Бойлер косвенного нагрева: что это такое, принцип работы и виды

Выбор газового котла напольного типа с интегрированным бойлером

Выбирая 2-х контурный котел с интегрированным накопительным баком-водонагревателем, учитывают теплотехнические характеристики и используемый принцип работы. По своему внутреннему устройству, различают следующие модели:

• Атмосферные котлы – имеют открытую камеру сгорания. При работе, сжигают воздух из помещения. К установке предъявляются высокие требования.

Конденсационные котлы – аккумулируют тепло отходящих газов, посредством целенаправленного конденсатообразования. Имеют КПД до 108%.

Турбированные модели – закрытая камера сгорания, дополняется турбиной, нагнетающей давление воздуха. В устройстве используется принудительный забор воздушных масс и отвод продуктов сгорания.

После выбора котла по типу работы, осуществляют расчет необходимой мощности и пропускной способности.

Расчет необходимой мощности котла

Во время расчетов двухконтурного агрегата с встроенной емкостью-накопителем, учитывают два рабочих параметра:

• Необходимая мощность для обогрева помещения.

Запас производительности для ГВС.

Объем бойлера.

Первый параметр высчитывается посредством простой формулы, 1 кВт =10 м². Так, для дома в 100 м², потребуется отопительный прибор на 10 кВт. Дополнительно добавляют 30% на нагрев ГВС. Объем встроенной емкости, варьируется от 40-60л для котельного оборудования бытового типа, до 500л, в промышленных агрегатах.

Правильно подобранный бойлер, обеспечивает пиковые потребности горячего водоснабжения (одновременного потребления из всех кранов, установленных в доме). Возможна установка дополнительной отдельно стоящей емкости, необходимого объема.

Какая марка котла с внутренним бойлером лучше

Напольный двухконтурный газовый котёл отопления с бойлером косвенного нагрева, предлагают зарубежные производители. Облегчить подбор подходящего котла можно, распределив наиболее популярные модели по территориальному признаку:

• Германия:
  • Bosch Condens,
• Vaillant ecoCOMPACT,

Wolf CGS.

Италия:

• Baxi SLIM,

Ferroli Pegasus,

Beretta Fabula,

SIME Bitherm,

Immergas Hercules.

Швеция: Electrolux FSB.

Словакия: Protherm Медведь.

Чтобы понравившаяся модель радовала долгим сроком безупречной эксплуатации, перед покупкой стоит обратить внимание на следующее:

• Адаптация к отечественным условиям эксплуатации – в странах ЕС и РФ, разные параметры давления магистрального газа, качества воды для ГВС и т.п.

Тип подключаемой системы отопления – конденсационные котлы устанавливаются к низкотемпературному обогреву и оптимально подходят для подключения к теплым полам.

Наличие сервисного центра рядом с домом – еще один существенный плюс. Официальное представительство компании, продавшей котел, гарантирует, что при поломке теплогенератора, не потребуется ждать несколько месяцев, пока необходимые запчасти, будут доставлены из-за границы.

Помощь в выборе подходящего котла, окажет консультант компании, продающей отопительное оборудование.

Напольный котел с внутренним бойлером – плюсы и минусы

Напольные двухконтурные газовые котлы отопления с внутренним бойлером, отличают следующие достоинства:

• Быстрая подача горячей воды пользователю.

Сокращение расходов топлива, по сравнению с котельным оборудованием, работающим в режиме проточного нагревателя.

Возможность переключения в летний режим, когда функционирует исключительно ГВС без контура отопления.

Простая установка и обслуживание.

Низкие требования к установке котла с бойлером.

Эксплуатация теплогенераторов с встроенной накопительной емкостью, выявила несколько недостатков:

• Высокая стоимость.

Энергозависимость – чувствительная к перепадам напряжения автоматика, часто выходит из строя. При установке, дополнительно подключают стабилизатор напряжения, заземление и т.п. Чтобы обеспечить непрерывный нагрев при отключении электричества, устанавливают ИБП.

Сложный монтаж, при необходимости подключить систему рециркуляции. Установка самого котла, проходит ничем не сложнее классического теплогенератора. Проблему представляет проведение рециркулирующего водопровода.

При грамотном монтаже, котел сохраняет работоспособность весь заявленный производителем срок эксплуатации. Монтажные работы, должен проводить квалифицированный и лицензированный специалист.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией

Для начала необходимо выбрать подходящий размер бака. Рассчитав давление в системе отопления, так как вода нагревается посредством змеевика, необходимо учитывать размеры внутренней конструкции для проведения обвязки.

При рециркуляции жидкости в системах ГВС обеспечивается горячей водой любая точка систем без дополнительных действий по её проливанию. Чтобы это сделать, монтируются контуры, по которым протекает жидкость из бойлеров по всем системам. В конце вода вновь должна вернуться в бойлер.

