Устройство водонагревателя: проточного, накопительного, косвенного нагрева

Как работает бойлер

Водонагреватели используются как в квартирах, так и в частных домах. Их применение позволяет обеспечить бесперебойную подачу горячей воды независимо от наличия централизованной сети.

Одним из типов водонагревателей является бойлер косвенного нагрева. Устройство бойлера включает в себя теплообменник, который соединен с внешним источником тепла. Это позволяет прогревать большой объем воды за короткий срок.

• 1 Типы бойлеров для нагрева воды
• 2 Конструкция водонагревателей
  • 2.1 Электрический накопительный
  • 2.2 Электрический проточный
  • 2.3 Газовые водонагреватели
• 3 Устройство бойлера косвенного нагрева
• 4 Принцип работы бойлера косвенного нагрева
• 5 Принцип работы проточного водонагревателя
• 6 Принцип работы накопительного бойлера
• 7 Правила эксплуатации

Типы бойлеров для нагрева воды

Чтобы понять, как работает бойлер, необходимо разобраться, какие бывают водонагреватели и в чем заключаются их отличия.

Независимо от производителя существует несколько типов устройств для автономного нагрева воды:

1. Электрические накопительные нагреватели.
2. Бойлеры косвенного нагрева.
3. Электрические проточные.
4. Газовые.

Выбор водонагревателя осуществляется исходя из личных предпочтений владельца помещения. При выборе следует учитывать особенности конструкции бойлера и тип доступного источника тепла.

Конструкция водонагревателей

На рынке представлены изделия различной формы, объема и технических характеристик. Независимо от этого водонагреватели каждого отдельного типа схожи по своей конструкции.

Электрический накопительный

По своей конструкции изделие этого типа представляет собой емкость круглой или овальной формы. Бак используется для накапливания и прогрева воды.

Он находится в корпусе, изготовленном из металла или пластика. Во избежание быстрого охлаждения жидкости производители оснащают емкость теплоизоляционным слоем.
Бак изготавливают из материалов, наименее подверженных коррозии. На рынке представлены изделия, емкость которых изготовлена из эмалированной или нержавеющей стали. Для защиты внутренних деталей от образования накипи водонагреватели оснащают магниевым анодом.

В нижней части располагается электрический электронагреватель. Он оснащен термостатом, позволяющим поддерживать определенную температуру жидкости. В некоторых моделях установлены два ТЭНа.

После прогрева жидкости один из них отключается, и определенный показатель температуры поддерживается другим. Это позволяет экономить электроэнергию.
Устройство бойлера включает в себя два патрубка. Они используются для подачи воды и ее отведения из емкости. Патрубок холодной воды установлен в нижней части бака, а трубка отбора горячей жидкости – в верхней.

Электрический проточный

Устройство проточного бойлера для нагрева воды не включает в себя накопительную емкость. Жидкость прогревается при прохождении через устройство. Нагрев осуществляется электрическим нагревателем высокой мощности.

Конструктивные особенности изделия проточного типа позволяют быстро прогревать небольшое количество воды. В конструкцию изделия проточного типа входит:

• Электрический водонагреватель высокой мощности.
• Индикатор работы.
• Рубашка для прохождения воды.
• Датчики и реле.

Благодаря отсутствию накопительной емкости, проточные бойлеры имеют небольшие размеры. Это дает возможность устанавливать устройство в помещениях с ограниченным свободным пространством.

Газовые водонагреватели

Устройства, использующие в качестве источника тепла газ, могут быть как проточного, так и накопительного типа. Проточные водонагреватели – газовые колонки могут быстро прогревать небольшое количество жидкости, проходящей через них.

С помощью накопительных можно получить большое количество горячей воды, но после этого потребуется время для прогрева новой порции.
Накопительные устройства состоят из металлического бака, сквозь который проходит газоход. Он необходим для отвода продуктов горения газа. Вместо ТЭНа в водонагревателе используется газовая горелка. Управление степенью нагрева осуществляется специализированным блоком.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Этот тип водонагревателя представляет собой накопительную емкость, оснащенную слоем теплоизоляции. Объем бойлера косвенного нагрева может быть различным.

Отличительной особенностью устройств этого типа является отсутствие встроенного источника тепла. Некоторые модели имеют электрический нагреватель, но он используется для поддержания необходимой температуры.

Через накопительную емкость проходит змеевик, нагревающий жидкость. Некоторые модели имеют в своей конструкции две емкости, одна из которых установлена внутри другой.

В пространство между баками поступает теплоноситель. Для защиты внутренней поверхности бака от образования накипи производители устанавливают магниевый анод.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

Независимо от особенностей конструкции устройств косвенного нагрева принцип их действия одинаков. Для прогрева жидкости используется внешний источник тепла (котел). Модели, имеющие две емкости, быстрее прогревают жидкость благодаря большей площади теплообмена.
Горячая вода из системы отопления подается в змеевик или в пространство между внутренним и наружным баком. Жидкость в накопительном баке прогревается.

По мере прогрева вода перемещается вверх, где и расположен патрубок отбора. Для поддержания температуры и нагрева жидкости при неработающем отоплении производители устанавливают ТЭН.

Следует учитывать, что в моделях с двумя баками таким образом осуществляется нагрев теплоносителя, а в изделиях со змеевиком нагревается жидкость, предназначенная для горячего водоснабжения.

Принцип работы проточного водонагревателя

Установка изделия данного типа позволяет обеспечить помещение горячей водой без предварительного ее подогрева. При этом проточные водонагреватели не могут выдать большой объем жидкости за короткое время. Это обусловлено низкой пропускной способностью бойлера.
Жидкость проходит сквозь трубки, в которых установлен мощный электрический нагреватель. Отличительной особенностью проточного бойлера является то, что он может подавать горячую воду бесперебойно на протяжении длительного времени.

Принцип работы накопительного бойлера

Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:

1. Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
2. Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.

При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.

По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.

Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.

Правила эксплуатации

Для увеличения срока эксплуатации водонагревателя необходимо придерживаться некоторых правил:

1. При монтаже использовать элементы обвязки, рекомендуемые производителем. В зависимости от типа водонагревателя в обвязку могут входить различные элементы.
2. Не использовать устройство накопительного типа без предохранительного клапана. Этот элемент обвязки снижает степень давления на стенки бака при нагреве. Предохранительный клапан устанавливается непосредственно на входной патрубок.
3. Не включать устройство накопительного типа в электрическую сеть при пустом баке. Включение водонагревателя без воды может привести к выходу из строя ТЭНа.
4. Подключать устройство к электрической сети согласно схеме, находящейся в руководстве по эксплуатации.
5. 1 раз в 1 – 3 года чистить накопитель от накипи. При необходимости осуществляется замена магниевого анода.
6. Установить фильтр для дополнительной чистки воды на входе.
7. Устройства проточного типа устанавливать в местах, максимально близко расположенных к точке забора воды.

Бойлер косвенного нагрева позволяет получить горячее водоснабжение, используя систему отопления. Возможность подключения дополнительных источников тепла в некоторых моделях позволяет нагревать содержимое бака за минимальный промежуток времени, а наличие ТЭНа дает возможность поддерживать температуру в заданных пределах.

Бойлер косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева стремиться максимальным образом использовать тепло вашего котла. Рачительный хозяин давно подметил, что теплогенерирующий котел вполне может поделиться своим драгоценным теплом с другим оборудованием. Зимой так печально наблюдать, как горячие потоки буквально улетают в трубу.

Косвенным образом использование возможностей отопительной системы, становится сегодня все более популярным, среди обитателей загородных домов и коттеджей частного сектора. Непрямой нагрев воды для системы ГВС, является наиболее энергетически эффективным, экономичным и грамотным способом для подогрева воды из всех доступных методов.

Бойлер косвенного нагрева, в противоположность прямому, нагревающему воду посредством газа либо электричества, обеспечивает жилье горячей водой из минимального расчета стоимости. Нагреватель такого типа представляет собой резервуар в виде прямоугольника, куба или бочки изготовленного из металлического листа с теплосберегающим изоляционным материалом и напоминает огромный термос.

Устанавливается бойлер косвенного нагрева обычно рядом с котлом в котельной, существуют фирменные комплекты, где установка продумана непосредственно на котловое оборудование .

