Организовать в частном доме постоянное бесперебойное снабжение горячей сантехнической водой можно, используя бойлер косвенного нагрева (накопительный водонагреватель), использующий энергию отопительного котла: электрического, газового, твердотопливного и пр.
Оглавление
- Зачем нужен накопительный нагреватель?
- Целевое назначение и принцип действия
- Конструкция и устройство
- Как выбрать бойлер косвенного нагрева?
- Схемы подключения бойлера к системе отопления
- Плюсы и минусы
- Подключение через трехходовой клапан
- Двухнасосная схема
- Схема с использованием гидравлической стрелки
- Использование системы рециркуляции в схеме ГВС
Зачем нужен накопительный нагреватель?
Бойлер косвенного нагрева — не единственный способ организации ГВС. Можно установить двухконтурный газовый котел, проточный электрический водонагреватель, электрический накопительный нагреватель, но…
Каждый из перечисленных способов вносит свои функциональные ограничения в работу системы ГВС (горячего водоснабжения):
- Проточные устройства нагрева не могут обеспечить достаточную производительность для снабжения нескольких точек забора горячей воды;
- Они же не обеспечивают постоянство температурного режима воды. Электрический накопительный нагреватель может «возразить», но при своих достаточных возможностях он «кушает» довольно много электроэнергии за Ваши деньги.
Эти два фактора накладывают ограничения на режим использования горячей воды в доме при наличии нескольких точек водозабора, например, в одном доме решили вымыть посуду и принять ванну или душ. А водички-то горячей может не хватить…
Целевое назначение и принцип работы бойлера косвенного нагрева
Подключение бойлера косвенного нагрева в систему позволяет избежать ограничения числа потребителей ГВС. Правильно рассчитанная мощность теплообменника и его объем, позволяют быстро и равномерно прогревать воду в нем до нужной температуры, одинаковой по всему его объему.
Например, бак объемом в 100 л способен обеспечивать около 500 л горячей воды в час. Обычный электрический «аппарат» на такое не способен.
Принцип работы бойлера косвенного нагрева обязательно предполагает «тандем» с источником тепла в схеме отопления дома. Объем бака нагревателя согласовывается с мощностью котла отопления, который обеспечивает повышение температуры воды за счет передачи тепла теплоносителя от одного контура (греющего) к другому (контуру ГВС).
Теплопередающих «радиаторов» в бойлере может быть несколько.
Например, для подогрева воды может быть использован твердотопливный котел, солнечный коллектор, тепловой насос геотермальной системы отопления. Каждый из этих «источников тепла» имеет автономные магистрали движения теплоносителя, связанные «теплопередачей» в нагреваемой среде.
Устройство бойлера косвенного нагрева
Бойлер – это накопительная емкость, преимущественно цилиндрической формы, теплоизолированная от окружающей среды, с установленным внутри теплообменником.
Роль теплообменника горячего контура играет змеевик сложной формы. По нему циркулирует вода из контура отопления котла, прогревая через стенку контура весь объем воды, находящийся в баке.
Также встречаются модели с двойным змеевиком (DRAZICE OKC 200 NTRR), такая конструкция увеличивает площадь нагрева, и объем бойлера в 200 литров может быть нагрет примерно за 20минут. Это является огромным плюсом при большом потреблении ГВС. Однако и сказывается на мощности теплового потребления. Мощность может достигать от 24 кВт до 48 кВт (24кВт+24кВт). Для таких бойлеров необходим соответственный котел для отдачи большой тепловой мощности, либо 2 котла, работающих в паре или раздельно, каждый на свой теплообменник.
В баке устанавливается массивный магниевый анод, обеспечивающий защиту элементов устройства от гальванической коррозии.
Как выбрать бойлер косвенного нагрева?
Главный параметр такого устройства – это его полезный объем. На числовое значение этого параметра влияет много факторов:
- количество жильцов дома, потребляющих горячую воду;
- привычки жильцов;
- режим их жизни и т.д.
Исходя из «таких параметров» тяжело определить точное значение объема. Поэтому, рассчитывая объем, принимают примерно 80 л на одного жильца. Линейка объема устройств такого типа довольно широка: от 200 до 1500л. Однако выбирать нагреватель со значительным запасом объема нерентабельно, так как увеличатся расходы на энергоносители. Да и само устройство «растет в цене» с ростом его объема.
