Принцип работы бойлеров косвенного нагрева

Подогрев жидкости на ТЭЦ с разводкой по домам доступен не везде. И даже там, где оно есть, существуют все равно технологические перерывы и риски сбоев на магистрали. Справиться с этими проблемами помогают различные приспособления, в том числе и бойлеры косвенного нагрева.

Бойлер косвенного нагрева назван так не случайно: в отличие от всех остальных существующих вариантов получения тепла он не оснащен собственным нагревательным блоком – получение тепловой энергии производится за счет внешних источников. В одних устройствах используют котлы, другие подключаются к магистралям центрального отопления, отбирая тепло с поверхности труб. В отдаленных районах в качестве первичного водонагревателя могут выступать даже солнечные батареи. Независимо от конкретного исполнения тепловая энергия идет по змеевику, проходящему через бойлер.

Насос обеспечивает циркуляцию, а при контакте между двумя поверхностями нагревается труба, заведенная в сам бойлер. Для максимального сокращения тепловых потерь применяют пенополистирол и полиуретан, уменьшающие утечку тепла наружу. В такое нагревательное устройство холодная вода проникает при помощи общего водоснабжения.

Так или иначе, основное значение имеет мощность источника тепла. Если он слишком слаб, вода просто не успеет прогреться до требуемого значения. Внешних отличий от газового или электрического бойлера обычного вида почти нет. Только по дополнительным отверстиям для ввода жидкости и вывода ее можно распознать такое устройство. Чтобы подавить гальваническую коррозию, применяют аноды из магния.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева в большинстве случаев подразумевает размещение вводного патрубка в нижней части аппарата. Но есть модели, в которых такой блок располагается наверху, и тогда жидкость движется в направлении самой низкой точки. Насос, развивая выталкивающую силу, гонит теплоноситель по контуру. При этом, оказываясь среди более холодной воды, он сам отдает тепло. Обычно змеевик работает с одной порцией жидкости в несколько приемов.

Обнаружив, что температура змеевика совпадает с температурой внутри нагревательного блока, реле разобщает электрическую цепь, питающую насос. В момент, когда датчик зарегистрирует охлаждение воды до заданного значения, подача тока восстанавливается, и это позволяет насосу прокачивать горячую воду из котла в бак. Верхнее подключение змеевика к источнику теплоносителя считается наиболее выгодным в энергетическом отношении.

Преимуществом бойлеров косвенного нагрева перед другими моделями оказываются:

• заметно меньшие энергозатраты;
• повышенная генерируемая мощность;
• связанная с ней возможность подать теплую воду сразу нескольким потребителям;
• легкость монтажа и скорость прогрева жидкости.

Главный недостаток тоже связан с принципом работы устройства: оно накрепко привязано к реальному источнику тепла. Если таким источником сделали отопление, то в летние месяцы система будет неработоспособна. Компенсировать этот изъян могут встроенные ТЭНы, которые присутствуют практически в каждом бойлере. Аппараты с косвенным нагревом немного дороже, чем их простые электрические аналоги. Кроме того, увеличение длины магистрали и добавление дополнительного звена влечёт усиленный расход энергии.

Некоторые варианты расстановки даже позволяют ставить бойлеры КН и обычные газовые или электрические рядом, друг над другом, чтобы сократить занимаемое место. Теплообменник в аппарате делается из стали либо из латуни, конструкторы стараются максимально нарастить его поверхность. В дополнение к теплозащите изолирующими материалами иногда ставится кожух. Существуют модели с парой теплообменников, которые нагревают жидкость заметно быстрее обычных конструкций.

Системы с рециркуляцией имеют более сложное устройство. Они позволяют получать горячую воду немедленно при открытии кранов, а не через несколько минут после этого. В дополнение к стандартному набору компонентов потребуются:

• расширяющий бачок;
• выпускающий клапан;
• клапан обратного хода;
• предохранительное устройство.

Требуется тщательно продумать, где будет располагаться точка рециркуляции. Подводить холодную воду нужно будет в нижнее отверстие, а выброс горячей будет производиться сверху. Там же подсоединяется ведущая вниз труба теплоносителя. Подключение всех труб между собой достигается за счет переходников, а также кранов и клапанов. Важно: стоит сразу продумать всю систему отопления. Только при этом условии удастся обеспечить качественную рециркуляцию.

Применение рециркуляции обеспечивает повышенную эффективность обогрева дома, КПД бойлера сразу вырастает на 30—35%. Для обвязки рекомендуется использовать высококачественные изделия, изготовленные из наиболее крепких материалов. Специалисты считают, что неприемлемо применение шлангов из гофрированной резиной и любых материалов, полученных методами порошковой металлургии. Опасаться шума не стоит: в системе используют насосы небольшой величины, которые работают без лишних звуков. Самая частая схема организации — с разделенными контурами на обогрев и на горячее водоснабжение.

