Водонагреватель косвенного нагрева: конструкция, принцип работы, цена и особенности выбора

Содержание

Водонагреватель косвенного нагрева что это такое

Нарцисса Белоногова Ответственный редактор

Прежде чем заказывать оборудование для отопления и нагрева воды, стоит проконсультироваться с профессиональным инженером. Он сможет посоветовать вам, какой котел подходит для вашего дома, где лучше установить агрегат и даст рекомендации по монтажу.

Примечание редактора: Издательский дом “Комсомольская правда”.

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-50166 от 15 июня 2012 года. Главный редактор – В. Сунгоркин. N. Главный редактор сайта – О. Носова.

Сообщения и комментарии читателей сайта публикуются без предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой право удалить их с сайта или отредактировать, если они представляют собой злоупотребление свободой СМИ или нарушают другие требования законодательства.

ВОЗРАСТНАЯ КАТЕГОРИЯ САЙТА: 12+

127287, Москва, Старый Петровско-Разумовский проезд, 1/23, кл. 1. Тел. +7 (495) 777-02-82.

Водонагреватель косвенного нагрева: зачем его использовать

В частных и сельских домах, где установка электрических водонагревателей нерентабельна из-за высокой стоимости электроэнергии, для удовлетворения потребностей потребителей в горячей воде часто используются водонагреватели косвенного нагрева. Накопительный бак с теплообменником, работающий от автономного бойлера, прекрасно справляется с нагревом большого объема жидкости без дополнительных затрат энергии и обеспечивает бесперебойную подачу горячей воды в необходимом объеме и при заданной температуре.

Несмотря на эти преимущества, многие домовладельцы часто считают покупку бойлера косвенного нагрева пустой тратой денег и предпочитают другие варианты. Например, двухконтурные котлы, справедливо полагая, что они дешевле и занимают меньше места, обеспечивая горячую воду и отопление одновременно. В этой статье мы обсудим назначение бойлера косвенного нагрева и почему он лучше других систем.

Как работает устройство

Основное отличие косвенного водонагревателя от других типов водонагревателей заключается в отсутствии собственного нагревательного элемента. Визуально это тот же бак, но внутри вместо нагревателя или газовой горелки находится теплообменник, подключенный к внешнему источнику тепла – контуру котла, системе центрального отопления или солнечной батарее.

Циркулирующий в трубе теплоноситель постоянно нагревает воду в баке до заданной температуры, не потребляя дополнительных энергоресурсов. Исходя из того, что резервуары бойлера косвенного нагрева обычно составляют 300-400 литров, домовладелец значительно сэкономит на счетах за газ или электричество.

Преимущества и недостатки оборудования

Помимо энергонезависимости, эти приборы имеют и другие преимущества:

С бойлерами косвенного нагрева не нужно долго ждать, пока потечет холодная вода или нагреется используемый объем (как в газовых или электрических моделях). Благодаря конструктивным особенностям устройства, жидкость здесь нагревается равномерно по всему баку, и если в доме установлена система ГВС с обратной циркуляцией, горячая вода потечет из крана буквально сразу после его открытия.
Устройство подает воду во все точки с одинаковым расходом и температурой, даже в часы пик. Таким образом, горячей водой из бойлера могут пользоваться несколько пользователей одновременно, не причиняя дискомфорта другим пользователям.
Конструкция устройства позволяет подключить его к альтернативным источникам энергии, таким как солнечная система, термодинамические панели или тепловой насос, что обеспечит передачу тепла воде, когда косвенный нагрев невозможен.

Недостатком этой конструкции является то, что жидкость нагревается только тогда, когда тепло поступает извне. Устройство не может работать при отсутствии отопления, и косвенный нагреватель становится ненужным. Многие производители компенсируют этот недостаток, предлагая усовершенствованные устройства со встроенными нагревательными элементами. В тех случаях, когда тепло или альтернативный источник энергии недоступны, вода нагревается электрическим нагревателем, как в обычном электрическом водонагревателе.