Второй немаловажный параметр — расход теплоносителя через контур нагрева (данные из техпаспорта устройства). В процентном соотношении он не должен быть большим 40% от общего потока через отопительный котел.
Следует обратить также внимание на материал, из которого изготовлена емкость, и на качество его изготовления. Нагреватели с баком из «нержавейки» обладают наибольшим «долголетием» и ценой. Важным моментом может быть возможность демонтажа внутреннего теплообменника для его очистки.
Теплоизоляция должна быть пенополиуретана или из минеральной ваты.
Брэнд производителя нагревателя и виды материалов его производства наряду с перечисленными факторами играют значительную роль в формировании цены. Современный рынок теплотехники насыщен предложениями широчайшего спектра параметров.
Схема подключения бойлера к системе отопления
Обвязка бойлера косвенного нагрева предполагает его подключение к системе водоснабжения и контурам отопления. При его подключении к водопроводу:
- холодная вода подается в нижнюю часть бака;
- выход горячей в верхней точке бака;
- рециркуляционная точка находится в середине бака.
При подключении контура нагрева движение теплоносителя должно быть направлено сверху вниз: горячий теплоноситель подается в верхний патрубок, остывший выходит из нижнего. Так достигается максимальный КПД бойлера, так как горячая вода на входе подогрела уже горячие слои воды в верхней части бака, а потом, отдав тепло более низкотемпературным слоям, вышла из контура нагрева обратно в котел.
Чтобы правильно подключить бойлер косвенного нагрева своими руками, необходимо разобраться с основными схемами его подключения
Подключение через трехходовый клапан
В таком варианте подключения предполагается наличие в схеме отопления двух контуров:
- контур отопления (основной);
- контур нагрева накопителя (система ГВС).
Распределение потока теплоносителя между ними возложено на трехходовой клапан. Линия нагрева накопителя имеет больший приоритет, чем линия отопления.
Трехходовой клапан управляется сигналами термостата бойлера. При охлаждении питьевой воды в системе ГВС до нижнего допустимого значения термостат переключается, управляя клапаном, который направляет весь поток теплоносителя из контура котла в контур нагрева накопителя.
При достижении необходимой температуры воды клапан «по команде» термостата переключается в первоначальное положение, направляя поток теплоносителя через радиаторы отопления. В летнее время, когда система отопления отключена, котел просто «гаснет» (выключается).
Такая схема наиболее распространена. Она используется в случае большого потребления горячей воды, и как альтернатива двухконтурному газовому котлу при работе с очень жесткой водой. Вторичный теплообменник котла при работе с жесткой водой быстро выходит из строя.
Обратите внимание!
При настройке температуры срабатывания термостата необходимо учитывать температуру нагрева теплоносителя в котле. И на бойлере выставленное значение температуры всегда должно быть меньше, чем в котле. В противном случае котел, при отключении контуров отопления, будет пытаться бесконечно нагреть воду в бойлере
Двухнасосная схема
В такой схеме управление потоками теплоносителя осуществляется активным воздействием циркуляционных насосов в различных магистралях.
В этой схеме линия ГВС также имеет приоритет (режим приоритета бойлера) – она подключена перед циркуляционным насосом системы отопления. Правильнее будет сказать, что линия нагрева водонагревателя и линия отопления подключены параллельно, и каждая имеет свой циркуляционный насос. Переключение режима работы насосов осуществляется сигналами с того же термодатчика бойлера.
Для исключения взаимного влияния потоков теплоносителя после каждого насоса устанавливается обратный клапан.
Эта схема, так же как и первая, предусматривает отключение линии отопления при включении контура ГВС, что не должно привести к значительному охлаждению дома за короткое время нагрева воды в накопительном нагревателе (первоначально нагревается примерно за 30 минут, а то и меньше).
Но в сложных системах отопления может быть использовано два котла, один из которых постоянно работает на отопление, тогда как второй работает по второй схеме переключения режимов.
Схема с использованием гидравлической стрелки
В «многоконтурных» системах отопления для уравновешивания потоков теплоносителя в различных частях схемы со своими циркуляционными насосами часто используют гидравлический распределитель: гидравлическая стрелка.