Что такое бойлер косвенного нагрева

Для чего он нужен?, в первую очередь задается вопросом типичный обыватель. Владельцы загородных домов справедливо полагают, что гораздо легче купить двухконтурный котел. Один контур будет использован на обогрев хозяйства посредством системы отопления. Второй контур будет готовить горячую воду для ГВС, таким образом сразу закрываются два вопроса одной покупкой.

Да, подобные рассуждения справедливы, но до определенной поры. Во первых — двухконтурный котел мгновенно переходит в режим приготовления горячей воду как вы только открываете кран. Котел совершенно перестает в это время заботится о вашей системе отопления, бросая ее на произвол судьбы. Попросту котел всю свою мощь направляет на подогрев ГВС, блокируя подогрев теплообменника отопления.

Во вторых, как правило, двухконтурный котел не обладает в полной мере функциональностью газовой колонки, его мощности хватает с трудом на одну точку водоразбора. Получается, если семья вернулась с лыжной прогулки, и домочадцы решили принять душ, то отопительная система будет выключена как минимум на пару часов.

К тому же, остальным членам семьи придется терпеливо ждать всех участников и не открывать кран на кухне, если не хотят услышать лестные слова в свой адрес. Таким образом, лишь на первый взгляд бойлер косвенного нагрева выглядит как лишняя трата финансов. На самом деле это необходимость для обеспечения комфортного проживания. Приемлемым компромиссом, станет вердикт купить бойлер косвенного нагрева, емкостью на 200 литров.

Принципиальная схема бойлера косвенного нагрева

Установленный внутрь теплообменник — сердце конструкции, изготавливается чаще всего из латуни или углеродистой стали, по нему из котла отопления циркулирует теплоноситель. Теплообменник имеет вид спирали, позволяющий довольно быстро и результативно нагревать жидкость в баке.

Через выходное отверстие горячей и входное холодной воды, устройство соединяется с главной водоснабжающей системой. Получается, что устроен бойлер косвенного нагрева более чем просто, и даже не понятно, почему простейшее изобретение так долго не использовалось человечеством.

Затратив всего три с половиной минуты на просмотр видеообзора вы поймете принцип работы бойлера косвенного нагрева, тем более что видео ряд легче воспринимать в пониманию:

Косвенный нагрев имеет следующие преимущества в использовании:

• Главное преимушество — бойлер косвенного нагрева не требует финансовых затрат на эксплуатацию. Он совершенно не обременяет электропроводку дополнительной нагрузкой в пиковый отопительный период, потому что описываемая система не потребляет электричество;

• Вследствие замкнутого контура, вода постоянно циркулирует через котел и находится в горячем состояинии, после открытия крана, потребитель немедленно получает горячий поток не сливая холодный отстой;

• Процесс рециркуляции не только сохраняет воду горячей, но и уберегает систему ГВС от заражения патогенными микроорганизмами – Легионеллами. Поддерживаемая высокая температура, препятствует их развитию.

• Проточная вода исключена от взаимодействия с внутренней поверхностью трубок теплообменника, в нем не откладывается накипь и соли, что обеспечивает возможность долговременной эксплуатации системы котла;

• Большие запасы горячей воды и увеличенная мощность современных конструкций позволяют жидкости нагревается гораздо быстрей традиционных накопителей. Объемы запасов спокойно дают возможность подключить бойлер косвенного нагрева к двум и более точкам, потребляющим горячую воду.

• Змеевик теплоносителя и и вспомогательный ТЭН защещены от корозии специальным анодом. По сути, анод берет на себя всю нагрузку по корозии, продлевая ТЭНам срок службы.

Есть у данного устройства и некоторые минусы заключающиеся в:

• зависимости от подключаемых тепловых источников;
• в летний период, при отсутствии отопления, бойлер необходимо подключать к электричеству, именно для этого он комплектуется электронагревателями.

По существу, косвенная система нагрева воды использует тепловую энергию, генерируемую твердотопливным или газовым котлом. Сочетание теплогенерирующего устройства и бойлера косвенного нагрева — вынуждает котел выполнять двойную работу. Особенно преимущество ощущается в зимнее время — получается, что вода нагревается бесплатно, ввиду того что система отопления так или иначе работает.

Зимой, затраты на нагрев воды, могут составлять до одной трети всех счетов за электроэнергию. Присоединение косвенной системы бойлера к газовому или пеллетному котлу, эффективно способствует экономии наших финансов.

Преимущества и отрицательные стороны бойлера непрямого нагрева

К положительным факторам использования такого бойлера можно отнести:

• Косвенный водонагрев не создает дополнительную нагрузку на электропроводку, особенно в сезон отопления, так как он подключается к централизованному отоплению и никакого отношения к электричеству практически не имеет;
• при грамотном подключении и настройке бойлер способен показывать высокий коэффициент производительности с приемлемым сопоставлением затрат;
• нагреватель, расположенный внутри также как и теплоноситель не соприкасаются с входной водой, обеспечивая тем самым продолжительность эксплуатации и безопасность агрегата;
• всегда есть возможность подключить бойлер косвенного нагрева к другим тепловым источникам, а также одновременно использовать несколько устройств, создавая каскад.

От коррозии бак и аварийный ТЭН предохраняет анод из магниевого сплава. Во избежание предельно допустимого давления, в бойлере установлен терморегулятор и клапан предохранения. Корпус бака может быть в любом исполнении, под самые разные интерьеры.

Наряду с неоспоримыми преимуществами у данной системы присутствуют и недостатки:

• при необходимости переоборудования существующей системы нужно быть готовым к затратам;
• цена бойлера косвенного нагрева весьма высока, первоначальные затраты на преобретение и монтаж потребует значительные финансовые средства. Так, цена всегда будет выше, чем стоимость проточных электрических или газовых водонагревателей;
• после монтажа и первого запуска нагрев первых 100 и более литров воды будет длиться до двух часов, что может отрицательно сказаться на отоплении дома в этот период;
• купить бойлер, это еще пол дела, емкость 100 – 200 литров имеет большие габариты, которые придется учитывать, ваша котельная должна обеспечить свободное место.

Как выбрать бойлер косвенного нагрева

Основным отличием бойлера от традиционного водонагревателя является емкость бака. Для правильного выбора и избежания чрезмерных затрат, при покупке бойлера, нужно знать какой объем воды в потребуется на удовлетворения спроса семейной ячейки. Усредненные показатели представлены такими расчетами: личная гигиена, в день — до 15 литров; мытье кухонной утвари — до 25 литров в день; душ — до 100 литров в день; ванная — до 200 литров.

Принято считать, что один человек расходует порядка ста литров горячей воды, но это, конечно же, условность, реальное потребление зависит от самого человека, и его привычек. Кто-то посещает душевую по два раза в день, другой на прием ванны тратит один день в неделю. Наверняка можно сказать, что больший объем нагревателя будет иметь и большую стоимость.

Вторым важным фактором, влияющим на стоимость бойлера оказывают материалы из которого он исполнен, в частности внутренние его части. Рекомендуется выбирать агрегат с латунным змеевиком, что дает более эффективный нагрев в сравнении со стальным. Латунь удобна также тем, что отчистить от нее накипь гораздо легче чем от стали.

Следует учитывать и уровень защищенности от коррозии. В недорогих моделях поверхность баков покрывается эмалированным слоем либо стеклокерамикой. В более качественных приборах вместо внутреннего покрытия, в производстве бака, используется нержавеющая сталь.

Хороший бойлер должен быть обеспечен теплоизоляционным слоем. В качестве этого материала используются либо базальтовая вата, либо газонаполненный пластмасс — пенополиуретан. Если теплоизоляция бойлера представлена поролоном, лучше обойти вниманием данную модель.

Правильное подключение бойлера косвенного нагрева

Первым шагом, следует грамотный выбор места расположения прибора. Нужно учитывать, в месте монтажа бойлера, быструю и легкую доступность к важным соединительным звеньям системы — это позволит осуществлять регламентные ремонтные работы оборудования и проводить техническое обслуживание.

Модели навесного исполнения бойлера косвенного нагрева, потребуют в месте крепления крепкую кирпичную несущую стенку. Стены из гипсокартона или легкие межкомнатные перегородки не могут обеспечить требуемаю жесткость и не могут в полной мере быть задествованы в монтажных работах

Расстояние от креплений бака до потолка должно быть 15-20 см. Крепежом выступают распорные болты анкерного типа, а их длина и поперечник выбираются исходя и материала стены и объемности бойлера.