Сервопривод в такой системе автоматически отключает подогрев отопительного контура, когда открыт водопроводный кран. Как только там вода достигнет заданной температуры, отопительная вода начинает прогреваться опять. В другом варианте ставятся два насоса: один обеспечивает рециркуляцию в греющем контуре, а другой — по периметру бойлера. Таким образом приоритет отдается нормализации температуры в нагревателе, и только затем автоматика занимается подогревом радиаторов. Нормальная работа подобной системы обеспечивается только при наличии термостата и устройства, переключающего режимы.

Кроме схемы обвязки, существует много других нюансов, позволяющих наиболее полно учесть свои потребности. И дело не только в том, установить ли бойлер на 100 либо на 200 литров. Важно еще и как именно установить его. Довольно большую популярность завоевали настенные модели. Часть из них работает от газового котла, часть – от электрического нагревателя.

Одна из последних новинок — это комбинация электрической и косвенной схем. Такие бойлеры как раз и принято называть комбинированными. На стену закрепляется непроницаемый для воды корпус со встроенным баком. По баку проведен теплообменник, дополняемый трубчатым ТЭНом. Прошедшая из котла по трубе вода в баке дополнительно подогревается. Несомненным преимуществом подобной схемы можно считать пригодность к работе в любой сезон года.

Достоинство комбинированного подтипа — возможность экономить все более дорогое электричество. Появляется возможность одновременно использовать две и даже три точки водоразбора. При этом никто не почувствует ни ослабления напора, ни понижения температуры.

Высокая тепловая инерция тоже может стать проблемой, особенно при значительной величине бака. Подавляющее большинство бойлеров сейчас делается из нержавеющей стали. Этот материал одновременно легок и прочен, отличается минимальным риском коррозии. Кроме основного вещества корпуса, свою роль играет и наносимое на него дополнительное покрытие. Цельный нержавеющий блок куда дольше прослужит, чем черный металл под стеклофарфоровой пленкой.

Это заметно даже по гарантиям, которые дают на свои товары производители: они составляют 5 лет и 1 год соответственно. Дороговизна нержавеющей стали серьезно ограничивает востребованность ее. Частичным решением проблемы оказывается выбор моделей с анодом на основе магния. В стеклофарфоровые бойлеры непременно нужно ставить фильтры грубой очистки. По крайней мере, всевозможный мусор не будет царапать тогда внутреннюю поверхность.

Как уже ясно, устройство косвенного нагрева только лишь отбирает энергию у других систем, которые и генерируют тепло само по себе. Чаще всего для этой цели пользуются газовым котлом либо нагревателем с электрическим ТЭНом. Потому выбор между двумя подобными вариантами стоит рассмотреть особо. Накопитель горячей воды на природном газе отлично совместим с отопительным котлом. Недаром именно такие конструкции стали частыми гостями в котельных различных коттеджей и просто частных домов.

Работающая на электричестве система доводит жидкость до нужной температуры за 1—3 часа. Она способна после выхода на требуемый уровень мгновенно подать воду ряду потребителей в большом объеме. Напор в водопроводе и исходная температура влаги влияют только на время ожидания, но никак не на работу прибора. Время одновременного сильного расхода лимитировано лишь емкостью бака. Монтаж электрического аппарата не требует специальных разрешений и прокладки сложных дымоходов.

Кроме того, нагреватели на токе служат долго. Современные модели почти всегда прикрыты керамическим слоем и не могут перегореть при образовании накипи (как это показывают в рекламе). Очень важно правильно выбрать объем бойлера: чересчур мелкие окажутся непрактичными, а очень крупные придется нагревать длительное время. Газовый прибор ценен тем, что он не зависит от электричества (в случае установки котла с открытой камерой сгорания).

Проблема в том, что установка сжигающего природный газ аппарата должна выполняться строго по специально разработанному проекту. Проект создает специализированная организация, его утверждают контролирующие органы.

Установка электрического котла в связке с бойлером может быть даже выполнена собственными руками. Подобная комбинация будет надежнее, так как единственное требование к уходу за ней — систематическое очищение баков изнутри и смена анодов. Разобравшись с предпочтительным видом топлива, полезно узнать, что из себя представляет горизонтальный бойлер. Преимуществами такого прибора заслуженно считаются:

• упрощенный монтаж;
• ускоренный прогрев жидкости;
• суммарный период работы 8—10 лет;
• повышенная прочность и износостойкость;
• оптимальное качество теплоизоляции;
• компактность;
• относительно небольшая мощность.

