Бойлер косвенного нагрева что это такое – его устройство, плюсы и минусы

bojler-kosvennogo-nagreva-chto-ehto-takoe

Еще одна разновидность водонагревателей – бойлер косвенного нагрева. И я на 100 % уверен, многие из вас подходя к вопросу «как обеспечить свой дом горячей водой», чтобы при этом в итоге было комфортно и экономно, начинали искать всевозможные решения вопроса. Решений находилось много, и при этом вопросов только увеличивалось.

В своей статье решил уделить внимание этому типу нагревателей неспроста. Лично я считаю его идеальным решением.

Сегодня раскрою секрет, в чем особенность использования косвенного нагрева. Как и где применяется. Немного рассмотрим «ближайших родственников» косвенного нагревателя. Поговорим о плюсах и минусах. Ну и все технические вопросы, которые мне уже задавали, попробуем максимально осветить. И попробую это сделать простым доступным языком.

Оглавление:

  1. Бойлер косвенного нагрева — что это такое простыми словами
  2. Устройство и принцип работы косвенного бойлера
  3. Бойлер косвенного нагрева комбинированный – особенности конструкции
  4. Как работает зимой, по чем халява?
  5. Как работает бойлер косвенного нагрева летом
  6. Косвенный нагреватель – плюсы и минусы
  7. «Сродные братья» косвенного нагревателя – давайте знакомиться
  8. Как рассчитать и подобрать бойлер косвенного нагрева
  9. Схемы подключения
  10. Бойлер косвенного нагрева — подключение к котлу схема
  11. Настройка теплоносителя

Бойлер косвенного нагрева — что это такое простыми словами

Вообще это устройство нужно для того, чтобы в загородном доме, в офисе, на предприятии, в сауне, в гостинице, да где угодно, была горячая вода. Это водонагреватель, еще одна его разновидность.

Бойлер косвенного нагрева это устройство, которое нагревает воду, и внутри его есть нагревательный элемент. Но само оно не генерирует энергию, а получает ее извне. Это и есть суть косвенного нагрева.

В качестве источника энергии могут выступать различные типы котлов, гелио системы, тепловые насосы и другие. Эта энергия и служит для нагрева воды в косвенном нагревателе.

Устройство и принцип работы косвенного бойлера

И если еще пока не совсем понятно, что это за штука такая, тогда рассмотрим его устройство. Если говорить проще – это емкость, которая наполняется водой, через штуцеры или присоединители. Они служат для подачи холодной воды и для выхода уже нагретой воды. Это называется 2 контур.

А внутри этой емкости наполненной водой имеется трубчатый спиралеобразный элемент, который называется теплообменник или, его еще называют в народе, змеевик. По трубке этого элемента перемещается нагретый теплоноситель. И имея непосредственный контакт с нагреваемой водой, отдает ей часть своей энергии. Эту часть принято называть 1 контур.

Главными техническими характеристиками косвенного нагревателя являются параметры следующих элементов:

  • параметры самого бака;
  • параметры змеевика.

К параметрам бака относятся:

  • объем бака номинальный, (л) или (м3);
  • давление рабочее, (кгс/см2), (МПа) или (bar);
  • температура максимальная, оС.

К параметрам теплообменника (змеевика) обычно относят:

  • объем змеевика, л;
  • мощность номинальная, кВт;
  • площадь теплообменника, м2.

bojler-kosvennogo-nagreva-parametry

Помимо правильности выбора самого водонагревателя, также значительную роль играют и параметры самого теплоносителя (1 контур):

  • температура теплоносителя, оС;
  • скорость перемещения (расход) теплоносителя, (л/час) или (м3/час).

От этих параметров (контура 1) зависит, насколько эффективна и полноценна будет работа бойлера в целом. Даже незначительно заниженная температура теплоносителя или его низкая скорость могут существенно повлиять на параметры горячей воды (контур 2).

bojler-kosvennogo-nagreva-cirkulyaciya

Помимо этого некоторые модели нагревателей имеют не 2 патрубка второго контура (подача холодной воды и выход уже нагретой воды), а 3 патрубка. Этот третий вход служит для организации циркуляционной схемы нагретой воды, например через полотенцесушители в доме. Нагретая вода посредствам насоса проходит путь через систему горячего водоснабжения (ГВС), проходит через полотенцесушители, отдав часть тепловой энергии, возвращается остывшая снова в бак нагревателя. Таким образом, не происходит застоя и остывания воды в системе. Это добавляет дополнительный комфорт – вода из крана бежит сразу горячая и всегда работает сушка для полотенец.