Примерная нагрузка на вырывание емкости до 100 литров — от 25 до 25 килограмм, при креплении на бетонную стену будет достаточно болта толщиной 10 мм в диаметре и 100 мм длинной. Для таких же параметров, но с учетом кирпично-шлакоблочной стены болт нужен диметром в 12 мм длинной 120 мм.

После монтажа к стене нагревателя следует его подключение, для этого:

• на него устанавливается два раздельных крана для перекрытия;
• наматывается фум-лента и присоединяется клапан сброса на линию входа холодной воды;
• выполняется присоединение к водоснабжающей системе гибким шлангом;
• после всех присоединительных операций можно подать холодную вод на водогрев и одновременно откутить кран горячей воды — это позволит стравить возможный воздух.

Подключение бойлера косвенного нагрева

Может быть осуществлено используя как гидравлическую систему, так и электрическую. Самой эффективной считается схема, при которой подключение происходит на 2-х насосах, т. е. гидравлическая схема, где один из насосов выполняет функции обогревателя для помещения, а второй используется для непрямого обогрева непосредственно бойлера. Электроподключение выполняется через систему релейного переключения.

При подключении бойлера косвенного нагрева через два насоса, теплонесущие потоки двигаются в разных направлениях благодаря функционированию рециркуляционных (оборотных) насосов.

Магистраль горячего водоснабжения, идущей из теплоносителя и водонагревателя, единовременно подключена к циркуляционным насосам, а регулирование рабочего режима насосов обеспечивает датчик температуры нагревателя.

За насосами в последовательности обязательно ставится арматура прямого действия в виде обратного клапана, для автономности и независимой работы насосов друг от друга.

Подключение к трубам из различных материалов

Врезка бойлера может несколько отличаться, что зависит от того из какого материала состоит водопроводная труба.

Полипропиленовая труба

Трубы не зашитые в стену не создадут проблем с подсоединением. Работа будет заключаться в разрезе водоснабжающей трубы в требуемом месте и впайке в отверстия тройников, от которых пойдут трубки к бойлеру. Краны соединяются обыкновенными муфтами. Если трубы замурованы, то алгоритм действий немного изменится:

• трубы следует вскрыть;
• происходит врезка;
• отводятся патрубки;
• трубы зашиваются в стену.

Трубы из металлопластика

Так как монтировать скрытым методом такие трубы технологий нет, врезка не будет являться проблемой. Трубы разрезаются, к ним крепятся тройники и подводятся трубы водоснабжения к нагревателю.

Стальные трубы

Подключение к трубам из стали — сложное дело. В этом случае рационально использовать патрубки смесителя, посредством которых будет подключаться бак. На патрубки одеваются тройники, посредством их подсоединения, подключается водогрев и смеситель к одной трубе.

Частые ошибки при подсоединении бойлера косвенного нагрева

Распространенной ошибкой является не подходящее место размещения бойлера. Его следует устанавливать в предельной близости к отапливающему котлу, либо выпуску центрального отопления — это поможет сэкономить на прокладке дополнительных труб и на другой сопровождающей инфраструктуре.

Ванная комната практически идеально подойдет для этого, единственной загвоздкой остается ее небольшие габариты:

Еще одной «популярной» ошибкой является неверное подключение впуска холодной воды. Подключение в последовательном порядке входа-выхода вещества тепловой энергии (теплоностиеля) должно обеспечивать правильную и результативную работу бойлера.

Оптимальным и действенным вариантом для нагрева и теплоснабжения будет вход теплоносителя в водонагреватель сверху, а выход, соответственно, снизу.

Неверное присоединение циркуляционного насоса может повлечь массу неблагоприятных последствий, а именно:

• отличное от горизонтального расположения двигательная ось может привести к скорому истиранию подшипников;
• важным фактором есть содержание насоса в чистом состоянии и защищенности от мусора. Нужно регулярно проверять сетчатые фильтры.

Стоимость оборудования

Потенциальные покупатели сталкиваясь с выбором бойлера косвенного нагрева, решают задачу по поиску приемлемой цены за оборудование с оптимальными функциями. Стоимость представленного в магазинах оборудование сильно отличается в зависимости от модели. Вот лишь некоторые факторы влияющие на ценообразование:

• Компания-производитель. Европейские аналоги в силу влияния высокой стоимости EURO, будут стоить дороже тех же корейских. Тем не менее, уровень качества ведущих брендов Еврозоны: BOSCH, ACV, Viessmann, Buderus, Vaillant, Baxi, Protherm, Drazice, Gorenje, остается всегда на высоте, что делает продукцию востребованной на отечественном рынке.
• Материалы присутствующие в продукции и качественный показатель исполнения бака.
• Комплектующие высококачественные и не очень. Дорогостоящие модели комплектуются баками из латунного или нержавеющего сплава. Корпусная обшивка из такого материала также ведет к увеличению цены.
• Конструктивное решение. Модуль «бак в баке» приводит к удорожанию, в сравнении с традиционной конструкцией бойлера косвенного нагрева.
• Габаритные параметры аппарата. Безусловно, более вместительный бак, предлагается по увеличенной стоимости.
• Функциональные возможности . Оснащение входом для системы рециркуляции требует дополнительных затрат производственного процесса.Как можно догадаться, продавец все включит в итоговую цену.

На начало 2018 года, цена за конструкцию бойлера косвенного нагрева иностранного производства , с объемом от 100 литров формируется в районе 50-90 тыс. руб. Стоимость аналогичного бойлера с объемом 300 литров возрастает до 100 тыс. руб., а за аппарат вместимостью 1000 литров, придется выложить 350-450 тыс. руб.

Заключение

Исходя из многочисленных положительных отзывов обладателей бойлеров непрямого нагрева, можно увидеть, что система довольно популярна и востребована. При покупке той или иной модели, практически всю информацию можно найти в интернете, там же можно и проконсультироваться в интернет-магазинах специализирующихся на такой технике.

Для частных домов такие конструкции будут незаменимым помощником в экономии средств, а про отсутствие горячей воды можно будет забыть.

Как работает и из чего состоит нагреватель воды

Содержание:

1. 1. Устройство проточного водонагревателя
   1. 1.1. Нагревательный элемент
   2. 1.2. Горелка
   3. 1.3. Теплообменник
   4. 1.4. Регуляционные и защитные элементы
2. 2. Накопительные водонагреватели
   1. 2.1. Бак
   2. 2.2. Термоизоляция
   3. 2.3. Анод
   4. 2.4. Система защиты
   5. 2.5. Система управления
3. 3. Устройство бойлера косвенного нагрева
   1. 3.1. Диффузор
   2. 3.2. Циркуляционный насос

Специфика каждого вида водонагревателей подразумевает свои плюсы и минусы, а так же особенности ухода. Конечно, каждая модель имеет свои дополнительные функции, параметры и характеристики. Здесь указан наиболее общий, базовый принцип работы и устройства агрегатов для нагрева воды.

Устройство проточного водонагревателя

Электрические и газовые проточные водонагреватели имеют ряд общих черт, основанных на схожем принципе работы.

Вода в этих аппаратах не задерживается, а прямиком из водопровода попадает в водозаборную точку (душ или кран), предварительно нагревшись во время движения через нагревательный элемент. Им является ТЭН – если это электрические водонагреватели, или теплообменник – если газовые. Основной момент – производительность и мощность аппаратов. Какое количество воды может производить аппарат в единицу времени и, соответственно, температура воды зависят от этих характеристик.

Проточные водонагреватели могут быть разнообразной конфигурации. По схеме строения проточный аппарат имеет следующие составляющие:

1. Вытяжная труба
2. Теплообменник
3. Газовая горелка
4. Вентилятор (формирователь тяги)
5. Пульт управления
6. Датчик потока
7. Горячая вода к крану
8. Подвод газа
9. Подвод холодной воды
10. Холодная вода к крану

Принцип работы проточных водонагревателей может осуществляться двумя способами: напорным или безнапорным, и, соответственно, они делятся на два типа – однофазные и трехфазные. Напорные или трехфазные агрегаты способны обслуживать как одну, так и сразу несколько водозаборных точек. Их принцип работы основан на давлении при входе в устройство и внутри его. А безнапорные или однофазные агрегаты, как правило, имеют дело только с одной водозаборной точкой, они работают при давлении только на входе в водонагреватель.

Нагревательный элемент

Нагревательным элементом в электрических проточных водонагревателях является так называемый ТЭН или термоэлектронагреватель, который может быть «мокрого» и «сухого» типа. ТЭН «мокрого» типа предполагает его прямой контакт с водой, что, с одной стороны, производит максимально качественный нагрев воды и позволяет экономить электричество, а с другой – увеличивает риск поражения электрическим током в случае неполадок. Тогда как ТЭН «сухого» типа предполагает наличие воздушного пространства между нагревательным элементом и водой, ТЭН в таких устройствах заключен в металлическую колбу. Сторонники «мокрого» типа считают, что такой вариант неэффективен, ведь воздух принято считать теплоизолятором. Однако, специалисты, разрабатывающие «сухой» метод, говорят о высоком качестве работы, благодаря новым технологиям и прогрессивным конструкциям инструментов.

Горелка

Если говорить о газовых проточных водонагревателях, то здесь нагревательным элементом выступает газовая горелка. Зажигать газ вы можете по-разному, в зависимости от модели аппарата, однако, на сегодняшний день более популярными считаются колонки с автоматическим или электронным розжигом, хотя не ушли в прошлое и модели с «кнопкой» или пьезой для зажигания газа. С электророзжигом пламя автоматически генерируется при включении воды и затухает при выключении. Такие устройства способны самостоятельно возобновлять работу при перебоях в электроснабжении. Единственным минусом может служить то, что придется менять батарейки.

В газовом проточном агрегате температура воды зависит от ее объема, а так же мощности работы инструмента. Мощность вы можете регулировать самостоятельно, однако, если вы увеличите напор воды или включите где-либо еще один кран, температура воды спадет. Разработки не стоят на месте, и уже модели газовых проточных водонагревателей с модуляционной горелкой способны самостоятельно регулировать мощность, чтобы не возникало резких перепадов.

Теплообменник

Вода, нагреваясь, проходит через теплообменник, качество которого является очень важным для газовой колонки. Стальной теплообменник позволит вам сэкономить при покупке, но значительно сократит срок эксплуатации. Самым лучшим по праву считается медный теплообменник, который увеличивает не только время службы, но и КПД агрегата.

А что же происходит с продуктами сгорания, ведь мы имеем дело с газом, а не электричеством? Существует два типа водонагревателей: с открытыми и закрытыми камерами сгорания. Открытая камера сгорания предполагает выход отходов в дымоход, а закрытая – принудительный отвод продуктов в специальное устройство (коаксиальный дымоход).
Важным является то, что такой аппарат очень реагирует на сильные перепады давления воды.

Регуляционные и защитные элементы

Регулировать температуру и производить контроль работы водонагревателя – функция термостата. Именно он защищает аппарат от перегрева и непредвиденных поломок. Система регулировки происходит следующим образом: вы самостоятельно устанавливаете нужную вам температуру при помощи терморегулятора, а термостат автоматически ее поддерживает до тех пор, пока вам опять не захочется ее изменить. Если уровень воды падает менее чем на 3-5%, термостат отключает устройство, а точнее, прекращает работу ТЭНа.

Очень важным элементом, как в электрических, так и в газовых водонагревателях является магниевый анод. Он защищает практически все элементы от коррозии. Не будь его, агрегаты служили бы не более полугода, именно через такое время следует периодически менять анод.

Но для защиты устройства немаловажную роль играет и внутреннее покрытие бака. Оно может быть из стеклофарфора, эмали, высокотемпературной керамики, пенополиуретана или другого материала.

Необходимой так же является теплоизоляция бака, чем она выше и качественнее, тем меньше тепловых потерь и затрат на нагрев воды. Особую роль теплоизоляция играет, конечно, в накопительных водонагревателях.

Мощность их может быть абсолютно любой, она может составлять 3300 Вт, как, например, в модели Ariston Bravo M 3323 U-PV1 или 25,1 Вт в модели Bosch WST 120 RO, а может составлять 26200 Вт, как в моделях Bosch GWH 15-2 COD H и Bosch GWH 15-2 CO P. Производительность водонагревателя узнается по характеристике «минимальный поток воды». Так модель Термекс ID 80 H (RZB80-D) при мощности 2000Вт имеет минимальный поток воды – 6 л/мин. Некоторые аппараты содержат и сведения о максимальной температуре нагрева, например в Термекс ID 80 H (RZB80-D) она составляет 60 градусов С.

Накопительные водонагреватели

Схема накопительного водонагревателя выглядит примерно следующим образом:

• корпус;
• бак, защищенный специальным покрытием;
• магниевый анод;
• термоизоляция;
• камера сгорания, открытого или закрытого типа, либо электрический ТЭН;
• термостат;
• у газовых агрегатов вытяжной колпак, газовая горелка;
• блок управления;
• система защиты;
• температурный датчик;
• предохранительный клапан;
• электрический кабель (для электрических моделей);
• лампочка-индикатор.

Принцип работы накопительных водонагревателей основан на том, что холодная и горячая вода имеют разную плотность. Так в аппарате она расположена слоями, внизу – холодная (она имеет большую плотность), вверху – горячая. Холодная вода попадает и, не смешиваясь с горячей, выталкивает ее к водозаборной точке. В связи с этим вы получаете непрерывный поток стабильно горячей воды, без каких-либо сбоев в работе и лишних затрат. Нагрев воды осуществляется благодаря ТЭНу или газовой горелке, в зависимости от типа аппарата. Накопительные модели обеспечат стабильно горячую воду из нескольких водозаборных точек.

Резервуар с водой в электрических моделях может достигать от 10 до 100 и более литров, соответственно, и время нагрева будет варьироваться, исходя из габаритов и мощности аппарата. Так в модели Ariston PRO ECO 80 H объемом 80л время нагрева составляет 186 мин, а в модели Термекс IF 30 V (RZB30-F) объемом 30 л – всего 50 мин. Однако в водонагревателе Ariston TI SHAPE Plus 100 H EE, объем которого 100л, вода нагревается всего за 170 мин, при мощности 1500 Вт. Внутри бак должен быть покрыт высококачественными экологически чистыми материалами, ведь качество воды, ее температура, а так же срок годности прибора зависит именно от них.

Объем баков газовых моделей может составлять более чем 300 л, так модель Ariston NHRE 60 имеет объем 350л. Накопительные водонагреватели – это еще и мощнейшие в своем роде устройства: мощность того же Ariston NHRE 60 составляет 67000 Вт, а у Ariston NHRE 18 – 22000 Вт при объеме в 175 л.

Все накопительные аппараты в свою очередь делятся на вертикальные и горизонтальные, в зависимости от своей конфигурации. Некоторые модели, такие как Термекс IF 50 V (RZB50-F) являются образцами плоских водонагревателей нового поколения.

Термоизоляция

При заборе горячей воды, холодная поступает в накопительный водонагреватель автоматически и нагревается до заданной температуры. В газовых моделях тепло передается через камеру сгорания, а продукты горения выходят через специальные трубы внутри бака за счет естественной или принудительной тяги, в зависимости от того, открытая это или закрытая камера сгорания. Выключенный аппарат еще долгое время сохраняет горячую воду благодаря теплоизоляции, благодаря ей же обеспечивается и прекрасное качество воды. В таких агрегатах маловероятно образование накипи.

Это качество очень важно именно для накопительных моделей, так как их основные функции – нагрев и хранение воды. Чем выше термоизоляция – тем экономнее использование устройства и тем лучше само качество воды.

И, конечно же, никуда не обойтись без анода, который передает поток электродов к тому месту, где есть или намечается повреждение в защитном покрытии. От качества магниевого анода зависит и длительность службы водонагревателя. Соответственно, если вы не поскупитесь приобрести дорогой и качественный аппарат, вам не придется в скором времени менять в нем анод.

Как правило, накопительные водонагреватели имеют даже больше функций, чем проточные. Так модель Термекс ER 100 V имеет функцию антибактериальной очистки воды, а Термекс Ultra Slim RZL 40 – функцию ускоренного нагрева воды.

Система защиты

Автоматическая система защиты предохранит аппарат от «замерзания» и перегрева. Стоит сказать, что система защиты в накопительных водонагревателях включает в себя систему клапанов, которая иногда носит название «группа безопасности». Предохранительный или редукционный клапан пропускает воду только в одном направлении и контролирует давление воды внутри бака.

Особенность этой группы состоит в том, что она не всегда идет в комплекте с самим водонагревателем и иногда приходится приобретать её отдельно.

Редуктор давления призван компенсировать перепады давления воды в системе водопровода. Если он не входит в комплект, его стоит приобрести дополнительно, однако, установка его достаточно сложна и требует вмешательства специалистов.

Система управления

Существуют водонагреватели с гидравлической и электронной системой управления. Разница между ними состоит в том, что гидравлическое управление зависит от давления воды на выходе: чем оно выше, тем ниже температура воды. А электронное управление осуществляет микропроцессор, встроенный в аппарат. Это очень удобно, так как независимо от напора вы будете получать воду необходимой температуры. Такой функцией обладают модели Ariston AM 50SH2.0 Ei3 FE и Термекс ID 80 H (RZB80-D).

Устройство бойлера косвенного нагрева

Собственно, почему нагрев называется косвенным? В бойлере вода нагревается не непосредственно от нагревательного элемента, а через промежуточный теплоноситель – антифриз или ту же воду. То есть от системы отопления или отопительного котла она идет через змеевик (теплоноситель) и нагревает воду непосредственно в самом бойлере.

Устройство бойлера содержит в себе все те же компоненты, что и обычные водонагреватели:

1. Индикатор температуры
2. Трубчатый теплообменник
3. Гильза термоэлемента
4. Сухой керамический термоэлемент
5. Рабочий термостат с наружным блоком управления; предохранительный термостат
6. Крышка электроподсоединения
7. Труба подачи холодной воды
8. Гильза рабочего и предохранительного термостата
9. Труба подачи теплой воды
10. Магниевый анод
11. Стальной эмалированный резервуар
12. Полиуретановая изоляция 42 мм без фреона
13. Кожух водонагревателя
14. Циркуляция – только в нагревателях с теплообменником 1 м2
15. Второй выход для горячей воды.

Специфичным будет только: змеевик (трубчатый теплообменник)

Это греющий элемент в стальном патроне, через который проходит вода или антифриз. Он подключается к системе или котлу отопления через отдельный контур с насосом.

Время нагрева воды напрямую зависит от мощности и площади поверхности змеевика.

Он может быть «двойным», такой теплообменник имеет меньшую высоту свивания и обеспечивает более мощный и концентрированный нагрев. А так же возможен «змеевик в змеевике», который находится глубоко в бойлере для равномерного и плодотворного нагрева воды. Покрыт он специальной эмалью, соответствующей всем гигиеническим нормам.

Диффузор

На входе холодной воды он разделяет ее с горячей, чтобы не снижать температуру. К тому же он регулирует направление потока.

Циркуляционный насос

Обеспечивает необходимый проток через змеевик и поддерживает заданный уровень температуры воды.

Бак бойлера может быть объемом как 60 так и 200 литров, настенного или напольного типа. Диапазон мощности может варьироваться от 10 до 45 кВт.

Что такое бойлер косвенного нагрева и как он работает

Чтобы организовать снабжение горячей водой, работающее от системы отопления, ставят двухконтурный котел. Его недостатком является малая производительность. Горячей воды хватит только для мытья рук или посуды. Для комфортного купания лучше установить бойлер косвенного нагрева, достоинством которого является накопительный бак.

Как работают бойлеры косвенного нагрева

Основной принцип работы бойлера косвенного нагрева заключается в циркуляции теплоносителя по теплообменнику, подсоединенного к системе отопления. Горячую жидкость перекачивает насос. Внутренний контур бойлера заключен в накопительной емкости, где поступающая из водопровода холодная вода нагревается от энергии теплоносителя.

Циркуляция системы отопления имеет замкнутый круг. Отдав энергию, теплоноситель по трубам возвращается к котлу. Цикл повторяется, пока происходит работа насоса и котла. От толщины трубы змеевика зависит скорость нагрева воды внутри накопительной емкости.

Особенности конструкции

Чтобы лучше разобраться в работе, надо изучить устройство прибора косвенного нагрева и понять, чем он отличается от своих собратьев.

Водонагреватель предназначен для систем отопления закрытого и открытого типа. Основным отличием является источник энергии. Если газовый водонагреватель работает от баллонного или магистрального газа, а электрический прибор от ТЭНа, то внутренний контур бойлера косвенного нагрева состоит из змеевика. Источником энергии служит теплоноситель. Змеевик оснащен входным и выходным патрубком для подключения к системе отопления.

Существуют бивалентные водонагреватели с двумя теплообменниками, где на один змеевик подается теплоноситель из системы отопления, а на другой контур поступает тепло от гелиосистемы или теплового насоса. При желании змеевики можно объединить фитингами. Получится водонагреватель косвенного нагрева с одним контуром.

Теплообменник заключен внутрь накопительной емкости, где происходит косвенный нагрев воды. Для подключения к водопроводу бак аналогично оснащен входным и выходным патрубком. Форма накопительной емкости обычно представляет собой цилиндр, но встречаются прямоугольные модели. Чтобы вода внутри бака быстро не остывала, его заключили в декоративный корпус, а пространство между ними заполнили теплоизоляцией.

От образования накипи защищает магниевый или титановый анод. Элемент нагрева установлен внутри накопительного бака. Анод защищает металлические детали бойлера от гальванической коррозии, а также снижает жесткость воды.

Термостат – это регулятор, с помощью которого уменьшают или увеличивают поступление в теплообменник теплоносителя. Механизм позволяет регулировать температуру нагрева воды.

Выбирая для домашнего пользования бойлер, лучше отдать предпочтение модели, где дополнительно предусмотрен ТЭН. Прибор сочетает в себе косвенный и электрический водонагреватель. ТЭН позволяет подогревать воду летом, когда система отопления не работает. Для регулировки нагрева воды от электричества установлен дополнительный термостат и автоматика.

Разновидности

Чаще всего в продаже встречается бойлер косвенного нагрева со змеевиком. Однако существуют модели, собранные по системе «бак в баке». Принцип работы остался неизменный, только вместо змеевика теплообменником выступает дополнительная емкость. Достоинство системы «бак в баке» заключается в большей площади нагрева. Для подключения трубы системы отопления на емкости аналогично предусмотрен входящий и выходящий патрубок.

По типу установки косвенные водонагреватели бывают:

• Настенные модели ограничены объемом накопительного бака до 200 л. Водогрейный прибор подвешивают на стальные кронштейны. Основное требование – прочная стена. Пустотелая гипсокартонная перегородка не выдержит бак с водой.
• Напольный водонагреватель рассчитан на большую вместительность. Бытовые модели обычно выпускаются с накопительной емкостью 250–300 л. Бойлер напольный промышленного назначения способен вместить более 1000 л воды. Из-за больших габаритов под водонагреватель отводят отдельную комнату.

По типу расположения бака косвенный бойлер бывает:

• Горизонтальные модели вместительные. Уровень воды поддерживать удобнее, но места водонагреватель занимает много.
• Вертикальные модели отличаются меньшей вместительностью. Достоинство водонагревателя в компактности и экономии полезного пространства комнаты.

По материалу изготовления накопительного бака бойлеры бывают трех типов:

• Все дешевые модели оснащены стальным баком с эмалированным покрытием. Через пару лет защитный слой нарушается и появляется течь.
• На ступень выше по качеству стоят стеклокерамические баки. Срок эксплуатации увеличен, но и дороже стоят.
• Бак из нержавейки дорогой. Однако срок эксплуатации неограничен. Водонагреватель прослужит долгие годы, если не попалась низкокачественная подделка.

Разнообразие косвенных водонагревателей позволяет потребителю выбрать оптимальную по форме, стоимости, а также вместимости модель.

Положительные и отрицательные характеристики

Рассматривая плюсы и минусы косвенных водогрейных приборов, надо остановиться на главном преимуществе – экономия энергоресурсов. За газовый и электрический бойлер придется отдельно платить. Энергию косвенный водонагреватель получает бесплатно от работающей системы отопления.

Из других преимуществ выделяется:

• Длительный срок эксплуатации. Нагрев теплообменника не образует твердых накоплений. Накипь появляется при работе ТЭНа, но его включают не круглогодично, а только летом.
• Водонагреватель с двумя теплообменниками или системой «бак в баке» характеризуется высокой производительностью.
• Модель с дополнительно установленным ТЭНом сочетает два важных параметра: экономичность зимой, эффективность летом.
• Имея сварочный опыт косвенный водонагреватель можно сделать самостоятельно.

Минусом является сложность и дороговизна монтажа. Первый нагрев емкости осуществляется долго, но потом температура воды постоянно поддерживается. При отсутствии ТЭНа летом невозможно получить горячу воду.

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.

Популярные модели

Выбирать подходящую модель всегда надо по техническим характеристикам. В качестве помощи можно посмотреть рейтинг бойлеров косвенного нагрева, составленный с учетом отзывов потребителей.

Viessmann Vitocell-V 100 CVA-200

Модель оснащена стальным баком с эмалированным покрытием емaкостью 200 л. Быстрый нагрев воды осуществляется за счет теплообменника общей площадью 1 м 2 . Регулировка температуры выполняется термостатом. Максимально допустимые параметры: нагрев воды – до +95 о С, давление на входе – 10 атм.

Drazice OKC 200 NTR

Водогрейный прибор представлен двумя моделями: с одним и двумя теплообменниками. Емкость аналогично рассчитана на 200 л воды. Однако нагрев осуществляется быстрее из-за увеличенной площади теплообменника – 1,45 м 2 . Недостатком является отсутствие ТЭНа, что не дает возможность получения горячей воды летом.

Roda Kessel ILW 200 B

Мощный прибор со стальным накопительным баком на 200 л оснащен медным теплообменником. Дополнительно модель укомплектована ТЭНом, что позволяет получать горячую воду летом при отключенном отоплении. Регулировка температуры выполняется термостатом. Максимальный предел +65 о С.

Устройство и принцип работы бойлера

В нынешнее время автономное горячее водоснабжение в квартирах и частных домах становится все более популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно постепенно уходит в прошлое. На смену ему приходят водонагреватели различных конструкций, самые распространенные из них – аппараты накопительного типа. В данной статье мы как раз и рассмотрим устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды.

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

• электрические накопительные нагреватели;
• бойлеры косвенного нагрева;
• газовые бойлеры;
• проточные нагреватели.

Примечание. В прямом переводе с английского слово «бойлер» означает «котел». Это значит, что к ним относятся не только накопительные, но и всяческие проточные водонагреватели. Не принимать их во внимание будет некорректным по отношению к пользователям.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности — относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

• сталь с эмалированным покрытием;
• нержавеющая сталь;
• пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание. Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2—3 года.

Бойлеры косвенного нагрева

Эти аппараты не производят тепловую энергию самостоятельно, хотя некоторые модели имеют встроенный ТЭН для поддержания температуры воды в разных ситуациях. В обычном режиме бойлер готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему теплоносителем. Ниже на схеме показано устройство бойлера косвенного нагрева:

В утепленный бак большой емкости (бывает до 1000 л) встроен змеевик с подведенным к нему теплоносителем от котла. Как и в электрическом бойлере, подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Агрегат способен обеспечить значительный расход горячей воды, а потому применяется в частных домах с большим числом потребителей.

Обычный обмен теплом между средами с разной температурой – это и есть принцип работы бойлера косвенного нагрева. Но чтобы получить воду из крана с температурой 55 ºС, котел должен нагревать теплоноситель минимум до 80 ºС, это один из недостатков данного водонагревателя. Второй недостаток – длительное время загрузки бака большой емкости, так что в случае интенсивного водоразбора проживающим в доме людям надо приспособиться пользоваться ГВС по определенному графику.

Как и электрические бойлеры, водонагреватели косвенного нагрева оснащены магниевым анодом для защиты стального бака от коррозии. Боле сложные и дорогие модели оборудованы двумя змеевиками, через один протекает теплоноситель от котла, а второй можно присоединить к альтернативному источнику тепловой энергии. Им может служить другой котел либо солнечный коллектор. Для поддержания температуры в разных ситуациях в верхнюю зону емкости встраивается ТЭН с термостатом.

Агрегаты косвенного нагрева производятся в настенном и напольном исполнении, могут работать с любыми источниками тепловой энергии. Производители котельного оборудования часто предлагают их в связке с двухконтурными котлами. В этом случае теплогенератор поддерживает температуру отопления и загружает бойлер, поочередно переключаясь между этими двумя системами.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Достоинство накопительных водонагревателей состоит в том, что они сходу могут выдать большой расход воды для ГВС, но в течение ограниченного промежутка времени. После этого им требуется перерыв для приготовления очередной порции воды.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

• газовые колонки;
• проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Заключение

Если распределить все перечисленные приборы по популярности, то первое место уверенно займут электрические бойлеры, причины этому понятны. На втором месте находятся газовые колонки, третье остается за бойлерами косвенного нагрева.

Как работает бойлер косвенного нагрева — устройство и конструкция

Бойлер косвенного нагрева отличается хорошими теплотехническими характеристиками. Несмотря на высокую стоимость, водонагреватель незаменим в системах, подключаемым к твердотопливным котлам, солнечным коллекторам и тепловым насосам.

Если внимательно изучить принцип работы бойлера косвенного нагрева, а также рассмотреть существующие преимущества и недостатки, можно увидеть все достоинства и слабые стороны применения ёмкостного накопителя для ГВС.

Косвенный нагрев — что это, принцип нагрева

Существует всего два способа передачи тепла:

Первый, отличающийся высоким КПД и отдачей прямой принцип нагрева. Этот способ используется в отопительных котлах для нагрева теплоносителя. Змеевик с циркулирующей жидкостью находится непосредственно над горелкой или топочной камерой. Подобным образом нагревают воду электрические бойлеры, твердотопливные и газовые котлы, проточные газовые водонагреватели.

Для чего нужен бойлер, где и как используется

Главное предназначение БКН обеспечение потребностей частного загородного дома в горячем водоснабжении. Водонагреватель можно установить и в квартире, имеющей автономное отопление. В многоквартирном доме сделать это сложнее за счет ограниченной полезной площади. Для ГВС подбирают нагреватель, вместительностью 60-100 л.

Бойлер косвенного нагрева нужен для обеспечения горячего водоснабжения от системы отопления в которой изначально не был заложен подогрев воды. БКН эффективен в следующих случаях:

В интернете можно встретить рекомендации подключения БКН к системе теплых полов. Цель такого решения зачастую заключается в снижении температуры нагрева теплоносителя. БКН выступает как буферная емкость, регулирующая температуру. На самом деле в системе тёплых полов не нужен бойлер. Для нивелирования нагрева устанавливают узел подмеса и гребёнку.

Устройство водонагревателя косвенного нагрева

Конструкция БКН напоминает обычный емкостный накопитель. Внутреннее устройство бойлера для нагрева воды состоит из следующих элементов:

Утепленный кожух — необходим для сохранения тепла нагретой воды. От качества теплоизоляции во многом зависит КПД водонагревателя и его экономичность.

Внутренний бак — изготавливается из нержавеющей и черной стали, покрытой эмалью или стеклополимером.

Несмотря на определенные отличия основное внутреннее устройство емкостных водонагревателей косвенного нагрева и принцип их работы остается неизменным:

Горячий теплоноситель поступает в БКН, увеличивает температуру поверхности змеевика или другого нагревательного элемента, контактирующего с водой для ГВС.

Происходит передача тепла.

Горячая вода подается потребителю.

Основной принцип работы остается неизменен. При выборе следует учитывать особенности, связанные с отличиями в конструкции. Разновидности бойлеров классифицируются по:

баку и внешнему устройству;

особенностям нагревательного элемента;

системой регуляции температуры теплоносителя;

При выборе БКН, перечисленные 5 критериев будут иметь решающее значение.

Виды бойлеров

Перед выбором БКН следует оценить технические условия помещения: наличие свободного места для установки, необходимый объем воды, достаточный для потребления. Полученные данные будут влиять на выбор конструкции накопительного водонагревателя косвенного нагрева. Можно условно разделить БКН на две группы:

По типу установки — существуют напольные и навесные бойлеры:
Напольные не ограничены объемом нагреваемой воды, но занимают полезную площадь. Напольные водонагреватели косвенного нагрева выпускаются с вместительностью до 1000 л., чего достаточно для промышленного применения.