Но расположение нагревательного блока в лежачем положении может доставить и определенные неудобства. Так, из-за специфики размещения патрубок под горячую и холодную воду она может смешиваться. В итоге горячая жидкость окажется всего лишь теплой. Кроме того, подобная техника стоит дорого. Плоский бак (ставящийся в горизонтальном накопителе) не так хорошо держит тепло, как классический, изготавливаемый в форме цилиндра.

Наряду с настенными косвенными бойлерами, востребованы сейчас и напольные аналоги их. Несомненным преимуществом такого исполнения является низкая требовательность к массе изделия. Тяжеловесный нагревательный аппарат или вовсе не получится прикрепить к стене, или придется делать это на свой страх и риск. Как и в предыдущем случае, внешний источник тепла — газ или электрическая энергия. Ведущие изготовители оснащают свои продукты неизменно особыми ножками, выполняемыми во встроенном либо демонтируемом формате.

Многие напольные устройства выставляют под мойками, что позволяет получать горячую воду практически сразу.

Размещаемый на полу косвенный водонагреватель превосходит подвешиваемые образцы в дизайнерском (оформительском) качестве: он легко вписывается в самые разные интерьеры.

Вариант с трехходовым клапаном предпочтителен, если система готовит и подает значительное количество воды. Координацию работы клапана берет на себя общий термический датчик. Трехходовая система рекомендуется для районов с предельно жесткой водой, потому что другой вариант — с двухконтурным котлом — недостаточно надежен в подобной ситуации.

Чтобы клапан работал как следует, придется уделить внимание настройке термостата. Нельзя делать нагрев жидкости в баке больше, чем в котле, потому что тогда автоматика будет давать команду на беспрерывную работу, и не удастся прогреть отопительный контур.

Осталось ответить еще на один вопрос: «Какой котел лучше выбрать: одноконтурный либо двухконтурный? ». Конечно, в данном случае (в тесной связке с бойлером косвенного нагрева) стоит выбирать одноконтурное устройство. Если уже изначально есть два контура, нет особого смысла в использовании дополнительного оборудования. В большинстве случаев переключение производится при достижении температуры от 50 до 55 градусов. Расширительные баки обычно подбираются в объеме 10% от накопителей.

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.

Но прежде чем подключать бойлер, нужно обязательно учесть, каким он должен быть. Для бытовых нужд хватает емкости от 100 до 300 л; если планируется подавать воду в гостинице, общежитии, автомастерской и так далее, тут уже необходим резервуар на 1000 л как минимум.

При использовании косвенного бойлера следует разграничивать суммарную и полезную мощность. Так, если общая сила нагрева по документам составляет 24 кВт, то реальный эффект от обогрева будет составлять только 15 кВт, прочая часть тепла окажется израсходована на сам водонагреватель. Это обстоятельство нельзя забывать при планировании разворачиваемой системы.

100 л считаются достаточным показателем, чтобы три человека могли спокойно удовлетворить свои нужды, включая не слишком активное мытье в душевой кабине. Для редко используемых дач достаточным показателем считается даже 80 л. Но если дачный домик хотя бы в будущем может стать основным, тут уже скупиться не стоит. Поскольку бойлер косвенного нагрева не может дать тепла сам по себе, нужно подумать о механизме, который выполнит эту функцию. Одним людям удобнее применять твердое топливо, другие предпочитают жечь природный газ; электрические же котлы могут работать круглогодично.

При прочих равных параметрах, чем крупнее теплообменник (змеевик), тем скорее окажется прогрев воды. Если его площадь достигает 1 кв. м., согреть 120 л воды комнатной температуры до 75 градусов получится всего за ½ часа. Медные и латунные змеевики лучше стальных по уровню теплоотдачи. Такой показатель, как прочность, определяющий доминирование стальных изделий, тут практически неактуален. Что касается самого резервуара, наилучшим выбором инженеры считают изделия из нержавеющей стали, дополнительно усиленные керамической или стеклокерамической защитой от коррозии.

Большинство качественных версий косвенных водонагревателей оборудуется теплозащитой на основе поролона. Если использован для этой цели полиуретан, значит, модель действительно новая и высокотехнологичная.