Если подробнее рассматривать конструкцию бойлера, то емкость нагревателя имеет теплоизолирующий слой, который препятствует быстрому остыванию воды внутри. Тем самым устройство напоминает большой термос. В качестве изолирующего слоя может быть полиуретан, сверху защищённый металлическим или пластиковым корпусом. Или пенополиуретан (поролон),  им оборачивают емкость, а сверху одевают еще плотную защитную «рубаху».

bojler-kosvennogo-nagreva-teploizolyaciya

В конструкции большинства моделей имеется магниевый или титановый анод, который позволяет изменять ионную структуру воды, чтобы снизить ее агрессивное воздействие на поверхности бака. При последующем обслуживании необходима периодическая замена этого защитного элемента.

magnievyj-anod

Также для визуального контроля за температурой, некоторые модели оборудуются встроенными термометрами.

Изнутри баки имеют различные покрытия, это может быть эмаль, нержавеющая сталь, пластик, стеклокерамика и другие. От материала зависит срок службы и цена. Самый распространенный вариант – эмалевое покрытие. Не очень дорого и служит долго.

Бойлер косвенного нагрева комбинированный – особенности конструкции

К общему названию добавилось слово «комбинированный». Казалось бы, чего поменялось то? Все дело в том, что произошла комбинация, то есть объединение в одном устройстве двух нагревательных элементов.

bojler-kosvennogo-nagreva-kombinirovannyj

К существующему змеевику добавился еще один нагреватель – ТЭН. Трубчатый электрический нагреватель, который в отличие от первого, может сам генерировать энергию. Такая комбинация сделала конструкцию еще более функциональной, универсальной и более востребованной.

Ведь работой бойлера тоже стало возможно управлять, в плане выбора – что будет выступать в качестве основного вида энергии, а что будет вспомогательным вариантом. Допустим, в качестве основного источника у вас будет использоваться гелиосистема, а электрический нагрев будет подключаться лишь в период водоразбора. В этом случае система нагрева воды становится весьма энергоэффективной, хотя и несколько затратной. Вообще оба нагрева могут работать как по отдельности, так и вместе одновременно.

Как работает зимой, почем халява?

От многих товарищей слышал, что бойлер косвенного нагрева прямо чудо техники! «Халява полная, никаких затрат, вода греется от котла. Котел то все равно зимой работает, и греет теплоноситель. Так что подключу-ка я его к бойлеру и будет мне счастье».

Нет, друзья, не греется вода бесплатно, вся нагрузка ложится на ваш источник энергии, а теплоноситель лишь переносчик этой энергии. А все приборы радиатор (конвектор, бойлер, завеса, теплый пол и др.) являются потребителями, которые делят всю энергию, вырабатываемую котлом, пропорционально своей нагрузке.

Поэтому очень важно, если планируется установка такого типа водонагревателя, обратите внимание на его номинальную и максимальную нагрузку. А также на резерв по мощности вашего котла. Иначе, может получиться так, что в период низких уличных температур, ваш котел будет вынужден работать в пиковом режиме. Что будет плохо для самого котла, и с горячей водой тоже могут быть проблемы.

При правильных расчетах, когда у котла есть запас мощности, он работает в номинальном режиме. И при этом затраты на энергоресурсы более экономичны, чем при работе на пределе.

Как работает бойлер косвенного нагрева летом

Когда на улице становится тепло и приходит пора отключать систему отопления и останавливать основной источник. Возникает правильный вопрос, где взять энергию для нагрева воды? В этом плане бойлер косвенного нагрева поистине чудо техники. Его можно подключать практически к любым источникам нагрева теплоносителя, причем как по отдельности, так и одновременно. Для этого применяют бойлеры с двумя теплообменниками или змеевиками. Варианты разные:

  • электрический котел;
  • солнечный коллектор.

bojler-kosvennogo-nagreva-podklyuchenie-k-kotlu

Электрокотел удобен в управлении, очень легко задавать нужную температуру. Имеется возможность управление посредствам GSM с любой точки мира.