При выборе подходящего БКН учитывают особенности и технические условия помещения, используемого под нужды котельной. Большое значение придается объему воды, необходимой для удовлетворения потребностей В ГВС. Практика показывает, что для небольшой семьи удобно использовать навесной бойлер на 100-160 л. Чтобы удовлетворить промышленные запросы ставят напольный горизонтальный бак, с емкостью до 1000 л.

Бак и внешнее устройство БКН

Водонагреватель в разрезе имеет несколько слоев:

Корпус — изготавливается из металла с нанесением порошковой краски. В БКН премиум класса оформление может быть выполнено под отшлифованный металл или изготовлен из нержавеющей стали.

Теплоизоляция — от этого слоя зависит сохранение температуры нагретой воды. Оптимальным считается применение пенополиуретана с толщиной не менее 100 мм. Параметры сведут к минимуму теплопотери и обеспечат высокий КПД водонагревателя.

Внутренний бак — основу всегда составляет металл. Черная конструкционная сталь под воздействием постоянно меняющейся температуры быстро ржавеет. Чтобы не допустить коррозии поверхность бака покрывают эмалью или стеклокерамикой, полностью из нержавеющей стали. У каждого решения свои преимущества:

Эмалированное покрытие — наиболее популярный вид бака. Изначально в устройстве баков использовалось такое же напыление, как и у ванн. Эмаль от постоянного перепада температур растрескивалась и быстро выходила из строя.
Со временем в эмаль стали добавлять порошок титана, что существенно улучшило эксплуатационные характеристики. В современных БКН, часто используется производное эмалированному покрытию: стеклокерамика.

Не каждый тип нержавеющей стали подходит для бытовых потребностей. Технический металл — сильный токсин, вызывающий аллергию и отравления. Перед покупкой бойлера из нержавейки следует убедиться в качестве материалов и соответствию БКН санитарным стандартам.

Как нагревается вода в БКН

Бойлеры косвенного нагрева отличаются по внутреннему устройству. Хотя принцип подогрева остается прежним, несколько отличается конструкция и тип нагревательного элемента. Присутствуют три принципиальных способа приготовления горячей воды:

С одним теплообменником — классический вид бойлера косвенного нагрева. Змеевик расположен внизу бака, рядом с впускными патрубками для ХВС. Вода поступает в емкость и постепенно нагреваясь поднимается вверх.
Главный критерий выбора: площадь теплообменника (или длина змеевика, умноженная на диаметр). Параметр влияет на скорость нагрева воды и мощность накопителя. БКН с одним теплообменником работают только в зимнее время года (если система отопления отключается в тёплое время года), оптимально подходят для подключения к одноконтурным котлам, независимо от типа топлива.

С двумя теплообменниками — серия БКН предназначенная для одновременного подключения к двум источникам тепла. Основной объем энергии все также получают от котла. Вода поступает в емкость, где происходит первичный нагрев. Вверху бака установлен дополнительный змеевик, подключенный к солнечным коллекторам или любому другому источнику тепла. Устройство отличается более высокой производительностью и экономичностью.

Бак в баке — в этом случае вместо змеевика вода из системы отопления поступает в емкость, расположенную внутри бойлера. Конструкция оптимально подходит для быстрого и равномерного смешивания воды. БКН бак в баке имеют хорошую производительность и теплоотдачу, а также длительный срок службы.

Комбинированный БКН — в устройстве присутствует 1 или 2 теплообменника и дополнительный ТЭН. Трубчатый нагревательный элемент используется в летнее время года, после отключения системы отопления.
Если бойлер подключен к солнечным коллекторам принцип работы в летнее время несколько отличается. Солнечная энергия все также остается основным источником тепла. ТЭН включается только при необходимости, в автоматическом режиме, если тепла недостаточно, чтобы нагреть ГВС до нужной температуры.

Выбор бойлера косвенного нагрева во многом зависит от того какая система обогрева используется, а также планируется ли подогревать воду в летнее время года. В ряде решений в летнее время для ГВС используют электрический котёл или водонагреватель.

Как регулируется температура в бойлере

Управление БКН осуществляется как установленными регуляторами, предусмотренными в самом водонагревателе, так и дополнительным оборудованием, присутствующим в обвязке. Поддержание комфортной температуры выполняется:

С помощью погружного термостата или датчика температуры — устанавливается в БКН с объемом свыше 200 л. Ставится на разрыв с насосом, отвечающим за циркуляцию жидкости в БКН. С помощью изменения скорости движения контролируется температура нагрева горячей воды. Погружной термостат присутствует только в бойлерах с производительностью от 200 л и выше.

Регулирование температуры при помощи обвязки — в бытовых моделях управлять нагревом ГВС можно с помощью трёхходового крана. Принцип работы модуля связан с реагированием на изменение температуры через открытие или закрытие подпитки теплоносителя. После достижения верхних установленных границ нагрева, трёхходовой кран ограничивает подачу, что приводит к падению температуры ГВС.
Практика показывает, что при подключении БКН лучше установить трехходовой клапан с сервоприводом. Термостатический смеситель выполняет автоматическую подкачку воды в бойлер и обеспечивает точный и равномерный контроль нагрева.

Система рециркуляции — после закрытия крана водоснабжения нагретая вода остается в трубах и постепенно остывает. При вторичном открытии крана приходится долго ждать пока не сойдет остывшая вода. По самым скромным подсчетам при условии активного использования, расход всего по одной точке водоразбора удаленной от БКН, составит не менее 70 л.
Суть системы рециркуляции в том, что после закрытия крана через патрубок забора горячей воды жидкость поступает обратно в бойлер где подогревается до необходимой температуры. При этом сравнительно небольшие затраты на обвязку полностью оправдываются комфортом эксплуатации. Из крана сразу идёт горячая вода.

Системы защиты БКН

Горячая вода по своему химическому составу намного агрессивней, чем теплоноситель системы отопления. Чтобы продлить срок эксплуатации оборудования производители используют встроенные системы, предотвращающие образование накипи и преждевременную коррозию ёмкости. При обвязке бойлера косвенного нагрева устанавливают группу безопасности, предотвращающую перегрев воды.

Обязательные системы защиты БКН:

Устройство группы безопасности — в систему врезают расширительный мембранный бак. Одновременно устанавливается манометр, сбросовый и воздушный клапан. Группа безопасности обязательна при подключении к твердотопливному отопительному котлу.

Автоматическое защитное устройство и заземление — необходимы при установке комбинированного БКН, подключаемого к электросети. Бойлер подсоединяют напрямую через автомат к счетчику.

Защита от накипи — входит в базовую комплектацию БКН, предлагаемых европейскими производителями. Магниевый анод в бойлере косвенного нагрева устанавливается в основном в бюджетные версии водонагревателей. Рекомендуется проверять анод каждый год, при выполнении обслуживания.
Стержни с титановым анодом практически вечные. Главное преимущество — автоматическое изменение интенсивности защиты с учетом повреждений эмали. Магниевый и титановый аноды нужны для предотвращения и остановки коррозии металла бака.

Преимущества и недостатки бака косвенного нагрева

Главные минусы — относительно высокая стоимость и необходимость в использовании специальной запорно-регулирующей арматуры. Для подключения потребуется привлечение профессиональных сантехников.

Преимущества БКН — их несколько:

Возможность использования нескольких источников тепла. БКН можно одновременно подключить к электросети, солнечным коллекторам, геотермальному насосу, газовому одноконтурному или твердотопливному котлу.

Достаточное количество горячей воды подаваемой пользователю. В ассортименте присутствуют компактные бойлеры на 80-100 л., также есть промышленные накопители с вместимостью до 1000 л.

Накопительный бак эффективен в связке с одноконтурным газовым или твердотопливным котлом, гелиосистемой или теплонасосом.

Как сделать индукционный нагреватель воды своими руками

Здесь вы узнаете:

• Плюсы и минусы индукционных устройств для нагрева воды
• Индукционный водонагреватель своими руками: схема
• Проточный индукционный водонагреватель своими руками
• Индукционные нагреватели воды для отопления
• Что нужно знать о безопасности
• Заключение

Современным и наиболее экономичным прибором для нагрева воды является индукционный водонагреватель. В отличие от аналогов он полностью экологичен, не сушит и не выжигает воздух, отвечает современным требованиям безопасности. Может применяться как в качестве проточного водонагревателя, так и исполнять роль котла для отопления помещения. Устройство обычно покупают в магазине, предлагаем альтернативу – самостоятельное изготовление. В последнем случае прибор, может, и не будет иметь такого привлекательного внешнего вида, но обойдется намного дешевле.