Проводится рециркуляция с помощью небольших насосов. Они работают практически без звуков. Установленные виды системы дают возможность поддерживать стабильную температуру жидкости в любых точках контура по дому. Есть 3 самые распространённые схемы рециркуляции в доме:

Установка трехходовых или сервоприводных клапанов. Используется по большей части для баков напольного и настенного типа. Конструкция примечательно тем, что имеет два выхода. Один идёт на горячее водоснабжение, которое нагревает отопительное оборудования, другая на отвод воды для бытовых нужд.

Схема монтажа с трёхходовым клапаном

Установка 2-х насосов циркуляций на 1 систему. Такой тип схемы позволяет распределить поступающую воду по потокам на отопление и непосредственно нагрев жидкости в баке. Бойлеры такого типа обладают встроенными термостатами и автоматическими переключателями направления поступающей жидкости.

Монтаж двух насосов циркуляции в одной системе

Использование гидравлических стрелок. Нужны, когда в домах есть больше 2 контуров, к которым могут относиться отопление, тёплые полы, горячее водоснабжение и т.д. Она действует по принципу нагрева от всех источников теплоснабжения. Есть 1 минус, который заключается в том, что одновременно получить источник тёплой воды будет невозможно из нескольких узлов.

Применение гидравлической стрелки

Подбор схемы обвязки бойлера и подключение его к отопительной системе, учитывая способ рециркуляции, необходимо проводить в соответствии с точными расчётами потребительного объёма в системе горячего водоснабжения. Ошибка в выборе метода подключения может привести к поломке насосного оборудования или полной неэффективности всей системы рециркуляции.

Устройство

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.

Бойлер косвенного нагрева: принцип работы

Циркулируя в системе «Котел-теплообменник-трубопровод-котел» теплоноситель отдает часть энергии холодной воде, находящейся в резервуаре, постепенно нагревая ее до нужной температуры. Процесс идентичен происходящему в устройстве отопления: только здесь теплообменник выступает в качестве радиатора, а вместо воздуха нагревается вода.

Скорость и степень разогрева зависят от мощности котла и площади поверхности теплообменника.

Чтобы не тратить время на ожидание того, как горячая вода дойдет от нагревателя к крану, используют систему рециркуляции, с помощью специального насоса создавая непрерывную циркуляцию воды по замкнутому контуру.

Основные неисправности

Правильная схема монтажа и подключения конструкции

В бойлерах чисто косвенного типа отсутствуют электронагревательные элементы, которые чаще всего выходят из строя. По этой же причине резко снижается возможность появления накипи на стенках емкости с водой. Поэтому главной проблемой могут стать только протечки самого резервуара и подводящих трубопроводов. Современные материалы баков делают подобную неисправность маловероятной. Но если она все же случилась, то устранить ее можно только с применением сварки, что требует обращения в сервисный центр.

Самостоятельно допускается подтяжка соединительных фитингов и возможная замена ТЭНов, если они предусмотрены в комплектации бойлера.

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 служит 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.

Как выбрать бойлер косвенного нагрева

Сделать правильный выбор подходящей модели бойлера косвенного нагрева – дело сложное для новичка. Однако непосильного здесь ничего нет, надо лишь учесть несколько важных нюансов:

Выбирая для квартиры или частного дома водонагреватель с косвенным нагревом, первым делом необходимо определить оптимальный объем накопительного бака. Чтобы горячей воды хватило всем членам семьи, рассчитывают с учетом примерного расхода 100 л за сутки одним человеком.
Экономически выгоден косвенный бойлер нагрева воды для семьи из четырех и более человек

При таком количестве людей примерный расход ГВС составляет 1,5 л/мин.
Обращая внимание на объем бака, учитывают время нагрева. Большая емкость дольше будет нагреваться

Возможно, стоит отдать предпочтение модели с двумя теплообменниками или с системой «бак в баке».
От состава теплоизоляции зависит, как долго вода останется горячей после выключения котла. Дешевые водонагреватели идут с поролоном. Пористый материал слабо удерживает тепло и быстро разлагается. Оптимальной теплоизоляцией служит минвата или вспененный полиэтилен.
Чтобы сделать правильный выбор, надо сопоставить мощность косвенного водонагревателя и отопительного котла. Если последний характеризуется слабыми параметрами, бойлер станет непосильной нагрузкой.
Покупая любую модель, обязательно обращают внимание на наличие термостата, клапана и других элементов защиты.

Когда со всеми важными нюансами вопрос решен, можно уделить внимание форме, дизайну, производителю и прочим мелочам

Расчет объема накопительного бака

Чтобы сделать примерный расчет объема накопительного бака, можно воспользоваться простым снятием показаний водяного счетчика. Когда в доме постоянно прибывает одинаковое количество людей, суточный расход будет иметь одни и те же данные.

Более точный расчет объема основан на подсчитывании водоразборных точек с учетом их предназначения и количества проживающих членов семьи. Чтобы не вдаваться в сложные формулы, расход горячей воды берут из таблицы.

Схемы подключения к отопительной системе

При выборе схемы подключения косвенного бойлера для нагрева воды учитывают месторасположение прибора в доме, а также особенности разводки системы отопления.

Простая и часто используемая схема основана на подсоединении косвенного прибора через трехходовой клапан. В итоге образуется два контура нагрева: отопительный и водогрейный. После котла перед клапаном врезается циркуляционный насос.

Если потребность в горячей воде небольшая, подходит схема системы с двумя насосами. Косвенный водогрейный прибор и отопительный котел образуют два параллельных контура нагрева. На каждой линии установлен свой насос. Схема подходит для загородных домов, где горячей водой редко пользуются.

Сложнее получается схема подключения, если в доме вместе с радиаторами установлена система «теплый пол». Для распределения давления по всем линиям, а вместе с косвенным бойлером их получатся три, устанавливают гидравлический распределитель. Узел нормализует циркуляцию воды через «теплый пол», водонагреватель и радиаторы. Без распределителя насосное оборудование выйдет из строя.

У косвенных водогрейных приборов с рециркуляцией из корпуса выходит три патрубка. Традиционно два выхода служат для подключения к системе отопления. От третьего патрубка ведут закольцованный контур.

Если косвенный прибор нагрева воды не имеет третьего патрубка, а рециркуляцию надо сделать, то контур возвратной линии подсоединяют к трубе ХВС и дополнительно врезают рециркуляционный насос.

Рециркуляция позволяет получить на выходе из крана горячую воду еще до полного нагрева жидкости в накопительном баке бойлера.

Принцип работы БКН

Алгоритм работы бойлеров основан на нагреве воды, поступающей из системы ХВС, теплоносителем от различных источников теплоты. В зависимости от устройства нагревательных элементов (змеевик или встроенная емкость) циркуляция теплоносителя имеет разные алгоритмы.

В случае нагрева воды змеевиком подача теплоносителя производится в его верхний патрубок, отвод – с нижнего патрубка. Эта схема оптимально реализует процесс теплоотдачи – сначала тепло отдается более горячим верхним слоям воды, затем частично остывший теплоноситель нагревает нижние, холодные слои воды.

В случае встроенной емкости алгоритм циркуляции имеет другой характер. Нагреваемая вода находится во встроенном резервуаре, он омывается теплоносителем по направлению сверху-вниз, бак находится как бы в горячей водяной «рубашке». Поверхность теплообмена в этом случае больше, чем в случае со спиральным змеевиком, скорость нагрева выше.

Производительность БКН зависит от тепловой мощности теплообменника, площади теплопередачи. Чем больше поверхность теплообмена змеевика или встроенного бака – тем больше производительность агрегата по горячей воде.

Немаловажным фактором является расположение бойлера – его рекомендуется размещать максимально близко к источнику тепла. В этом случае теплоноситель преодолевает путь с наименьшим гидравлическим сопротивлением, тепловые потери имеют минимальное значение.

Для повышения комфорта при использовании горячей воды многие модификации БКН оснащаются контуром рециркуляции. К патрубку бака подключается циркуляционный насос малой мощности, он обеспечивает постоянное движение горячей воды по кольцевой схеме. При открытии смесителя в любой зоне системы присутствует горячая вода, не требуется сливать ее для достижения нужной температуры.

Для экономии электроэнергии насос рециркуляции может оборудоваться таймером включения. В этом случае задается режим включения в утренние часы – за 1-2 часа до начала потребления. Контур прогревается за это время, не требуется круглосуточная работа насоса.

Бойлеры косвенного нагрева подключаются к различным тепловым источникам, в разные системы отопления – открытую и закрытую, обычно имеют приоритет перед отоплением. Более подробно схемы подключения оборудования рассмотрены в отдельной статье.

Модели косвенных водонагревателей

Преимущества бойлеров этого типа по своей экономичности обусловили то, что популярные производители предоставляют широкий выбор моделей. В таблице приведены несколько вариантов основных используемых объемов в различном ценовом диапазоне.

Основным критерием выбора является емкость резервуара с горячей водой. Для нужд одного человека достаточно объема 60-80 литров. На семью из 2-3 человек хватает 100-150 литров. Для большего количества потребителей требуется минимум 200 литров. Бойлеры емкостью 400 литров и более предназначены для промышленного потребления.