Солнечный коллектор – система более сложная и достаточно затратная в плане оборудования. Также имеется сложность в процессе ее работы. Основным недостатком, пожалуй, является его зависимость от солнечной активности. В период низкой инсоляции система испытывает недогрев. Когда же солнца много, может происходить перегрев и возникает необходимость в отборе лишней энергии.

bojler-kosvennogo-nagreva-rabota-ot-solnechnogo-kollektora

Но чаще всего в летний период нагрев организуют за счет ТЭН. Некоторые модели позволяют устанавливать до 2 ТЭН. При этом некоторые модели имеют в своем функционале следующие возможности:

  • защита от работы без воды – устройство нагрева отключается;
  • защита от размножения «легионелл» — периодический прогрев воды выше 60 оС;
  • удаленное управление и контроль и др.

Косвенный нагреватель – плюсы и минусы

Плюсы:

  • универсальность конструкции – может работать от разных источников энергии;
  • быстрый нагрев – большая площадь теплообменника и возможность подключения до двух источников энергии одновременно;
  • возможность использования комбинированных схем;
  • высокая надежность и долговечность – не используется сложного электронного оборудования;
  • нет нагрузки на электрическую сеть.

Минусы:

  • Зависимость от параметров первичного источника тепловой энергии – для эффективной работы всех потребителей требуется правильная отстройка системы в целом. Для этого могут потребоваться некоторые знания и умения в области теплотехники.

«Сродные братья» косвенного нагревателя – давайте знакомиться

Из всего разнообразия оборудования для нагрева воды можно выделить ряд подобных по функциям устройств, к ним можно отнести:

  • накопительные водонагреватели;
  • теплообменники;
  • теплоаккумуляторы.

Накопительный нагреватель схож с косвенным тем, что имеется такая же емкость, которая имеет присоединительные штуцеры для подачи холодной воды и выхода уже нагретой. Но отличие в том, что нагрев этой воды происходит непосредственно в самом бойлере. В зависимости от устройства они бывают электрические, газовые, комбинированные.

vodonagrevatel-nakopitelnyj

Теплообменники это такие устройства, где конструктивно заложена возможность теплового обмена между двумя средами, без их непосредственного контакта. Чаще всего теплообменники применяются там, где необходимо организовать «закрытую схему», которая позволяет снизить нагрузку на сети теплоснабжения.

teploobmennik

В системе горячего водоснабжения применение теплообменников оправдано, когда имеется необходимость в разделении двух сред. Допустим, чистую питьевую воду нагреваем за счет теплоносителя в первом контуре, например, пропиленгликоля.

Важно, иметь в виду! Этиленгликоль лучше не использовать в системах нагрева питьевой воды из-за его более токсичных свойств, по сравнению с пропиленгликолем.

Отличительной особенностью теплообменников является отсутствие возможности накопления горячей воды. Вода нагревается непосредственно, протекая по второму контуру. При желании можно также организовать циркуляцию воды через полотенцесушители в помещениях, где они предусмотрены. Для этого нужно установить циркуляционный насос и закольцевать воду через второй контур теплообменника. В этом случае не придется долго спускать воду, в ожидании ее нагрева.

Теплоаккумулятор (ТА) (буферная емкость) – это устройство, которое позволяет накапливать внутри себя тепловую энергию в виде нагретого жидкого теплоносителя. Устройство и принцип действия теплоаккумулятора, в общем схож с косвенным нагревателем. Также емкость с множеством присоединительных отверстий, которые дают возможность подключать различные тепловые устройства. Также два контура – первый отдает тепло, второй забирает.

teploakkumulyator-bufernaya-emkost

Применяется ТА там, где необходимо собрать лишнюю тепловую энергию, а впоследствии ее отдать, что позволяет нивелировать нестабильную работу различных источников энергии. Оправдано использование совместно с гелиосистемами и другими источниками, где возможны частые перерывы в работе.

Тепловые аккумуляторы в отличие от косвенных нагревателей имею больший объем емкости. Размеры могут варьироваться от кубометра и выше.

