Обвязка одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева

Принцип работы котла с бойлером

Исходя от того, где размещен аккумуляционный водонагреватель для котлоагрегата различают два варианта компоновки с отдельно размещенным теплообменником и с вмонтированной в корпус котла конструкцией.

Первые отличаются более качественным функционированием, что реализуется при правильном подборе объема емкости. БКН выполняются в цилиндрической или прямоугольной конфигурации и размещаются близко к источнику нагрева.

Базовые компоненты установки:

Накопительный бойлер с емкостью, объем которого бывает от 50 до нескольких тысяч литров и выполняется из первоклассной медицинской стали либо пластмассы. В определенных модификациях ёмкость покрывается стеклокерамикой, стеклофарфором либо эмалью, гарантирующих качество сохраняемой воды.

Корпус водонагревателя аналогичным образом изготовлен из синтетических пластмассовых материалов либо металлических сплавов.

Посередине между емкостью для воды и защитным корпусом, располагается термоизоляция из поролона либо полиуретана.

В середине сборника — латунный либо стальной теплообменник бойлера, по которому циркулирует теплоноситель из котла.

Магниевый анод защищает компоненты установки от образования ржавчины.

Термостат и предохранительно-защитный клапан предотвращает бак от высокого давления, их включают в схему перед тем, как подключить бак к котлу.

Водонагреватель выполняет подогрев воды, в котором источником тепла выступает отопительный котел. Холодная вода поступает в бак и наполняется до определенного уровня, за которым следит специальный датчик- уровнемер. Он подает сигнал на электромеханическое устройство, которое, в схеме подключения по мере наполнения, открывает либо, закрывает подачу холодной воды. Горячий теплоноситель подается из котла в бак, где отдает свое тепло ГВС через развитую поверхность нагрева, выполненную в виде змеевиковых труб. Сигнал для подачи теплоносителя поступает от датчиков температуры, которые следят за рабочим режимом в емкости-аккумуляторе.

Обвязка двух конструкций происходит с помощью специализированного трубопровода. Циркуляция холодной и горячей воды осуществляется насосом и регулируется запорной арматурой. Схема устройства, может быть выполнена — энергонезависимой.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Внешне — это металлический резервуар, изготовленный в виде цилиндра, внутри которого располагается теплообменник.

Для изготовления теплообменника используют низкоуглеродистую сталь, а для предотвращения коррозии внутреннюю поверхность покрывают защитным слоем. Для теплоизоляции на бак монтируются слои утеплителя — из пенополиуретана либо полиэфира.

Внутри бака находятся:

• Теплообменник — основной элемент, представляющий собой изогнутую спиралью трубку (змеевик), по которой движется теплоноситель (вода/антифриз);
• Массивный магниевый анод — устанавливается для защиты внутренних элементов от гальванической коррозии;
• Температурный датчик (термостат) — регулирует работу насосов, останавливая/запуская процесс нагревания в зависимости от заданного уровня нагрева;
• Предохранительный клапан — нужен, чтобы не допускать опасного повышения давления.

Дополнительные элементы:

• Автоматический воздухоотводчик, предотвращающий «завоздушивание» насосов при выполнении запуска;
• Встроенный электронагреватель (ТЭН);

Теплоаккумулятор для котлов отопления: особенности устройства и подключения

Цель использования данного агрегата – сбор и хранение нагретого до определённой температуры теплоносителя для дальнейшей его передачи в систему, когда в этом возникнет необходимость. Будучи связанным с водяным контуром помещения, аккумулятор подобного типа обеспечивает поддержку температурного режима, даже если источник тепла будет отключен.

Полезный совет! Если водяное отопление дома производится от электроэнергии, оформление ночного тарифа со сниженными расценками стоимости 1 кВт/ч. позволит сэкономить на оплате счетов. Отопительную систему достаточно будет нагревать ночью, а в дневное время будет работать теплоаккумулятор.