Посмотрите подробное видео о том, как работают различные типы косвенных водонагревателей:

Проектирование различных типов косвенных бойлеров

Независимо от типа, бойлер представляет собой закрытый бак в декоративном корпусе из нержавеющей стали, пластика или эмалированного металла. Внутренний резервуар может быть:

С глазурованным или эмалированным защитным слоем;
Нержавеющая сталь;
Титан с напылением.

Керамические и эмалированные покрытия защищают бак от коррозии, что продлевает срок его службы. Однако баки из нержавеющей стали и титана являются самыми долговечными и служат до 7-12 лет. Для дополнительной защиты от коррозии в резервуаре устанавливается магниевый или титановый анод.

Между корпусом и резервуаром помещается слой изоляции из полистирола или пенополиуретана, что снижает потери тепла в резервуаре до 2-3°C за 24 часа.

Каждый прибор имеет возможность подключения труб отопительной воды, входа холодной воды и выхода горячей воды, для чего косвенный водонагреватель оснащен соответствующими соединениями.

Внутренняя компоновка устройства зависит от типа устройства.

Агрегаты с катушкой

Наиболее распространенным типом является стальной или латунный змеевик, через который проходит теплоноситель. Первый имеет более длительный срок службы, а второй эффективнее нагревается и легче очищается от накипи. Количество змеевиков определяет скорость нагрева воды – чем больше змеевиков, тем быстрее нагревается вода.

Принцип работы: теплоноситель поступает в теплообменник через верхний патрубок, нагревает объем жидкости в баке и возвращается, охлажденный, через нижний патрубок в отопительный котел. Эта система позволяет поддерживать постоянную заданную температуру на выходе горячей воды. Встроенный в контур насос отвечает за циркуляцию теплоносителя.

Нагретая жидкость всасывается из верхней части бака, холодная вода добавляется из нижнего патрубка. В центре бака может находиться входное отверстие рециркуляции. Температура нагрева регулируется автоматически путем установки термостата на промежуточном нагревателе, который отключает насос при достижении заданной температуры.

На патрубке холодной воды устанавливается обратный клапан для предотвращения вытекания жидкости при разгерметизации системы. Для обратного контура устройство оснащено мембранным расширительным баком с объемом, равным ⅕ объема основного бака. Он будет отводить излишки горячей воды при повышении давления в контуре. Воздухоотводчик и предохранительный клапан установлены рядом с резервуаром для отвода образующегося пара.

Посмотрите подробное видео, чтобы понять, как работает система рециркуляции и зачем она нужна:

Котлы-цистерны

Некоторые производители предлагают другую конструкцию, в которой в качестве нагревательного оборудования используются два бака разной емкости, вставленные один в другой. Теплоноситель с температурой +90…+95°C проходит через больший бак и нагревает воду в меньшем, гофрированном баке.

Зачем нужен косвенный водонагреватель такого типа: эти модели предпочтительны для использования в домах с большим количеством жильцов и водоразборных точек. Большая поверхность теплообмена позволяет воде в устройстве быстро нагреваться, поэтому оно может обеспечивать постоянный поток горячей воды.

Преимущества данной конструкции котла заключаются в следующем:

Вся вода в резервуаре имеет одинаковую температуру, поскольку нет ненагретых зон. Это позволяет разместить резервуар в любом пространственном положении, как горизонтальном, так и вертикальном.
По сравнению с классическим вариантом со змеевиком, котлы с баком имеют меньший объем при той же мощности.
В отличие от змеевиковых теплообменников, которые подвержены загрязнению, внутренний бак котла самоочищается во время работы. Это делает устройство энергоэффективным и имеет длительный срок службы – до 5-10 лет.

Полезный объем для горячей воды составляет примерно 70% от общего объема прибора. Дополнительное преимущество устройства – для такого косвенного бойлера нет необходимости устанавливать магниевый анод, что значительно упрощает его обслуживание.

Специфика установки “бойлеров косвенного нагрева”

Бойлеры косвенного нагрева устанавливаются рядом с отопительным котлом, чтобы уменьшить потери тепла при транспортировке охлаждающей жидкости. Навесные модели крепятся к несущей стене, напольные модели устанавливаются на ровной поверхности.

