуры в бойлере дает команду насосу водонагревателя. В это время насос котла автоматически отключается, после достижения нужной температуры отключается насос бойлера, снова работает насос котла. При такой схеме удобнее использовать агрегат, оснащенный автоматикой.

В этом случае водонагреватель пропускает весь объем теплоносителя через себя. Чтобы исключить попадание в питьевую воду грязи или технической жидкости, необходимо после насосов установить обратные клапаны.

Выбор электрического бойлера для системы ГВС с двухконтурным котлом или колонкой

Чтобы получить преимущества пользования горячей водой от системы ГВС с котлом и электрическим бойлером, достаточно установить бойлер небольшой емкости, 15-30 (50) литров, Кроме того, маленький бойлер будет потреблять электроэнергии меньше, чем большой.

Рекомендую выбирать электрический бойлер с цилиндрическим баком из нержавеющей стали. Бойлер часто устанавливают рядом с котлом или колонкой. Чтобы габариты бойлера не выходили за пределы размеров котла удобно использовать электрические водонагреватели с вертикальным баком малого диаметра. В названии марки таких бойлеров обычно имеется слово Slim.

Рекомендую, Thermex Ultra Slim IU 30 (или 50) V имеет бак из нержавеющей стали, корпус из металла, три ступени мощности ТЭНа 0,7/1,3/2,0 кВт., максимальный внешний диаметр 285 мм., и высоту 800 (1235) мм., механическое управление. Гарантия — 7 лет. Емкости бака достаточно для пользования горячей водой, нагретой даже без участия котла.

Читайте также:  Инструкция как сделать фундамент под камин

Бюджетный вариант Термекс Drift 15 U на 15 литров с баком из нержавеющей стали, с одной ступенью мощности ТЭНа 1,5 кВт. Внешние размеры 260х260 мм., высота 458 мм. Благодаря верхней подводке, бойлер можно устанавливать как на стену, так и на пол под котлом.

Электрические накопительные водонагреватели с плоской формой корпуса выбирать не стоит. В корпусе плоских водонагревателей устанавливают рядом два цилиндрических бака малого диаметра и соединяют их между собой трубами. Такая сложная конструкция создает проблемы с обеспечением их долговечности, с распределением температуры воды в баках, а также увеличивает их цену.

В конце этой статьи вы найдете схему ГВС с бойлером и рециркуляцией горячей воды, а также рекомендации по выбору оборудования.

Целевое назначение и принцип работы бойлера косвенного нагрева

Подключение бойлера косвенного нагрева в систему позволяет избежать ограничения числа потребителей ГВ.

Правильно рассчитанная мощность теплообменника и его объем, позволяют быстро и равномерно прогревать воду в нем до нужной температуры, одинаковой по всему его объему.

Например, бак объемом в 100 л способен обеспечивать около 500 л горячей воды в час. Обычный электрический «аппарат» на такое не способен.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева обязательно предполагает «тандем» с источником тепла в схеме отопления дома.

Объем бака нагревателя согласовывается с мощностью котла отопления, который обеспечивает повышение температуры воды за счет передачи тепла теплоносителя от одного контура (греющего) к другому (контуру ГВС).

Теплопередающих «радиаторов» в бойлере может быть несколько.

Например, для подогрева воды может быть использован твердотопливный котел, солнечный коллектор, тепловой насос геотермальной системы отопления. Каждый из этих «источников тепла» имеет автономные магистрали движения теплоносителя, связанные «теплопередачей» в нагреваемой среде.

Комплектация устройства

Дополнительно бойлеры косвенного нагрева снабжаются штуцером в средней части для подключения возврата в системах горячего водоснабжения с циркуляцией. Циркуляция повышает комфорт использования, позволяет подключить к системе полотенцесушитель и экономит воду. Удобно открыть кран и сразу получить струю нужной температуры. Не нужно сливать в канализацию остывшую воду из участка системы между нагревателем и смесителем.

Бойлер косвенного нагрева на входе сантехнической воды должен иметь группу безопасности.

Она состоит из нескольких обязательных устройств:

  • запорного крана;
  • обратного клапана;
  • предохранительного клапана.

Запорный кран нужен для временного отключения устройства от системы. Обратный клапан не позволяет воде стекать из бака при отключении водоснабжения, предохранительный предотвращает разрушение устройства. Его функция очень важна.

Жидкости несжимаемы, нагрев воды вызывает ее расширение. Вытеснению воды обратно в систему противодействует обратный клапан на подаче воды в бак. При отсутствии расхода повышение давление могло бы разрушить емкость. Для противодействия этому явлению над зеркалом воды в емкости сохраняется небольшой объем воздуха. Его сжатие компенсирует возрастающее давление. Но после превышения предусмотренного конструкцией порога должен срабатывать предохранительный клапан, стравливая избыток воды.