Такая схема подключения бойлера косвенного нагреваиспользует несколько линий отопления: радиаторный, теплый пол, контур нагрева бойлера и т.д. Она может функционировать и без гидравлического модуля, совмещенного с коллекторами, но тогда необходимо предусмотреть установку балансировочных вентилей для компенсации перепадов давления в различных «ветках» системы.
При проектировании таких систем обязательно необходимо использовать опыт профессионалов-практиков.
Использование системы рециркуляции в схеме ГВС
Наличие в баке бойлера третьего входа позволяет подключить к нему линию рециркуляции воды.
Назначение этой системы – обеспечить практически мгновенную подачу горячей поды в зону ее потребления при открытии крана. То есть, нет необходимости сливать холодную воду из магистрали в канализацию, ожидая «прихода» горячей воды от нагревателя.
Такая возможность реализуется через создание зацикленной магистрали постоянно текущей воды с собственным циркуляционным рециркуляционным насосом – рециркуляционной системы. Она может быть реализована с подогревом полотенцесушителя или без него.
Обвязка бойлера косвенного нагрева, схема которого приведена выше, включает в себя некоторые дополнительные узлы.
Рассмотрим назначение некоторых типичных элементов в обвязке нагревательного устройства
Обратный клапан нужен для того, чтобы исключить обратное движение воды, если насос выключен.
Обратный клапанна входе в водонагреватель нужен для того, чтобы исключить движение горячей воды на холодный трубопровод. Может возникнуть ситуация, когда при нагреве воды давление в водонагревателе увеличиться и, открыв холодный кран, первым делом большое давление вытолкнет горячую воду из водонагревателя в холодный трубопровод.
Автоматический воздухоотводчик необходим для исключения попадания воздуха в насос, особенно при первом запуске. При первом запуске обратный клапан препятствует движению воздуха из бака и прогоняет горячую воду через полотенцесушитель или рециркуляционный трубопровод.
Предохранительный клапан нужен для того, чтобы защитить водонагреватель, от большого давления, вызванного расширением воды при нагреве. То есть предохранительный клапан защищает водонагреватель от высокого давления. Обычно это до 7 Bar. При достижении или превышении давления 7 bar предохранительный клапан начинает сбрасывать избыточное давление, пропуская воду через себя.
Расширительный бак компенсирует давление в системе горячего водоснабжения. Так как при нагреве воды увеличивается давление в системе горячего водоснабжения. Расширительный бак начинает в себя забирать воду, тем самым уменьшая давление. Поэтому расширительный бак уменьшает превышение давления при нагреве воды. Расширительный бак не дает сильно увеличить давление в системе при нагреве воды в бойлере косвенного нагрева.
Давление воздуха в расширительном баке не должно превышать давление предохранительного клапана, иначе действие расширительного бака бесполезно. А минимальное давление воздуха должно быть не ниже минимального давления в системе водоснабжения.
Расширительный бак ACS по своей природе является гидроаккумулятором, но рассчитан на температурный режим ГВС.
Плюсы и минусы
Итак, мы рассмотрели принцип и устройство работы бойлера косвенного нагрева. Давайте теперь посмотрим плюсы и минусы таких водонагревателей.
Накопительный водонагреватель косвенного нагрева – достоинства:
- не влияет существенно на нагрузку электросети дома в холодные времена года;
- обладает достаточно высокой производительностью при правильном расчете всех необходимых параметров;
- не допускает контакта внутренней поверхности нагревательного контура с проточной «агрессивной» водой с большим содержанием солей;
- изолирует теплоноситель контура отопления от проточной сантехнической воды сразу после открытия крана в месте потребления;
- с многоконтурными нагревателями предполагает использование нескольких источников тепла.
Теперь немного о недостатках:
- за «удобные» технологии в отоплении и ГВС необходимо иметь определенный объем финансовых средств;
- необходимо правильно рассчитать мощность котла, при установке накопительного водонагревателя косвенного нагрева;
- необходим опыт в расчете водонагревателя косвенного нагрева (бойлера);
- опыт в монтаже котельного оборудования или минимальное представление принципов работы котельной.
- значительные «габариты» оборудования предполагают предоставления под котельную отдельного помещения.