Водонагреватель косвенного нагрева: устройство и принцип работы

Проблема с горячей водой для многих частных владельцев недвижимости, где отсутствует подключение к системе центрального отопления, остается и сегодня актуальной. Установка бойлера требует серьезных капиталовложений, а вот изготовление бойлера косвенного нагрева своими руками может стать альтернативой в решении этого важного вопроса. Его основная выгода в том, что горячая вода подается по мере необходимости без особых затрат в денежном эквиваленте с вашей стороны.

Зачем нужен бойлер косвенного нагрева

Бойлеры косвенного нагрева должны приобретаться в комплекте с одноконтурными котлами — значит, такой вариант оборудования занимает больше места и стоимость его выше, чем цены стандартного двухконтурного котла. Тем не менее, важным преимуществом является возможность бесперебойной подачи значительного количества горячей воды с неизменными температурными показателями.

Любой способ нагрева проточной воды практически любыми системами сопровождаетсянедостаточной производительностью и непостоянством температуры подаваемой воды. В этом случае будет нужен грамотно разработанный график водопотребления. Принцип работы бойлеров косвенного нагрева несколько иной, что позволяет задействовать одновременно несколько точек использования горячей воды.

Естественная и принудительная циркуляция

Самая простая и недорогая схема – гравитационная. В первую очередь важно подобрать место расположения котла. Необходимо устанавливать его как можно ниже, радиаторы должны располагаться сверху. Идеальным местом для котельной в частном доме будет подвальное помещение. Расширительный бак наоборот ставится в самую высокую точку.

Отличительной особенностью является то, что трубы должны быть большого диаметра, минимум 32 мм. Так как циркуляционный насос отсутствует, и вода будет двигаться естественным образом, должно быть минимальное количество поворотов труб и всевозможных преград. Длинные горизонтальные участки монтируются под небольшим уклоном в 5 мм на метр в сторону движения жидкости.

Будучи одной из самых простых и дешевых, такая схема может обеспечить только один контур, без возможности подключения накопительного водонагревателя косвенного нагрева. В случае более сложных разводок устанавливается принудительная циркуляция.

Здесь добавляется циркуляционный насос, установленный на входе в котел, который и обеспечивает движение теплоносителя. С двух сторон от насоса ставят вентили для возможности его ремонта или замены. Перед ним ставят сетчатый фильтр.

Подключение газового котла к бойлеру косвенного нагрева

А вот если к котельному оборудованию пристроить бойлер, вода в котором будет нагреваться не прямым, а косвенным методом, то сам газовый котел останется одно контурным. Бойлер же будет являться частью отдельной системы, использующейся строго для водонагревательного процесса.

Зачем вообще использовать подобные схемы, если можно просто купить газовый котел двухконтурного типа? Во-первых, двухконтурный котел обойдется вам дороже, чем одно контурный и бойлер. Тем более, что люди могут принимать решение об установке газовых котлов отопления уже после того, как поставят себе бойлер для нагрева воды.

Читайте также:  Дровяные топливные брикеты своими руками: 3 механизма пресса

Вам не придется подбирать отопительный котел, объем бойлера которого подходит для ваших текущих потребностей. Выбрать отдельный бойлер гораздо проще, что объясняется более обширным ассортиментом. Что касается других преимуществ, то их можно будет описать только после того, как мы расскажем о принципе действия системы, включающей в себя одно контурный котел и бойлер.

Как работает бойлер

Итак, как мы уже выяснили, одно контурное котельное оборудование работает сугубо на отопление, а за горячее водоснабжение отвечает бойлер, который подключается к котлу при помощи дополнительного разветвления. При подключении нужно убедиться в том, что вы осуществляете монтаж к котлу отопления по правильной схеме.

Подключение газового котла к бойлеру косвенного нагрева

Нагрев воды до нужной вам температуры будет осуществляться не прямым, а косвенным методом. То есть, вода будет прогоняться через теплообменник только тогда, когда ее температура опуститься ниже заданной. Речь идет не о нагреве, а о поддержании воды в нужном температурном режиме. Подобная схема позволит вам нагревать воду вплоть до 65 градусов. Впрочем, если настолько горячая вода вам не нужна, вы вполне можете опустить ее температуру до 35 градусов, что является минимальным показателем для бойлерного нагрева.