Подключение водонагревателя производится в соответствии с приведенными ниже схемами:

Через трехходовой клапан, который устанавливается на входе горячей воды после циркуляционного насоса и управляется термостатом котла. При включении котла поток теплоносителя, циркулирующего в общем отопительном контуре, перенаправляется в водонагреватель. Когда вода в баке достигает заданной температуры, срабатывает термостат и ГВС отключается от отопительного контура. Чтобы такая система работала правильно, термостат должен быть установлен правильно, чтобы он не был установлен ниже, чем термостат котла.

Независимо от схемы подключения, последовательно за насосами должен быть установлен обратный клапан, чтобы агрегаты могли работать независимо друг от друга.

Какой котел выбрать

При выборе бойлера косвенного нагрева в первую очередь необходимо определить его мощность. Это зависит от предполагаемого количества горячей воды, которое будет потребляться в доме. Средняя семья из 2-3 человек расходует 80-100 литров в день. Среднее потребление воды может быть следующим:

6-16 литров для стирки;
60-85 литров для принятия душа;
160-180 литров для купания;
20-25 литров для мытья посуды;
20-30 литров для других ежедневных нужд.

Исходя из этих значений и потребностей жителей дома, рассчитывается емкость накопительного бака. Таким образом, следует учитывать, что мощность устройства напрямую зависит от мощности отопительного котла, и для нагрева объема воды требуется определенное время.

При выборе следует учитывать следующие моменты:

Конструктивные особенности агрегата и возможность подключения дополнительных устройств, расширяющих функциональность агрегата – ТЭН, второй теплообменник, система рециркуляции, альтернативные источники энергии.
Из каких материалов изготовлены компоненты косвенного водонагревателя – см. инструкции производителя. В нем содержится информация о внутренней части резервуара и декоративном кожухе, типе теплоизоляции, используемом аноде, теплообменнике и т.д. Качество этих компонентов определяет срок службы устройства.
Особенности конструкции изделия: способ установки – настенный или напольный, ориентация бака – горизонтальная или вертикальная, размер блока. Как правило, бойлер устанавливается рядом с котлом в отдельном помещении, где достаточно места для всего оборудования. Но иногда размеры также играют роль.
Тип управления – механический или электронный с программированием.

При выборе водонагревателя обратите особое внимание на производителя – продукция малоизвестных фирм более доступна по цене, но недолговечна. Поэтому лучше отдать предпочтение проверенным европейским брендам, таким как Thermona, Viessmann, Buderus, Drazice и др. В надежности этого оборудования сомневаться не приходится – специалисты “Мособлгаза” давно работают с этими производителями и уверены в их качестве.

Водонагреватель косвенного нагрева. Прибор. Принцип работы.

Водонагреватель косвенного нагрева (бойлер) представляет собой объем (разного литража) со встроенным теплообменником (змеевиком), который, в свою очередь, подключен к системе отопления. Проще говоря, это сосуд с “краном” внутри.

Ввод холодной воды

Выход горячей воды

Фланец для очистки резервуара

Шланг к датчику

Фланец для подключения нагревательного элемента

Источником энергии может быть любой источник: электрические/газовые котлы/твердое топливо/конденсат/дизель и т.д.; солнечные коллекторы; тепловой насос.

Подключение осуществляется таким образом, что в системе отопления создается дополнительный (небольшой) контур для нагрева котла, например, через трехходовой клапан, коллектор или другим способом (например. если котел подходит для этого).

Многие косвенные водонагреватели имеют возможность установки нагревательного элемента (независимого нагревательного элемента), например, летом, когда бойлер не используется, он может нагреваться от нагревательного элемента. Такие косвенные водонагреватели производства NIBE (серия) Mega (100 – 1000 л.), можно приобрести в интернет-магазине “ТермоОпт”.

Труба для подвода холодной воды (¾”)
Выход горячей воды (¾”)
Колпачок (¾”)[ для анода OW-E60.7
Входное отверстие теплообменника (¾”)
Выход теплообменника (½”)
Кабели датчиков
Анод (¾”)
Нагревательный элемент 3,0/1,0 кВт 400/230 В-,
Питающий кабель
Термостат
Выключатель нагревателя/насоса
Крышка корпуса
Ограничитель температуры – отверстие для переключения
Резервуар
Теплоизоляция
Теплообменник – змеевик ¾”
Теплообменник – ½” змеевик
Место подключения вентиляционного клапана
Предупреждающий индикатор

Существуют бойлеры косвенного нагрева с уже встроенной нагревательной спиралью, например, серия SPIRO от NIBE (80 – 120 л.), которая уже имеет встроенную нагревательную спираль (1,5/2 кВт). Модель SPIRO можно приобрести в нашем интернет-магазине “ThermoOpt”.