Теплоаккумулятор используется для поддержания нагретой до определённой температуры воды

Это устройство выполняет и другие функции. К основным из них можно отнести:

• почти на треть снижает расход топлива. При этом КПД топливной установки повышается;
• предохраняет от перегрева приборы отопления, собирая излишки тепла;
• нагревает воду для системы ГВС. То есть, по сути, это одна из разновидностей бойлера косвенного нагрева. Цена данного агрегата колеблется в очень широких пределах: от 13 до более 300 тысяч рублей;
• бак теплоаккумулятора может связывать несколько источников тепла, работающих на различных видах энергии или топлива;
• конструктивное исполнение устройства позволяет осуществлять отбор теплоносителя разной температуры.

Устройство теплоаккумулятора и рациональное подключение внешних приборов

В качестве главной детали данного агрегата выступает цилиндрической формы нержавеющий бак, наполненный жидкостью, характеризующейся высоким коэффициентом теплоотдачи. Его обвязка осуществляется теплоизолирующим материалом. В сочетании с установкой верхней рубашки, такое конструктивное решение увеличивает время остывания теплоаккумулятора. Внутри цилиндрической ёмкости размещаются от 1 до 3 теплообменников. Количество змеевиков определяется возможностями и потребностями хозяев жилья.

Разогретая вода от твёрдотопливных или газовых котлов поступает в полость бака аккумулятора сверху, а охладившаяся жидкость оседает ближе ко дну и для разогрева вновь перекачивается в котёл.

Схема устройства теплоаккумулятора с возможностью подключения к альтернативным источникам энергии

Нижний отсек обычно имеет температуру порядка 35-40°С. Поэтому подсоединять его целесообразно к системе тёплого пола. Температура средней части составляет 60-65°С. Поэтому подключать к ней следует отопительные приборы. К горячему водоснабжению подключается верхняя часть бака. Температура воды там достигает 80-85°С.

Устройство

Принцип работы бойлера косвенного нагрева в большинстве случаев подразумевает размещение вводного патрубка в нижней части аппарата. Но есть модели, в которых такой блок располагается наверху, и тогда жидкость движется в направлении самой низкой точки. Насос, развивая выталкивающую силу, гонит теплоноситель по контуру. При этом, оказываясь среди более холодной воды, он сам отдает тепло. Обычно змеевик работает с одной порцией жидкости в несколько приемов.

Обнаружив, что температура змеевика совпадает с температурой внутри нагревательного блока, реле разобщает электрическую цепь, питающую насос. В момент, когда датчик зарегистрирует охлаждение воды до заданного значения, подача тока восстанавливается, и это позволяет насосу прокачивать горячую воду из котла в бак. Верхнее подключение змеевика к источнику теплоносителя считается наиболее выгодным в энергетическом отношении.

Преимуществом бойлеров косвенного нагрева перед другими моделями оказываются:

• заметно меньшие энергозатраты;
• повышенная генерируемая мощность;
• связанная с ней возможность подать теплую воду сразу нескольким потребителям;
• легкость монтажа и скорость прогрева жидкости.

Главный недостаток тоже связан с принципом работы устройства: оно накрепко привязано к реальному источнику тепла. Если таким источником сделали отопление, то в летние месяцы система будет неработоспособна. Компенсировать этот изъян могут встроенные ТЭНы, которые присутствуют практически в каждом бойлере. Аппараты с косвенным нагревом немного дороже, чем их простые электрические аналоги. Кроме того, увеличение длины магистрали и добавление дополнительного звена влечёт усиленный расход энергии.

Некоторые варианты расстановки даже позволяют ставить бойлеры КН и обычные газовые или электрические рядом, друг над другом, чтобы сократить занимаемое место. Теплообменник в аппарате делается из стали либо из латуни, конструкторы стараются максимально нарастить его поверхность. В дополнение к теплозащите изолирующими материалами иногда ставится кожух. Существуют модели с парой теплообменников, которые нагревают жидкость заметно быстрее обычных конструкций.

Системы с рециркуляцией имеют более сложное устройство. Они позволяют получать горячую воду немедленно при открытии кранов, а не через несколько минут после этого. В дополнение к стандартному набору компонентов потребуются:

• расширяющий бачок;
• выпускающий клапан;
• клапан обратного хода;
• предохранительное устройство.