Подключение газового котла к бойлеру косвенного нагрева

После того, как вы выбрали и установили бойлер нужного вам объема, подключив его путем дополнительного разветвления к системе, нужно будет соединить датчики бойлерной температуры с котельной автоматикой. Именно эти датчики будут отвечать за процесс поддержания температуры. Как только датчик просигнализирует о том, что воды в бойлере нет, либо вода охладилась ниже заданного уровня, поступит команда котлу направить воду в «змеевик», который и является бойлерным теплообменником.

Подключение газового котла к бойлеру косвенного нагрева

После набора бойлера или его нагрева, вода из настенного или напольного котла перестанет подаваться в систему, вернувшись в отопительный контур. Как вы уже могли понять, при начале работы с бойлером одно контурный котел перестает работать на отопление, поскольку его ресурс переключается на горячее водоснабжение. Если нагрев будет осуществляться слишком долго, температура в помещении может упасть.

Схема подключения бойлера к одно контурному котлу

Подключение газового котла к бойлеру косвенного нагрева

Впрочем, не все так страшно. Во-первых, котельное оборудование большую часть времени будет работать не на нагрев, а на поддержание температуры воды, что происходит время от времени. Во-вторых, в теплое время года вы сможете и вовсе отключить отопительный контур, не лишившись при этом горячей воды и не тратя энергоноситель понапрасну.

Схема с использованием двух насосов

Принцип работы данной схемы зависит от термостата, который при понижении температуры в бойлере дает команду насосу водонагревателя. В это время насос котла автоматически отключается, после достижения нужной температуры отключается насос бойлера, снова работает насос котла. При такой схеме удобнее использовать агрегат, оснащенный автоматикой.

Схема с использованием двух насосов

В этом случае водонагреватель пропускает весь объем теплоносителя через себя. Чтобы исключить попадание в питьевую воду грязи или технической жидкости, необходимо после насосов установить обратные клапаны.

Область применения и принцип работы

Применение бойлера косвенного нагрева в системе ГВС целесообразно при наличии в жилище более, чем одной точки забора горячей воды.

Читайте также:  Индукционный котел отопления своими руками

Грамотно подобранный теплообменник с правильной мощностью и объемом, делает возможным быстрый и равномерный нагрев воды в нем до необходимой температуры, стабильной в разных точках бака.

Так, 100-литровый резервуар гарантирует обеспечение приблизительно 500л/час горячей воды. Проточный электронагреватель не может обеспечить такой производительности.

Принцип действия бойлера косвенного нагрева основан на непременном взаимодействии нагревателя с главным отопительным источником дома.

Величина резервуара бойлера должна подбираться с учетом мощности отопительного котла. Нагревание воды происходит в процессе теплообмена между греющим контуром и контуром ГВС при участии теплоносителя (воды). Теплопередающих контуров в таком нагревателе может быть и несколько.

Оборудование, которое может быть использовано для нагрева воды:

  • Солнечная батарея;
  • Котел на твердом топливе;
  • Система отопления, использующая энергию подземных гейзеров, и ее тепловой насос.

Теплоноситель в таких источниках тепла движется по обособленным «трассам», связанным элементами теплопередачи в среде нагревания.

Включение с распределительной гребенкой

Когда площадь коттеджа велика и он обогревается различными системами — радиаторами, теплыми полами и плинтусами, то параллельно подсоединить одноконтурный газовый котел и накопительный водонагреватель не выйдет. Разветвленная сеть с несколькими циркуляционными насосами, обеспечивающими отдельные ветви отопления, требует установки гидравлического разделителя с распределительной гребенкой. К ней и присоединяется бойлер косвенного нагрева, причем со своим насосным агрегатом.

При таком варианте насос для бойлера тоже принято подключать через термостат, чтобы экономить электроэнергию и не отнимать теплоноситель от прочих греющих контуров. Подобная схема отличается следующими преимуществами:

  • правильно подобранный по мощности одноконтурный котел обеспечит необходимым количеством тепла все ветви отопления, включая бойлер косвенного нагрева;
  • каждая ветвь обособлена и гидравлически отделена от теплогенератора, поэтому тепловая сеть не влияет на работу водонагревателя и наоборот;
  • схема всегда будет стабильно работать, даже при большом водоразборе в сети ГВС, организованном с рециркуляцией горячей воды.