Существуют котлы, в которых используется так называемая конструкция сухого нагревателя. Это керамический нагревательный элемент, который не требует дополнительного обслуживания. Производитель NIBE имеет такую модель в своей серии QUATTRO (60 – 200 литров). Эту модель можно найти в интернет-магазине ThermoOpt.

Все вышеперечисленные модели изготовлены из эмалированной стали и оснащены магниевыми анодами для защиты внутреннего бака от коррозии. Рулоны изготовлены из стали.

Существуют водонагреватели косвенного нагрева из нержавеющей стали, которые не требуют магниевого анода. Отличным примером этого премиум-класса является серия KAUKORA OY VLM KS (220 – 500 л.), которую вы можете приобрести в нашем интернет-магазине “ТермоОпт”. В этих котлах теплообменники изготовлены из гребенчатой меди, что означает, что скорость нагрева намного выше, чем при использовании стали.

Что такое переработка. Почему это необходимо.

Все модели косвенных водонагревателей имеют возможность подключения рециркуляционного контура. Это так называемый малый замкнутый контур (короткий контур) для циркуляции горячей воды по контуру ГВС. Эта функция обеспечивает возврат неиспользованной и охлажденной воды в котел для повторного нагрева. К этому контуру рециркуляции также подключаются удаленные выходы горячей воды. Например, если бойлер расположен на первом этаже двухэтажного дома и для того, чтобы сразу подать горячую воду на первый этаж (чтобы пользователю не пришлось сливать холодную воду в ожидании горячей, так как система горячего водоснабжения может быть гораздо длиннее), отличным решением будет вариант рециркуляции.

Аксессуары.

Для водонагревателей косвенного нагрева могут потребоваться различные принадлежности (если они не входят в комплект поставки),

например, термостат (для получения необходимой температуры котловой воды)

3-ходовой клапан с электрическим управлением (для циркуляции горячей воды)

а также циркуляционный насос (для контура горячей воды – альтернатива 3-ходовому клапану) и рециркуляционный насос (для контура рециркуляции).

Это схематическая иллюстрация подключения бойлера:

Все это и многое другое можно приобрести в нашем интернет-магазине “ThermoOpt”.

Что такое косвенный водонагреватель?

В сельских домах, а также в некоторых городских зданиях горячая вода часто недоступна. В таких условиях используются автономные водонагреватели бойлерного типа, способные нагревать большие объемы воды до высокой температуры. Однако если в доме уже есть источник тепла – центральное отопление или автономный котел – стоит установить бойлер косвенного типа для обеспечения горячей водой.

Различные формы косвенных водонагревателей

Конструкция водонагревателя косвенного нагрева

Этот тип бойлера называется “косвенным”, поскольку не имеет собственных нагревательных элементов. Они подключаются к внешней системе отопления, извлекая из нее тепло для нагрева бытовой воды. Поэтому каждый водонагреватель косвенного нагрева оснащен контуром теплоносителя и контуром насоса для нагретой воды. Это цилиндрический или, реже, кубический металлический бак, в который заливается холодная вода и устанавливаются устройства для циркуляции горячей воды от внешнего источника нагрева. Для поддержания достигнутой температуры воды на бак наносится слой теплоизоляции. Полезный объем нагретой воды варьируется от 60 до 400 литров.

Водонагреватель косвенного нагрева со змеевиковым теплообменником

Наиболее распространенные водонагреватели косвенного нагрева состоят из общего змеевика, изготовленного из стальной трубы.

Вид в разрезе водонагревателя со змеевиковым теплообменником

Конструкция цилиндра непрямого действия основана на принципе “бак в баке”.

Внутреннее устройство такого водонагревателя очевидно из самого названия.

