Бойлеры косвенного нагрева широко используются в системах отопления и горячего водоснабжения загородных домов и коттеджей. В отличие от проточных водонагревателей, в бойлерах происходит аккумуляция горячей воды, что позволяет существенно экономить энергоресурсы и обеспечивать стабильный расход горячей воды. Рассмотрим подробнее устройство бойлеров косвенного нагрева, принцип их действия и особенности подключения к системам теплоснабжения. Определим основные элементы схем и требования к монтажу.
Устройство и принцип работы бойлера косвенного нагрева
Бойлер косвенного нагрева (БКН) - это водонагреватель, в котором теплоноситель от источника тепла (например, отопительного котла) нагревает теплообменник, а уже через стенку теплообменника происходит нагрев холодной воды. Таким образом, в отличие от проточного водонагревателя, в БКН вода из водопровода не смешивается непосредственно с теплоносителем.
- Бак-накопитель, в котором нагревается и хранится горячая вода для нужд потребителя.
- Теплообменник - змеевик внутри бака, через который циркулирует теплоноситель.
- Теплоизоляция бака для снижения потерь тепла.
Принцип работы БКН заключается в следующем: бойлер косвенного нагрева схема подключается к системе отопления параллельно с радиаторами. Когда температура в баке опускается ниже заданного значения, встроенный термостат запускает циркуляционный насос, который начинает прогонять горячую воду из отопительного котла через змеевик бойлера. За счет этого змеевик нагревается и передает тепло воде в баке. Как только температура в баке достигает заданного значения, термостат отключает насос.
Схема подключения бойлера к отопительному котлу
Для подключения бойлера косвенного нагрева к отопительному котлу используется несколько типовых схем. Самая простая схема - это параллельное подключение БКН и системы отопления. Бойлер устанавливается рядом с котлом, к выходу теплоносителя из котла подсоединяется тройник. Одно плечо тройника идет на отопительную систему, другое - на вход змеевика бойлера. На линии, идущей к бойлеру, устанавливается циркуляционный насос и обратный клапан.
Циркуляционный насос служит для принудительной циркуляции теплоносителя через змеевик бойлера. Он включается по сигналу от встроенного в БКН термостата, когда температура в баке опускается ниже заданного значения. После нагрева воды в баке до нужной температуры насос отключается.
Обратный клапан необходим, чтобы теплоноситель из бойлера не попадал обратно в котел. Это позволяет избежать охлаждения котла при включении циркуляционного насоса бойлера. Бойлер косвенного нагрева прост в монтаже и настройке, не требует дополнительной автоматики. Но он имеет существенный недостаток - при такой схеме нет приоритета ГВС над отоплением. То есть во время работы циркуляционного насоса бойлера теплоноситель поступает и на отопительную систему. Это приводит к долгому нагреву воды в БКН.
Для обеспечения приоритета ГВС применяют схему с трехходовым клапаном. Трехходовой клапан устанавливается на подающей линии теплоносителя перед разветвлением на бойлер и отопление. В одном положении клапан направляет весь поток теплоносителя в бойлер, в другом - на отопление. Клапаном управляет контроллер, который переключает его по сигналам от датчиков температуры.
Преимущество этой схемы в том, что при необходимости нагрева воды в бойлере вся мощность котла направляется на БКН. За счет этого достигается быстрый нагрев горячей воды. После нагрева бойлера до заданной температуры трехходовой клапан переключается на отопление.
Еще один популярный вариант - подключение БКН через гидравлический разделитель. Это позволяет подключить бойлер к многоконтурной системе отопления без дополнительных насосов. Разделитель выравнивает давление и распределяет поток теплоносителя по разным контурам, обеспечивая приоритет ГВС.
При выборе схемы подключения бойлера косвенного нагрева к отопительному котлу необходимо учитывать особенности системы отопления, требования к скорости нагрева и приоритету ГВС, а также параметры циркуляционного насоса и прочего оборудования.
Схема с трехходовым клапаном и приоритетом ГВС
Одним из вариантов подключения бойлера косвенного нагрева является схема с трехходовым клапаном. Это позволяет обеспечить приоритет горячего водоснабжения - при снижении температуры в бойлере происходит автоматическое переключение подачи теплоносителя на нагрев воды. Таким образом гарантируется быстрый нагрев и постоянная готовность горячей воды при открытии крана.
В схему входят следующие элементы:
- «Трехходовый клапан, управляемый от терморегулятора»
- «Циркуляционный насос контура отопления»
- «Группа безопасности с предохранительным клапаном»
При снижении температуры в «бойлере косвенного нагрева» ниже заданного значения, терморегулятор подает сигнал на переключение трехходового клапана. Теплоноситель начинает поступать в змеевик бойлера, интенсивно нагревая воду. После достижения необходимой температуры, терморегулятор возвращает трехходовой клапан в исходное положение.»
Требования к элементам системы и их подбору
Успешная реализация системы горячего водоснабжения на основе бойлера косвенного нагрева во многом зависит от правильного подбора всех ее элементов.
Основные требования к бойлеру:
- Материал изготовления бака - нержавеющая сталь марки AISI 321, 08Х18Н10Т или аналоги, обеспечивающие долговечность и коррозионную стойкость.
- Наличие патрубков для рециркуляционной линии и группы безопасности
- Мощность теплообменника (змеевика) - не менее 12 кВт
- Исполнение теплообменника из меди или нержавеющей стали
Трехходовой клапан должен:
- Иметь ручное управление и привод для автоматизации
- Рассчитан на максимальную температуру теплоносителя до 95 градусов и давление не менее 6 бар
- Пропускная способность (Kv) - подбирается в соответствии с параметрами системы
Терморегулятор для управления трехходовым клапаном:
- Надежный, с запасом по максимальной коммутируемой мощности
- Минимальный гистерезис
- Точность поддержания температуры ±1 °C
- Диапазон регулировки 30-80 °C
Насос для циркуляции теплоносителя должен учитывать гидравлическое сопротивление всей системы. При подборе обратить внимание:
- Материал корпуса - чугун
- Материал крыльчатки - латунь, нержавеющая сталь или тефлоновое покрытие
- Максимальная температура теплоносителя - не менее 95 °C
- Напор - в соответствии с расчетами
- Класс энергоэффективности не ниже А
Для группы безопасности важны:
- Мембранный предохранительный клапан на давление срабатывания 0,6 МПа (6 бар)
- Конструкция и материалы, стойкие к воздействию горячей воды
- Наличие штуцеров для присоединения расширительного бака, манометра и сливной трубки
В качестве соединительных элементов применяются фитинги и трубы из коррозионно-стойких материалов:
- Латунь, нержавеющая сталь
- Сшитый полиэтилен PEX или металлопластик PPR
- Фитинги с уплотнительными кольцами из EPDM
Заключение
Правильный выбор каждого элемента и узла системы не только определяет ее надежность и долговечность, но и во многом обеспечивает высокую энергоэффективность. Это позволяет снизить эксплуатационные расходы и окупить вложения в надежное оборудование. Статья рассматривает схему подключения бойлера косвенного нагрева, принцип его работы и особенности устройства