Требуется тщательно продумать, где будет располагаться точка рециркуляции. Подводить холодную воду нужно будет в нижнее отверстие, а выброс горячей будет производиться сверху. Там же подсоединяется ведущая вниз труба теплоносителя. Подключение всех труб между собой достигается за счет переходников, а также кранов и клапанов

Важно: стоит сразу продумать всю систему отопления. Только при этом условии удастся обеспечить качественную рециркуляцию

Применение рециркуляции обеспечивает повышенную эффективность обогрева дома, КПД бойлера сразу вырастает на 30—35%. Для обвязки рекомендуется использовать высококачественные изделия, изготовленные из наиболее крепких материалов. Специалисты считают, что неприемлемо применение шлангов из гофрированной резиной и любых материалов, полученных методами порошковой металлургии. Опасаться шума не стоит: в системе используют насосы небольшой величины, которые работают без лишних звуков. Самая частая схема организации — с разделенными контурами на обогрев и на горячее водоснабжение.

Сервопривод в такой системе автоматически отключает подогрев отопительного контура, когда открыт водопроводный кран. Как только там вода достигнет заданной температуры, отопительная вода начинает прогреваться опять. В другом варианте ставятся два насоса: один обеспечивает рециркуляцию в греющем контуре, а другой — по периметру бойлера. Таким образом приоритет отдается нормализации температуры в нагревателе, и только затем автоматика занимается подогревом радиаторов. Нормальная работа подобной системы обеспечивается только при наличии термостата и устройства, переключающего режимы.

Схемы подключения бойлера к одноконтурному котлу

Существует три способа подключения бойлера к котлу.

Прямое включение водонагревателя в систему отопления

В данном варианте БКН включается в систему отопления, последовательно или параллельно с другими радиаторами. Самая простейшая и неэффективная схема, не рекомендуется к использованию и дана для справки.

Схема прямого включения водонагревающего газового одноконтурного котла к отопительной системе.

Если температура котла установлена ниже 60 °C, эта схема становится ещё менее экономичной, а вода нагревается очень долго.

Увеличение температуры

В схему подключения добавляется трёхходовой клапан — специальное устройство, которое переключает движение теплоносителя при понижении температуры в баке водонагревателя на ГВС и наоборот.

Таким образом, если вода для ГВС остывает, отопление временно отключается. Вся мощность котла перенаправляется на ГВС. Температура на приборе в этой схеме выставляется выше (обычно 80–90 °C). А температура отопления регулируется трёхходовым клапаном.

Использование термостата в водонагревателе и автоматики

Если в БКН установлено термореле (устройство, подающее сигнал при достижении заданной температуры), а на контроллере котла есть контакты для подключения термостата бойлера, то эта схема является самой предпочтительной.

В этом случае электронике котла известно о температуре воды в системе ГВС, и она сама решает, куда направить его мощность: на нагрев воды в БКН или на отопление.

Термостат для водонагревателя в систетме отопления, с ним можно узнать данные о температуре воды.

Преимущества

Современные модели газовых котлов с одним контуром подогрева теплоносителя системы отопления можно было бы назвать примитивными водонагревательными устройствами, если бы они не снабжались высокоточным регулирующим и контрольно-измерительным оборудованием для обеспечения надёжности и безопасности всех циклов работы. Для решения задач регулирования и безопасности котлов нацелена автоматическая система защиты котла с регуляторами расхода и давления газа, арматурой, регулирующей расход, температуру и давление подогретой воды, всевозможными датчиками, приборами и предохранительными устройствами. В этом заключается главное преимущество газовых котлов.

Другие важные преимущества:

• простота конструкции и установки котла, имеющего в своём составе топочную камеру с газовой горелкой, контурный теплообменник в топке, систему коллекторов и трубопроводов, насосное оборудование;
• экономичность, достигаемая автоматизацией и наладочными работами по оптимальному и эффективному сжиганию топлива, процессов подмеса и регулирования параметров теплоносителя в соответствии с нормами;
• возможность подключения котлов к каскадным системам отопления в пределах городов и больших посёлков, что позволяет не только централизованно управлять системой, но и обеспечивать надёжный и качественный отпуск тепла потребителям жилых районов, кварталов, микрорайонов, а также предприятиям, котельные которых включены в каскад;
• более экологически чистые выбросы в атмосферу продуктов сгорания газа по сравнению с аналогичными котельными на жидком и твёрдом топливе.