Плюсы и минусы индукционных устройств для нагрева воды

Прибор имеет довольно простую конструкцию и не требует специальных документов, разрешающих использование и установку. Индукционный нагреватель воды имеет высокую степень эффективности и оптимальную для пользователя надежность. При использовании его в качестве котла для отопления можно даже не устанавливать насос, так как вода течет по трубам благодаря конвекции (при нагреве жидкость практически превращается в пар).

Также устройство обладает рядом преимуществ, что выгодно отличает его среди других видов водонагревателей. Итак, индукционный нагреватель:

В индукционных нагревателях вода становится горячей за счет трубы по которой течет, а последняя нагревается за счет индукционного тока, создаваемого катушкой.

• намного дешевле своих аналогов, такое устройство можно без проблем собрать самостоятельно;
• полностью бесшумный (хотя катушка и вибрирует при работе, но эта вибрация не ощутима для человека);
• во время работы вибрирует, благодаря чему грязь и накипь не прилипает к его стенкам, поэтому и в чистке не нуждается;
• имеет теплогенератор, который можно легко сделать герметичным благодаря принципу работы: теплоноситель находится внутри нагревательного элемента и энергия передается нагревателю посредством электромагнитного поля, никаких контактов не нужно; поэтому не понадобятся уплотнительные резинки, сальники и прочие элементы, способные быстро испортиться или протекать;
• ломаться в теплогенераторе просто нечему, так как воду нагревает обычная труба, которая неспособна испортиться или перегореть, в отличие от ТЭНа;

Несмотря на огромное количество достоинств, индукционный водонагреватель имеет и ряд недостатков:

• первый и самый болезненный для владельцев – это счет за электричество; прибор нельзя назвать экономичным, поэтому придется выкладывать порядочную сумму раз за его использование;
• второе – устройство сильно греется и нагревает не только себя, но и окружающее пространство, поэтому лучше не прикасаться к корпусу теплогенератора во время его работы;
• третье – прибор имеет крайне высокую эффективность и теплоотдачу, поэтому при его использовании обязательно устанавливайте датчик температуры, иначе может взорваться система.

Индукционный водонагреватель своими руками: схема

Прибор представляет собой трансформатор, имеющий две обмотки: первичную и вторичную. Первый контур преобразует электрическую энергию в вихревые токи, тем самым создает индукционное поле направленного действия, что и обеспечивает индукционный нагрев. На вторичном контуре преобразованная энергия передается теплоносителю (в нашем случае – это вода).

Кроме трансформатора в устройстве присутствует генератор и насос (необязательно).

Схема простого индукционного водонагревателя. Как видно, прибор имеет довольно простую конструкцию и малое количество элементов.

Узлы и детали теплогенератора

Устройство включает в себя:

• генератор переменного тока, который увеличивает частоту тока;
• индуктор, трансформирующий электроэнергию в магнитную энергию, представляет собой катушку из медной проволоки;
• нагревательный элемент, чаще всего его роль играет металлическая труба.

Принцип работы

Индукционный водонагреватель состоит из генератора, катушки и сердечника, последний нагревается за счет электромагнитной энергии

Прибор преобразует электрическую энергию в электромагнитную. Последняя, в свою очередь, воздействует на сердечник (трубу), который нагревается и передает воде тепловую энергию. Преобразовывает все эти энергии индуктор, состоящий из катушки и сердечника. Генератор используется для повышения частоты тока, так как со стандартной частотой в 50 Гц сложно добиться высокого нагрева.

Проточный индукционный водонагреватель своими руками

Прежде чем приступать к монтажу, вам необходимо запастись необходимыми деталями. Так, лучшим вариантом будет сварочный высокочастотный инвертор, плавно изменяющийся диапазон силы тока. Такое устройство обойдется дешевле всего. Более дорогим вариантом станет трехфазный трансформатор, являющийся источником питания переменного тока для индуктора водонагревателя. В таком случае стоит использовать катушку на 50-90 витков, а в качестве материала взять медную проволоку с диаметром 3 или более миллиметров.

В качестве сердечника можно использовать как металлическую, так и полимерную трубу вместе с проволокой (используется как нагревательный элемент). В последнем случае толщина стен не должна быть менее 3 мм, чтобы спокойно выдерживать высокие температуры.

Для сборки водонагревателя вам понадобятся: кусачки, отвертки, паяльник и сварочный аппарат, если используется металлическая труба.

Монтаж индукционного нагревателя воды

Обмотайте трубу медной проволокой, сделав около 90 витков.

Вариантов сборки устройства существует множество. Предлагаем попробовать собрать прибор по следующей схеме:

1. Подготовьте рабочее место, материалы и инструменты.
2. Зафиксируйте небольшой отрезок полимерной трубы (не забывайте, что минимальная толщина стенки должна составлять 3 мм).
3. Обрежьте торцы сердечника, чтобы осталось 10 см в запасе провода для отводов.
4. На нижнем отводе смонтируйте уголок. В дальнейшем сюда следует подключить обратку от отопления (если нагреватель используется в качестве котла).
5. Плотно уложите рубленый провод вокруг трубы. Необходимо сделать не менее 90 витков.
6. Установите на верхнем патрубке тройник, через который будет выходить горячая вода.
7. Смонтируйте защитный контур устройства. Его можно изготовить как из полимера, так и из металла.
8. Подключите к клеммам водонагревателя медную проволоку, затем заполните сердечник водой.
9. Проверьте работоспособность индуктора.

Индукционные нагреватели воды для отопления

Схема отопления, где в роли нагревателя теплоносителя служит индукционный котел.

Подобное устройство хорошо зарекомендовало себя не только в качестве проточного водонагревателя, но и котла для отопления. Правда, в таком случае сварочный аппарат в роли генератора уже не подойдет, придется использовать трансформатор, имеющий две обмотки. Последний трансформирует вихревые токи, возникающие на первичной обмотке в электромагнитное поле, которое создается на вторичном контуре.

Котел из индукционного водонагревателя нужно оснастить двумя патрубками для горячей и холодной воды. С нижнего будет поступать холодная вода, его нужно монтировать на вводном участке линии, а сверху необходимо расположить патрубок, который будет подавать горячую воду в систему отопления. В итоге циркуляция воды осуществляется естественным путем под действием конвекции без насоса.

Что нужно знать о безопасности

Не забывайте, что мы имеем дело с источником повышенной опасности – электрическим нагревательным прибором, поэтому при его сборке и использовании необходимо соблюдать некоторые правила:

Обязательно используйте отдельную электрическую линию для подключения индукционного котла, а также оснастите его группой безопасности.

1. Если в котле циркуляция воды осуществляется естественным путем, то обязательно оснащайте его датчиком температуры, чтобы при перегреве устройство отключалось автоматически.
2. Не подключайте самодельный водонагреватель в розетку, лучше проведите для этого отдельную линию с увеличенным сечением кабеля.
3. Все открытые участки проводов нужно заизолировать, чтобы обезопасить людей от удара током или ожога.
4. Ни в коем случае не включайте индуктор, если труба не заполнена водой. В противном случае труба расплавится, а прибор замкнет или он может и вовсе загореться.
5. Устройство нужно монтировать на высоте 80 см от пола, но так, чтобы до потолка оставалось около 30 см. Также не стоит его устанавливать в жилой зоне, так как электромагнитное поле плохо сказывается на здоровье людей.
6. Не забудьте сделать заземления индуктора.
7. Обязательно подключайте прибор через автомат, чтобы в случае аварии последний отключил питание от водонагревателя.
8. В систему трубопровода нужно вмонтировать предохранительный клапан, который будет снижать давление в системе автоматически.

Заключение

Индукционный водонагреватель имеет высокий КПД, может выступать в роли котла для системы отопления, также допускается самостоятельная сборка и установка, а его использование никак не регламентируется законом РФ. Но все же прежде чем его использовать, стоит взвесить все за и против. Несмотря на высокую эффективность, прибор потребляет большое количество энергии, считается небезопасным (особенно самодельный) и плохо воздействует на здоровье человека. Поэтому рекомендуем монтировать индуктор в частном доме или на даче.