Как рассчитать и подобрать бойлер косвенного нагрева – 3 важные составляющие

Из-за того что система косвенного нагрева воды является зависимой от отопительной системы, от мощности котла, поэтому подобрать бойлер как самостоятельное устройство не получится. При расчете и выборе важно учесть общую нагрузку всех вместе взятых потребителей тепловой энергии. И на основании полученных расчетов выбрать котел, который сможет выдать такое количество энергии или даже немного с запасом.

Здесь конечно нельзя действовать на авось, как иногда бывает, некоторые пользуются правилом «лучше пускай будет больше мощности, чем ее не хватит…». В какой-то степени это правильно, но если так действовать, то габариты и цена оборудования в итоге могут оказаться неоправданно завышенными.

Три важные составляющие, которые являются основополагающими при выборе бойлера «косвенника»:

  • температура хранения воды в бойлере;
  • количество потребления воды в пиковые моменты;
  • мощность змеевика.

Теперь рассмотрим каждый параметр в отдельности, и расскажу как он влияет.

Температура.

Чем выше температура нагрева воды в бойлере, тем меньший расход ее будет при использовании, тем меньший размер бака вам потребуется. Как мы знаем, что для комфортного использования температура воды составляет порядка 40…42 оС. Следовательно, если температура накопленной воды в бойлере будет 55…60 оС, а температура холодной воды, возьмем, к примеру 10…12 оС, то для получения комфортных значения горячей воды нам нужно смешать их в пропорции примерно 2:1.

bojler-kosvennogo-nagreva-grafik-1

Но если температуру в бойлере повысить до значений 65…70 оС, то при тех же параметрах смешения пропорция будет близка к 1:1. Что, несомненно, дает возможность сократить размеры водонагревателя. Но здесь нужно учитывать тот факт, что чем выше температура хранения воды, тем быстрее будет ее остывание.

bojler-kosvennogo-nagreva-grafik-2

Количество потребления воды в пиковые моменты.

Это такой объем воды, который выливается в период наибольшего водоразбора. Например, когда утром все домочадцы собираются на работу, в школу, детский сад или в вечернее время, когда наоборот все собираются дома.

Эта цифра важна при расчете и вместе с температурой накопления, позволяет корректно определить какой объем бака подойдет в данном случае.

Если рассматривать квартиру, жилой дом с определенным количеством проживающих людей, то здесь все более менее понятно. А если это, какое то общественное место, гостиница, больница, офис, спортзал то тут все немного сложнее. В такой ситуации пользуются общепринятыми справочными табличными значениями.

bojler-kosvennogo-nagreva-normy-raskhodovaniya-vody

Мощность змеевика

Мощность змеевика (теплообменника), (кВт) – это важный показатель, дает понимание насколько быстро будет происходить нагрев воды в бойлере. Его можно найти в паспорте на устройство. Но нужно понимать, что каждый производитель может оценивать этот показатель при разных условиях. Поэтому когда вы будете сравнивать «косвенники» от разных производителей, обращайте внимание на расход и температуру теплоносителя, при котором должен работать бойлер.

Вообще же мощность теплообменника напрямую зависит от площади соприкосновения с нагреваемой средой (водой). Другими словами, чем больше площадь змеевика, тем больше тепловой энергии он может отдать, тем выше его мощность.

bojler-kosvennogo-nagreva-zavisimost-moshchnosti-ot-ploshchadi-zmeevika

Выбирая «косвенник» при одном и том же объеме бака, вам будет представлены модели с различной мощностью теплообменника. Здесь важно оценить возможности вашего котла, если он уже существует, а вы решили дополнить систему бойлером косвенного нагрева воды. И если запаса мощности будет немного, то рассчитывать на быстрый нагрев не стоит. В этом случае можно выиграть в количестве нагретой воды. Поэтому здесь лучше отдать предпочтение бойлеру с теплообменником меньшей мощности, чтобы не нагрузить котел и не нарушить работу отопления. Но при этом выбрать бойлер с увеличенным объемом бака.

Как узнать время нагрева воды в баке?