Перед покупкой рекомендуется уточнить не только гарантийный срок, но и те моменты, когда он аннулируется. Полезно выяснить, где конкретно расположены сервисные центры и удобно ли будет до них добираться. Нелишней окажется заблаговременная консультация с электриками и сантехниками по поводу систем, установленных в доме. Или, по крайней мере, самостоятельный учет присоединительных размеров необходимого напряжения. Нельзя забывать еще и о том, что под водонагреватель должно быть отведено определенное место, и это не должно создавать неудобства для пользователя

Одним из лучших вариантов в 2018 году считается Baxi Combi 80. Нержавеющий корпус этого бойлера действительно делается из качественного металла, что позволяет ему числиться в самых авторитетных рейтингах нагревательной техники. Конструкция продумана таким образом, чтобы можно было легко поставить ее в небольшом помещении. Компактные размеры и продуманность органов управления высоко оценены потребителями.

Еще одна востребованная модель, на этот раз настенная, — Protherm FE 120/6 BM. Разработчики оснастили нагреватель баком на 490 л, внутри нанесено отменное эмалевое покрытие и защита от микробной агрессии. Внимание: вода может быть прогрета максимум до 85 градусов. В системе использована надежная теплоизоляция на основе тщательно отобранного полиуретана. За 60 секунд прогревается до 59,1 кг воды. Изделие идеально совместимо с напольными котлами из чугуна той же марки.

Еще эта модель пригодна для рециркуляции потока горячей жидкости, а расширительный бак отсутствует. Потребители отмечают, что устройство может поддерживать заданную температуру, но вот индикаторов режимов работы ему немного не хватает. На фоне практических достоинств данной версии, впрочем, сложно считать такой продукт в чем-то ущербным или недостаточно качественным по сравнению с другими. К отопительному и водопроводному контурам бойлер подключают через дюймовые соединения.

Такая солидная фирма, как Buderus, тоже не упустила из виду выпуск бойлеров косвенного нагрева. Особое место в ее линейке занимает напольный накопитель горячей воды модели Logalux SU120-SU1000. Вертикальное исполнение типично для этого изготовителя, и в разных версиях емкость баков варьируется от 120 до 987 л. В разных модификациях разбираемой модели можно встретить резервуары на 120 и 160 л. Вода там нагревается одинаково: до 95 градусов при давлении до 10 бар.

Но различия в площади теплообменника (0,7 и 0,9 кв. м. ) позволяют при довольно существенной разнице в количестве жидкости прогревать ее одинаково скоро (разница не превышает 1 минуты). Разъем под ТЭН в конструкции не предусмотрен. В модели LT 135 можно монтировать котел поверх бойлера, что радикально сокращает потребность в монтажной площади. Интенсивность остывания воды после отключения на 20% меньше, чем предусмотрено официально действующими нормативами. Потребители больше всего ценят удобство обслуживания такой техники.

Российские косвенные бойлеры мало уступают по своим возможностям товарам, сделанным в Европе. А вот китайским моделям повода доверять пока нет. Лучше подождать, когда их качество подтянется вслед за остальной техникой, собираемой на берегах Янцзы и Хуанхэ. Чешские товары марки Drazice составляют уверенную конкуренцию «грандам» международного рынка. Vaillant — надежная германская фирма, поставляющая косвенные напольные бойлеры с резервуарами, рассчитанными на объем 115—200 л.

• Если нужен косвенный бойлер для получения и хранения горячей воды, стоит учесть еще несколько тонкостей. Так, накопитель средней мощности, достигающий максимум 50 л, способен обеспечить получение до 300 л разогретой жидкости в течение часа. Система может быть подключена к сельской печке или контрамарке. За счет применения дополнительных насосов, обеспечивающих циркуляцию, легко подать жидкость даже на верхний этаж. Рециркуляцию в отдельных случаях делают через полотенцесушитель, а если его нет, формируется тупой контур рециркуляции.
• Точка для рециркуляции горячего водоснабжения должна быть предусмотрена в середине бака по высоте. В отдельных случаях она ставится несколько выше, но такое решение не стоит принимать без консультации со специалистами. Спиральная труба (отапливающий контур бойлера) должна обеспечивать движение жидкости сверху вниз. Противоположный ход противоречит законам термодинамики и потому вызывает понижение КПД. Большинство специалистов считает, что водонагреватели косвенной схемы должны оснащаться не простым тепловым реле, а таким, которое переключает питание от одной цепи к другой.

Также целесообразно избегать шести типичных ошибок при монтаже оборудования, таких как:

• отсутствие теплоизоляции труб;
• отсутствие расширительного бачка;
• применение дополнительных материалов и обвязки сомнительного происхождения;
• использование водонагревателя, не защищенного от микробов;
• некачественная подготовка к циркуляции;
• исключение из схемы термостатических клапанов.

О бойлере косвенного нагрева: устройство, принцип работы и схемы подключения, смотрите в следующем видео.