Перечисленные достоинства возникают благодаря применению в обвязке дорогостоящего оборудования. Отсюда и недостатки схемы — высокая стоимость и сложность монтажа, но загородный коттедж большой площади и недорогое отопление — понятия несовместимые.

Схема подключения с гидрострелкой

Во многих современных квартирах и домах система отопления имеет довольно сложное строение – она включает в себя сразу несколько независимых контуров: для основных радиаторов, для бойлера, для теплого пола и др. Каждое из данных разветвлений должно снабжаться собственным рециркуляционным насосом. Вследствие такого сложного строения системы возникает необходимость строгого регулирования водопотоков между контурами и стабилизации разницы давления в них. Именно с данной целью используется гидравлическая стрелка, которая позволяет избежать сразу нескольких серьезных проблем:

  • разбалансировка отопительной системы;
  • деформация оборудования;
  • сильный нагрев радиаторов отопления даже при неработающих насосах;
  • гидроудары и, как результат, выход из строя отдельных элементов отопительных приборов.

Схема подключения с гидрострелкой

Схема подключения с гидрострелкой

Обвязка с задействованием гидравлической стрелки обосновано считается самым сложным вариантом подсоединения бойлера косвенного нагрева, поэтому требует тщательного проектирования системы. Особое внимание при расчетах и монтаже должно уделяться расположению и работе регулирующих устройств, на которые возлагается задача нейтрализации перепадов давления в самостоятельных контурах.

Читайте также:  Отопление маленькой мастерской. Самодельный электрокотёл

Совет. Для выравнивания давления водопотоков в разветвленной системе отопления лучше всего использовать балансировочные вентили – они наиболее надежные в своей категории устройств, но при этом понятны в использовании.

Перед вами три варианта – какой из них будет наиболее уместен конкретно в вашем жилище, зависит от: характера отопительной системы, мощности используемого оборудования и объемов затрат горячей воды. Но какую бы схему вы не выбрали, обязательно придерживайтесь правил ее подключения, иначе на максимальную эффективность оборудования можете не рассчитывать.

Бюджетный вариант изготовления

Специалисты предлагают оригинальный вариант изготовления аналогичного типа водонагревателя, но для этого вам понадобятся такие составляющие:

  • медная или бронзовая труба;
  • доски разного размера;
  • листовой алюминий;
  • коллектор, сделанный из меди или ее сплава;
  • определенного формата листы стекла;
  • специального состава краска.

Делаем из досок необходимого размера корпус, изнутри обшиваем его листовым алюминием. По периметру устанавливаем трубы наподобие змеевика, к ним присоединяем коллектор, учитывая, с какой стороны будет вход, а где — выход.

Такая система довольно проста и функциональна — с ее помощью вы будете нагревать нужное количество воды, а технология изготовления аналогична стандартному варианту.

Чтобы конструкция лучше поглощала тепло и не отдавала его наружу, применяется стекло и специальная краска.

При изготовлении такого водонагревателя получается завидная экономия денежных ресурсов — вам остается только выбрать приемлемый для вашего помещения вариант и приступить к работам.

Как бойлер косвенного нагрева работает летом

Емкость для подогрева эффективна не только в отопительный сезон. Такая конструкция может поддерживать воду горячей не только в отдельном узле, но и в качестве основного источника горячего водоснабжения. Для этого необходимо чтобы змеевик нагревался напрямую от котлового оборудования. Особенно удобно использовать такую схему в частных домах и на дачах, где установлены твёрдотопливные и газовые котлы.

После того как устройство будет запущено, оно полностью обеспечит по периметру систему горячей водой. Благодаря наличию внутри змеевика и термостата насос будет постоянно поддерживать температуру в системе в пределах 70 градусов по Цельсию.

Подключённый бойлер к отопительному оборудованию и электрическим тэнам

Такой способ возможен только при наличии отдельного котлового оборудования, которое способно работать от природных отопительных источников в виде сжиженного газа, угля или дров круглый год. В случае подключения к центральному отоплению данный способ не будет эффективен.

Для того чтобы поддерживать нормальную температуру воды, потребуется устанавливать внутри бойлера тэны. Они будут подогревать воду внутри бака при помощи электроэнергии. Многие сразу оборудуют баки змеевиком и тэнами для электрического нагрева. В период отключения отопления достаточно подключить такое устройство в розетку и вода вновь будет нагрета. Работают тэны по термостату. Как только вода достигнет нужного предела, сработают счётчики и нагрев прекратится.