Виды устройств косвенного нагрева

Существует две разновидности приборов косвенного нагрева: с встроенным управлением и без него. Устройства, оборудованные встроенным управлением, подсоединяются к отопительной системе, которая работает от котлов, не имеющих управления. Такие агрегаты оборудованы встроенным датчиком температуры, собственным управлением,  которое служит для включения или отключения подачи  в змеевик горячей воды.

Во время монтажа подобного агрегата, все что потребуется – присоединить на необходимые входы обратку и подачу от отопления, ввести подачу холодного потока, а к верхнему выходу подсоединить гребенку раздачи горячей жидкости. Вот в принципе и все, после заполнения бака водой можно приступать к ее нагреву.

Стандартные бойлеры косвенного нагрева, как правило, работают с автоматизированными котлами. При монтаже нужно в определенное место смонтировать датчик температуры. И связать его с определенным входом котла. После чего делается обвязка бойлера косвенного нагрева согласно определенной схеме. Агрегат можно подсоединить к энергонезависимому котлу, но для подобного необходимы особые схемы.

Следует помнить, что в подобном устройстве воду можно нагревать немного ниже температуры теплоносителя, который циркулирует в змеевике. Таким образом, если котел функционирует в низкотемпературном режиме и максимальная температура, которую он выдает, составляет +40оС, то вода в баке будет нагреваться максимум до этой температуры. Выше данной температуры нагреть воду не получится.

Для того чтобы обойти данное ограничение существуют комбинированные водонагреватели. Они оборудованы встроенным ТЭНом и змеевиком. Задача основного нагрева отводится змеевику, ТЭН служит только для того чтобы довести температуру до заданного значения. Кроме того такие системы отлично сочетаются с котлами, которые функционируют на твердом топливе, в этом случае температура воды не будет падать даже тогда, когда топливо полностью прогорело.

Для такого водонагревателя подходит любой источник горячего водоснабжения. Для данных целей можно использовать любой твердотопливный водогрейный котел, работающий на дровах, угле, пеллетах, брикетах. Также можно своими руками подключить к электрическому, газовому либо котлу на жидком топливе.

Существуют модели, у которых есть собственное управление, в этом случае их монтаж и обвязка более просты. В том случае, когда более простая схема, необходимо продумать систему регулировки температуры и переключение котла на обогрев воды с обогрева батарей отопления.

Монтаж бойлера косвенного нагрева может быть осуществлена, как на полу, так и методом навешивания на стену. У настенных вариантов емкость не должна превышать объем 200 литров, а вот напольные модели могут иметь объем вплоть до 1500 литров. В обоих случаях есть как горизонтальные, так и вертикальные модели. Чтобы установить настенную модель, необходимо стандартное крепление – кронштейны, они устанавливаются на дюбеля соответствующего типа.

Если же говорить о формах, то наиболее распространенной является цилиндр. Почти у всех моделей рабочие выводы сделаны сзади.  Благодаря такому расположению упрощается монтаж устройства, а также сохраняется более элегантный внешний вид. Лицевая часть панели имеет место для монтажа датчика температуры либо термореле, а у некоторых моделей есть также  возможность для монтажа ТЭНа, который будет служить для догрева воды при недостаточной мощности отопления.

Схема электрических соединений

Комбинированную версию резервуара, оснащенную ТЭНом, нужно подключить к домовой электросети с учетом перехода на летний режим, при котором основной змеевик перестанет получать тепло от котла. Предлагаем воспользоваться универсальной схемой,куда включен модуль управления насосом посредством термостата.

Цвета проводов, изображенных на рисунке, соответствуют общепринятой классификации: синий – нейтраль, коричневый – фаза, желто-зеленый – заземление и так далее

В схеме задействован второй термостат безопасности, срабатывающий в момент перегрева санитарной воды. Лампа – индикатор сигнализирует о включении ТЭНа.