Проектирование резервуарного нагревателя косвенного нагрева

Нагретая вода заполняет внутренний бак, в котором нет никаких посторонних элементов – только вода и трубы водоснабжения и водоотведения. Нагревательная среда циркулирует в зазоре между стенками внешнего и внутреннего резервуаров. Такая конструкция обеспечивает большую поверхность теплового контакта, поэтому вода быстрее нагревается до нужной температуры.

Расположение котла

Возможно следующее расположение водонагревателей:

Настенный монтаж. Котлы небольшого объема – до 150 литров – обычно выпускаются в настенном исполнении. Эта конструкция оснащена кронштейнами, которые позволяют устанавливать ее высоко над полом. Обратите внимание, однако, что стена должна выдерживать вес заполненного водой резервуара.

Возможность настенного монтажа водонагревателя

Установка водонагревателя косвенного нагрева на отдельной стойке

Существуют модели с горизонтальным креплением бака. Однако существуют проблемы, связанные с их использованием, поэтому они не пользуются популярностью.

Горизонтальный котел

Вспомогательные приборы и оборудование

Для правильного функционирования системы непрямого нагрева можно установить вспомогательное и регулирующее оборудование:

Насосы, которые подают теплоноситель в котел.
Регулирующий клапан. Его функция заключается в том, чтобы пропускать теплоноситель в резервуар и закрывать его при достижении желаемой температуры нагрева.
Клапаны сброса давления. Предназначен для перекрытия обратного потока воды.
Регулируемый термостат. Сигналы от него управляют работой насосов и регуляторов.
Многие системы выпускаются в комбинированном варианте – помимо теплообменника они имеют встроенные нагревательные элементы – калориферы. Таким образом, их можно использовать в качестве котлов прямого нагрева. Если источником тепла снаружи является система центрального отопления, она не работает в летний сезон. И “чистый” непрямой нагреватель становится бесполезным. Кроме того, при использовании других источников тепла нельзя исключить перебои и аварии. На этом этапе нагреватель предназначен для аварийного режима работы.
В верхней части резервуара может быть установлен специальный анод для предотвращения гальванической коррозии резервуара и уменьшения образования накипи на стенках резервуара.

Функционирование косвенного водонагревателя

Монтаж системы непрямого нагрева несложен, как и принцип ее работы. В простейшей комбинации работа системы выглядит так, как показано на схеме.

Схема системы косвенного нагрева

Нагретая в системе отопления вода проходит через теплообменник со змеевиком (или между двумя баками), где она отдает тепло холодной воде, хранящейся в баке. Охлажденный рассол возвращается в отопительный контур. Через определенное время достигается тепловое равновесие, и температура котловой воды равна температуре теплоносителя.

Контур отопления и водяной контур обычно устанавливаются друг напротив друга. Забор холодной воды находится в самом низу котла, а забор горячей воды – в верхней части. В котлах типа “бак в баке” нагретая среда поступает в бак сверху, а охлажденная среда выводится снизу. В змеевиковых нагревателях входной патрубок обычно находится в середине бака, а выходной – внизу, т.е. вход теплового контура находится над выходом. Этот комбинированный принцип обеспечивает максимальную эффективность системы и высокую температуру воды, забираемой из системы. В верхней части бака бойлера всегда находится самая горячая вода, которая используется для бытовых нужд. На его место поднимаются менее теплые слои и быстро нагреваются.

Управление системой обычно осуществляется с помощью простой автоматики. Регулируемый термостат, установленный в баке, перекрывает поток воды в нагревательном контуре при достижении желаемой температуры воды. После остывания нагрев возобновляется.

Для более полного и равномерного нагрева воды в баке предусмотрен рециркуляционный контур, по которому циркулирует вода, когда она не забирается. Контур рециркуляции закрывается, когда вода начинает поступать к точкам врезки.

Преимущества и недостатки косвенных водонагревателей

Основное преимущество системы такого типа заключается в том, что она не требует почти никакой энергии для нагрева воды. Теплоноситель подается от внешнего источника, имеющего достаточную мощность для обогрева помещения и работы обогревателя.