Некоторые производители в паспорте на устройство пишут время нагрева воды в баке. Если такой информации нет, то можно воспользоваться формулой:

\[ T=0,00117\frac{V*\Delta t}{W} \]

где   T – время нагрева, час.;

V – объем бака, л

Δt– разность значений между температурой требуемой и начальной температурой воды в баке, обычно берут для расчета 60 оС и 10 оС соответственно;

W – паспортная тепловая мощность змеевика бойлера, кВт;

0,00117 – коэффициент для согласования единиц измерения.

Конечно, полученное время нагрева будет лишь приближенным значением, так как на нагрев также оказывает влияние и расход теплоносителя, и тепловые потери. Но, несмотря на это, даст понимание, сколько нагретой воды нам будет достаточно, чтобы после ее расходования мы имели время ожидания для пополнения и догрева новой порции воды. И чтобы эти перепады температуры были для нас менее заметны. При правильных расчетах и подборе оборудования, допускается незначительные снижения температуры в системе ГВС.

Ниже приведу 2 простые формулы, которые позволяют рассчитать и выбрать объем бака косвенного нагревателя.

  1. Находим часовую нагрузку (Qч ). Это количество потраченной энергии на нагрев за суммарный интервал времени, который объединяет в себя время на нагрев полного объема бака и время пикового периода.

\[ Q_ч=\frac{C(t_{исп.}-t_{х.в.})}{T_{пр.н.}+T_{пик}} \]

где   С  – объем потребления воды в пиковый период, л;

tисп.– температура используемой воды, оС;

tх.в.– температура холодной воды (10…12 оС), оС;

Tпр.н.– период времени предварительного нагрева, ч;

Tпик– продолжительность периода «часа пик», ч.

bojler-kosvennogo-nagreva-dannye-dlya-rascheta

Объем потребления горячей воды, выше уже говорили об этом, чаще значение берется из справочных материалов, для квартир и жилых помещений с одним санузлом можно принять — 260 л.

Температура используемой воды, обычно это температура комфортного использования, можно использовать значение 40 оС.

Период времени предварительного нагрева – время необходимое на нагрев воды, поданной в бойлер, до нужной температуры накопления. Значение выбирается в интервале 0,5…2 часа.

Пиковый период – это период времени, когда происходит максимальный водоразбор, зависит от формы использования воды и количества людей, выбирается из интервала 1,5…2,5 часа.

  1. Определяем объем нужного нам бака (Vб)

\[ V_б=\frac{Q_ч*T_{пр.н.}}{t_{нак.}-t_{х.в.}} \]

где     tнак. – температура воды, накапливаемая в баке, варьируется от 55  оС до 70 оС.

Полученный результат объема округляется в большую сторону до ближайшего значения.

Схемы подключения

На каждый бойлер косвенного нагрева в инструкции приводится стандартная схема обвязки (схема подключения). Ее можно разделить на 2 части: со стороны котла и со стороны ГВС.

bojler-kosvennogo-nagreva-tipovaya-skhema-podklyucheniya

Существует несколько вариантов подключений (сторона ГВС):

  • напорная схема;
  • безнапорная схема;
  • циркуляционная схема.

Напорная – в баке нагретая вода находится под давлением. При такой схеме можно организовать более одного водоразборных узлов. При монтаже важно выполнить защиту от повышения давления, которое возможно как при нагреве, так и в случае, когда со стороны подпитки давление выше допустимого предела.

bojler-kosvennogo-nagreva-napornaya-skhema-podklyucheniya

Безнапорная – вода в баке находится со свободным изливом, чтобы воспользоваться нагретой водой нужно открыть кран на заполнение бака холодной водой. Нагретая вода при этом будет выливаться за счет перелива. В этом случае сложно организовать более одной точки водоразбора, поэтому такая схема редко находит применение.

bojler-kosvennogo-nagreva-beznapornaya-skhema-podklyucheniya

Циркуляционная – схема, где по средствам циркуляционного насоса происходит перемещение горячей воды по трубопроводу системы ГВ, что позволяет организовать работу полотенцесушителей и мгновенно получать нагретую воду из кранов.

bojler-kosvennogo-nagreva-cirkulyacionnaya-skhema-podklyucheniya

Здесь тоже важно предусмотреть группу безопасности, которая включает в себя предохранительный клапан, манометр. Также, если давление питающей воды выше предельного значения клапана, необходимо предусмотреть установку редукционного клапана.