Предохранительные клапаны комплектуются насадками для подключения к канализации. Конструкция насадки позволяет осуществлять визуальный контроль работы клапана (видимый разрыв). Бойлер косвенного нагрева американского производства чаще имеет отдельное резьбовое отверстие прямо на корпусе для установки предохранительного клапана.

Дополнительно могут предусматриваться регулятор давления, манометр, фильтр грубой очистки, кран для слива воды. Для автоматизации работы на корпусе бойлеров помещают места для установки датчиков температуры.

Виды и комплектация бойлеров косвенного нагрева

Обвязка БКН через трехходовой клапан.

Что это такое бойлер косвенного нагрева и с принципом его работы мы уже разобрались теперь, посмотрим, какие есть модели, их комплектацию. В самых простых моделях БКН должно быть четыре патрубка (2 на змеевик, 1 для холодной воды, 1 для подачи горячей воды на точки потребления). Такие агрегаты самые дешевые, но лучше воздержаться от их покупки, так как в них нет даже встроенного термостата – это большой минус. Термостат нужен обязательно.

БКН может быть настенным или напольным. Обратите внимание на материал, из которого изготовлен бак. Это может быть нержавейка или обычное железо, покрытое эмалью. Первый вариант лучше и дороже, причем разница весьма существенная. Змеевик делают из стали или латуни.

Необязательные комплектующие:

  • встроенный электрический ТЭН;
  • патрубок для рециркуляции;
  • второй змеевик в баке.

Когда отопление выключено, никакой разницы в том как работает бойлер косвенного нагрева с ТЭНом и обычный бойлер нет. Вода в обоих приборах нагревается электричеством. Кстати, ТЭН в БКН может работать совместно с котлом, если это необходимо.

Наличие патрубка для рециркуляции позволяет создать циркуляционную систему ГВС. Плюс в том, что вода не застаивается в трубах и, открыв кран, сразу польется горячая вода. В то время как в тупиковом контуре ГВС нужно подождать пока сольется остывшая вода из труб от источника (в нашем случае БКН) до крана. Кроме этого, при наличии циркуляционного патрубка БКН можно совместно с контуром ГВС использовать для обустройства теплых полов. Чтобы даже летом, когда отопление выключено, полы в ванной комнате и полотенцесушитель были теплыми.

Читайте также:  Как сделать защитный экран для камина своими руками

Встроенный второй змеевик можно подключать к альтернативному источнику нагрева. Например, к гелиосистеме, которая дает бесплатное тепло, отбирая его у солнца. Это неплохое дополнение к основному нагревателю.

Экспансоматы бывают разные. Нужно знать какой расширительный бак нужен для отопления открытого и закрытого типа.

Важно какое давление в расширительном баке системы отопления. Правила настройки тут.

Как работает водонагреватель косвенного нагрева?

Бойлер косвенного нагрева выглядит вот так в разрезе.

Он состоит из накопительного бака, который утеплен и препятствует отдаче тепла в окружающую среду. Теплообменник — змеевик (как правило медный) через который циркулирует теплоноситель системы отопления. Вход холодной воды. Выход горячей воды (может быть несколько на разных уровнях для возможности создания системы циркуляции ГВС). Датчик регулировки температуры. Также возможно комплектация бойлера анодом, термометром, встроенным электрическим догревателем.

Когда бойлер косвенного нагрева горячий

Теплоноситель от котла циркулирует на систему отопления (радиаторы и теплые полы). Система автоматики перекрывает контур нагрева бойлера, и вся мощность уходит на обогрев дома. Если есть циркуляция ГВС, то она работает в штатном режиме и постоянно обновляет горячую воду на этажах и в полотенцесушителях.

Когда бойлер косвенного нагрева холодный

При остывании накопительного водонагревателя косвенного нагрева датчик температуры включает (насос циркуляции, трехходовой клапан или др. автоматику). Весь теплоноситель начинает циркулировать (по крайней мере так должно быть при правильном монтаже системы) через теплообменник бойлера.

При этом котел из обычного режима переходит в режим повышенной температуры 70 – 80 гр. (необходимо, чтобы котел поддерживал такую функцию). Если такого не произойдет и котел останется в режиме 40 гр. то очень скоро вы замерзните т.к. котел не нагреет бойлер до нужной температуры и будет постоянно циркулировать через него. Автоматика не переключится обратно на отопление.

При нагреве бойлера с имеющейся системой рециркуляции ГВС автоматика должна также отключится, чтобы, нагрев воды осуществился как можно быстрее.

Если все смонтировано правильно, то водонагреватель вскоре нагреется. Сработает термореле и котел продолжит обогревать дом. Включится система рециркуляции и т.д.

Летний режим накопительного водонагревателя косвенного нагрева.

В летний сезон, когда отопление дома не требуется. На котле — если он настенный, выключаем нагрев радиаторов до минимального значения. При включении бойлера котел включится только на его нагрев.

У напольных котлов есть функция «Лето». Принцип тот же самый.

Как подключить бойлер косвенного нагрева к одноконтурному котлу

Арматура для обвязки БКН

  1. обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя от котла к водонагревателю;
  2. предотвратить гидравлический и термический удар;
  3. поддерживать заданную температуру нагрева воды в автоматическом режиме.
  • Мембранный расширительный бак — предназначен для компенсации теплового расширения в системе ГВС и предотвращения аварийных ситуаций. При подключении БКН устанавливается вместе с группой безопасности. Расширительный бак должен вмещать не менее 10% от общего объема бойлера косвенного нагрева.
  • Предохранительный клапан — нужен для аварийного слива воды из БКН. При чрезмерном повышении давления открывается и сбрасывает воду из бойлера. Клапан используется во время обслуживания, для заливки в накопитель химических реагентов, устраняющих накипь.
  • Группа безопасности бойлера косвенного нагрева — включает манометр, сбросовый клапан и воздухоотводчик. Узел предназначен для нормализации давления в ГВС и предотвращения гидравлического удара. Монтаж группы безопасности и расширительного бака, это требование, предъявляемое производителями к обвязке БКН.
  • Датчик температуры бойлера — подключается к циркуляционному насосу, контролирующему давление в змеевике. Термостат погружного типа работает по принципу реле. При достижении достаточного нагрева воды датчик дает сигнал на отключение насосного оборудования. Вода перестает подогреваться. После остывания автоматика для бойлера запускает циркуляцию.
  • Трехходовой клапан — работает как узел подмеса, открывая и закрывая поступление воды к бойлеру из системы отопления. Существуют простые механические устройства и точные трехходовые клапаны с сервоприводом.
  • Циркуляционный насос — в зависимости от выбранной схемы обвязки устанавливается один или два модуля. Насос используется для создания постоянного давления и рециркуляции в системе ГВС.

Материал труб для обвязки БКН

  • Холодная вода — может устанавливаться обычная полипропиленовая труба. Материал подходит для пайки всей системы ХВС.
  • Горячее водоснабжение — температура ГВС подаваемой пользователю поддерживается на уровне 65-70°. Допускается применение полипропилена с стекловолоконным (армированным) или алюминиевым усилением, предназначенного для горячего один вариант: выполнить обвязку медной трубой. При прокладке медной трубой обязательно использование теплоизоляции. Медь хороший теплопроводник, что неизбежно приведет к снижению температуры разогретой воды при транспортировке к конечному потребителю. Теплоизоляция труб защитит от теплопотерь.

Варианты обвязки бойлера косвенного нагрева

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

Обвязка БКН с трехходовым клапаном

  • быстрый нагрев ГВС;
  • экономия при постоянном использовании бойлера;
  • возможность автоматизации нагрева воды.
Читайте также:  Как не ошибиться с выбором печи на дровах для дома

Двухнасосная схема обвязкиПодключение через гидрострелкуОбвязка в самотёчной системе

Монтаж рециркуляции ГВС с БКН

  • снижение температуры нагрева ГВС;
  • увеличение расходов на топливо;
  • энергозависимость.

Обвязка БКН с двухконтурным котлом

  • При открытии крана двухконтурный котел нагревает теплообменник ГВС, тратя на это максимальное количество тепловой энергии. Для разогрева змеевика требуется время. По этой причине горячая вода поступает пользователю не сразу после открытия крана, а спустя какое-то время (период зависит от удаленности точки водоразбора и мощности котла).
  • Частые пуски и прекращения подачи горячей воды создают нагрузку на нагревательные элементы, что способно привести к быстрому выходу оборудования из строя.

Виды самодельных бойлеров косвенного нагрева

В самом популярном варианте конструкции для прохода теплоносителя используют змеевик, изготовленный из металлической трубы. Змеевик помещают в бак, заполняют ёмкость водой, а затем пропускают теплоноситель.

При контакте со змеевиком холодная вода в баке нагревается. Если трубы с теплоносителем разместить вдоль стен ёмкости, работать хуже накопительный бойлер не станет.

Виды самодельных бойлеров косвенного нагрева

Домашние мастера постоянно придумывают новые конструкции устройства. Существует вариант, позволяющий обойтись без труб для теплоносителя. В этом случае используют две ёмкости, имеющий различный диаметр. Их вставляют друг в друга, в меньшую подают холодную воду, а теплоносителю отводится место между их стенками.

Однако использование змеевика даёт более быстрый нагрев воды, так как труба такой формы имеет большую длину, а это даёт возможность более эффективно использовать теплоноситель. Существуют и другие конструкции, но вышеописанные наиболее просто изготовить самостоятельно.

Чертежи бойлера косвенного нагрева

Виды самодельных бойлеров косвенного нагрева

Схема подключения

В зависимости от того, с каким котлом работает бойлер, одно- или двухконтурным, осуществляют выбор схемы его включения.

С трехходовым клапаном

Схема подключения комбинированного бойлера к двухконтурному котлу обязательно предусматривает установку трехходового клапана на магистрали.

Схема подключения

В зависимости от сигнала, поступающего с термостата, установленного в напольном бойлере, этот клапан частично или полностью открывается, перенаправляя поток теплоносителя из отопительной системы в греющий контур водонагревателя. При нагревании воды до установленной температуры, термостат дает команду на закрытие трехходового клапана и поток горячего теплоносителя прекращается.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева + трехходовой клапан

Такая схема отлично зарекомендовала себя при работе с настенными газовыми котлами, оборудованными циркуляционным насосом и блоком управления. Такой двухконтурный котел по команде, поступающей от термостата комбинированного бойлера, может управлять трехходовым клапаном, а в летнее время зажигать основную горелку для подогрева теплоносителя.

Видео с комментариями по монтажу бойлера косвенного нагрева смотрите ниже:

С двумя циркуляционными насосами

Схема подключения к одноконтурному котлу требует установки дополнительного насоса, подающего теплоноситель в греющий контур. При этом термостат бойлера управляет обоими циркуляционными насосами. Фактически, такая обвязка предполагает параллельную работу контуров, хоть ветка горячего водоснабжения и имеет приоритетное преимущество перед отопительной системой.

Схема подключения

Подключение бойлера к одноконтурному котлу

В случае подключения водонагревателя по схеме с двумя насосами, перед каждым из них обязательно устанавливают обратный клапан для исключения смешивания потоков теплоносителя (смотрите схему выше).

Подключая накопительный водонагреватель к отопительному котлу, обязательно выполняют условие безопасности его работы – температура срабатывания термостата бойлера должна быть ниже температуры, при которой автоматика котла отключает нагрев теплоносителя.

Принцип работы котла с бойлером

Никаких особых отличий от традиционных двухконтурных котлов по устройству у агрегатов данной группы нет. Но оснащение емкостью для подготовки ГВС несколько меняет инженерное решение. У каждого производителя оно свое, поэтому стоит лишь вкратце отметить специфику функционирования установок с встроенным резервуаром.

В бойлере накопительном расположен змеевик, по которому циркулирует вода контура ОВ. От нее тепловая энергия передается жидкости, находящейся в баке, нагревая ее до нужной температуры. Из него она и поступает в контур ГВС. На схемах все хорошо показано.

Принцип работы котла с бойлером

По окончании отопительного периода такие котлы переводятся в режим приготовления горячей воды с помощью проточного теплообменника. То есть работают аналогично моделям без накопительной емкости.

Принцип работы котла с бойлером

На тематических форумах много хвалебных отзывов о настенных газовых агрегатах известного итальянского . Двухконтурные котлы серии «NUVOLA» имеют встроенный бойлер на 40 л, что для квартиры или небольшого частного строения вполне хватит. Но если резервуара такой вместимости недостаточно, то можно приобрести отопительный прибор этой же марки серии «Nuvola comfort». Он оснащен баком из «нержавейки» на 60 л, что существенно расширяет возможности по расходованию горячей воды.

Преимущества

Бойлер косвенного нагрева, обладает существенными преимуществами по сравнению с устройствами проточного нагрева воды или баковыми подогревателями.

  • Возможность использования альтернативных источников нагрева, при отсутствии основного теплоносителя (завершение отопительного сезона).
  • Высокий коэффициент полезного действия оборудования.
  • Минимальный расход электрической энергии.
  • Отсутствие прямого контакта горячей воды и теплоносителя, что позволяет использовать присадки в отопительной системе.
  • Бесперебойная подача горячей воды в любое время года и на большое количество точек.
  • Стабильное давление в системе, при нескольких потребителях.