Конечно, следует сделать оговорку – при отключении системы отопления прекращается и подача “бесплатного” тепла. Вы должны включить собственный электрический отопительный котел, потребляющий электроэнергию. Однако во время отопительного сезона или в помещениях с постоянно работающими котлами – экономия несомненна.

Другими преимуществами являются:

Высокая мощность нагрева. Отсутствие маломощных внутренних нагревательных элементов и получение энергии от эффективного внешнего источника обеспечивают быстрый нагрев больших объемов воды.
Возможность подключения системы косвенного нагрева к различным внешним источникам – системе отопления, автономным котлам любого типа, экологическим источникам на солнечных элементах.
Горячая вода набирается в точке потребления сразу после включения лифта. Нет необходимости “качать” холодную воду, ожидая, пока она нагреется.
Простая установка всей системы. Для подключения котла к контуру отопления и водоснабжения не требуется специальных знаний или опыта.

Есть и недостатки. Главный из них – когда водонагреватель подключен к сезонной системе отопления. По окончании отопительного сезона водонагреватель перестает быть косвенным и переходит в режим прямого нагрева, используя встроенные нагреватели. Однако в помещениях, где эффективные системы отопления работают круглый год, этот недостаток не проявляется.

Во время основного нагрева, когда весь объем бойлера заполнен холодной водой, значительное количество тепла отбирается от внешнего нагревателя. Это влияет на всю систему отопления дома, снижая ее эффективность. Однако даже водонагреватели большой мощности не обеспечивают непрерывную работу более часа. Так что этот недостаток временный.
Котлы большой мощности необходимы для надежного снабжения более чем одного выхода. Они занимают много места, и иногда их приходится устанавливать в отдельном помещении.
Водонагреватели косвенного нагрева обычно дороже, чем прямые электрические нагреватели.

Схема и детали подключения для установки косвенного нагрева

Водоснабжение хорошего качества возможно при использовании всех возможностей косвенного водонагревателя. Установка должна быть оснащена устройствами для регулирования рабочих параметров и защиты от аварийных ситуаций.

Схема подключения рециркуляционного водонагревателя

Вход холодной воды, за редким исключением, расположен в нижней части нагревателя. Выход горячей воды находится в верхней части.
Охлаждающая жидкость поступает как в змеевик, так и в двухбаковую систему сверху вниз.
Для управления подачей горячей воды в бойлер обычно используется одноконтурная система, где регулирующим элементом является трехходовой клапан. Клапан управляется термостатом, встроенным в котел.
Для обеспечения безопасности должны быть установлены защитные элементы. Обратный клапан в водяном контуре предотвращает протекание воды в обратном направлении. Расширительный бак или аккумулятор давления выравнивает давление во впускном и выпускном контурах при отсутствии потребления. Также необходим клапан для защиты системы от избыточного давления и автоматический воздухоотводчик.
Если водонагреватель имеет дополнительный вход для воды в середине бака, стоит установить контур рециркуляции. Благодаря этому весь объем воды в резервуаре будет нагреваться равномерно. Для его работы требуется дополнительный циркуляционный насос.

Если потребление горячей воды носит лишь эпизодический характер, имеет смысл установить двухконтурную систему, в которой подача теплоносителя в бак отделена от отопительного контура. В этом случае вместо трехходового клапана устанавливается дополнительный насос, который подает теплоноситель в котел.

Примеры моделей водонагревателей косвенного нагрева

При выборе конкретной модели важно учитывать условия, в которых она будет использоваться, и соответственно подбирать соответствующие технические характеристики:

Мощность котла. Рабочий объем – объем воды, который помещается в бак – выбирается в соответствии с приблизительными рекомендациями. Для одного человека может быть достаточно 60 литров, для 2-3 человек – от 100 до 120 литров. – 100 – 120 л. Для большего количества людей необходимо более 150 литров.
Согласуйте мощность системы отопления с мощностью котла. Для нормальной работы котла объемом 100 литров требуется не менее 20 кВт тепловой мощности, а для котла объемом 150 – 200 литров – 35 – 40 кВт.
Время разогрева до рабочей температуры зависит от объема и количества витков. Некоторые модели оснащены двумя катушками.
Размеры. При их выборе следует учитывать, что лучшее место для установки бойлера – рядом с отопительным котлом.