Со стороны греющего котла обвязка должна быть выполнена с элементами, позволяющими управлять параметрами теплоносителя.

Бойлер косвенного нагрева — подключение к котлу схема

В качестве источника тепловой энергии для БКС могут выступать различные котлы и другие всяческие водогрейные системы. При этом каждая такая система может генерировать энергию с различными параметрами на выходе. И чтобы источник и бойлер работали в согласии и мире, их нужно подружить. Для этого и существуют разные устройства и схемы подключения.

Если котел имеет в своем составе отдельно работающие 2 системы — одна для отопления, а другая для нагрева горячей воды, то такие котлы называют двухконтурными. При подключении к таким установкам бойлера косвенного нагрева, никаких дополнительных устройств не требуется. Подключение производится непосредственно к контуру нагрева воды (контур ГВС). Вся регулировка и задание параметров осуществляется через настройки самого котла.

Но есть и одноконтурные котлы. Здесь не обойтись без дополнительных устройств, которые могут отделять часть тепловой энергии от общей, управлять ей и подавать ее (в нашем случае в теплообменник БКС). Значит в состав такого устройства обязательно должны входить:

  • смесительный узел или клапан (чаще всего трехходовой);
  • регулирующий узел (бывает ручное управлением или автоматическое);
  • насос циркуляционный (служит для перемещения теплоносителя по системе нагревателя)

Для этих целей хорошо зарекомендовали себя блочные термостатические смесительные установки или термостатические клапаны. В своем составе они имеют все необходимое. За исключением может быть группы безопасности и расширительного бака. Это кстати не стоит упускать из виду.

bojler-kosvennogo-nagreva-smesitelnyj-klapan

В следующих статьях мы еще подробно разберем все эти  схемы.

Настройка теплоносителя – зачем это нужно?

А вот зачем!

  • Экономия. Снижение затрат на топливо, сбережет ваши деньги. Нагрев будет происходить тогда, когда он необходим. В остальное время система будет работать в режиме поддержания. При таком режиме нет необходимости, в целях экономии, останавливать ГВС и сливать воду из нагревателя, боясь ее заморозить зимой в тот период, когда вы на долгое время уезжаете из дома.
  • Энергоэффективность. Теплоносителя будет расходоваться столько, сколько нужно и не больше. В том случае, когда температура воды в баке будет приближаться к заданному значению, нет необходимости расходовать энергию теплоносителя. Система управления даст команду снизить расход до полного снижения его подачи.

Совет! Бойлер косвенного нагрева при монтаже размещайте как можно ближе к источнику, так вы сократите расстояние и длину соединительных трубопроводов, что позволит избежать тепловые потери на этих участках. Если размещение рядом невозможно, выполните теплоизоляцию этих линий.

bojler-kosvennogo-nagreva-montazh-ustanovka-razmeshchenie

Для того чтобы система косвенного нагрева работала с максимальной эффективностью, и при этом получать в результате стабильные и высокие параметры горячей воды на выходе, важно произвести правильную настройку первичного источника энергии. То есть произвести настройку оборудования, таким образом, чтобы теплоноситель приходил и поступал в греющий контур с нужными параметрами.

Как мы уже говорили – это температура и расход теплоносителя.

Системы регулирования можно разделить на 2:

  • ручное управление;
  • автоматическое

Для ручного управления служат различные регуляторы прямого действия, которые позволяют лишь поддерживать заданную температуру на одном уровне. Также в ручном режиме можно менять скорость теплоносителя путем изменения положения переключателя скорости на насосе.

Автоматика способна управлять расходом и температурой теплоносителя в зависимости от заданных параметров нагреваемой воды в баке. Такая система требует наличия современных технических решений, и их множество, от бюджетных до дорогих.

В своих следующих статьях, думаю еще не раз, затронем тему косвенного нагрева. Будем разбираться более подробно с системами автоматического управления. И все это буду стараться рассказывать простыми словами.

Пишите вопросы, пожелания, для меня важно ваше мнение.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (4 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить