Бойлер косвенного нагрева своими руками — принцип работы и устройство

Владельцы частных домов ищут способы совместить автономное отопление с обеспечением горячего водоснабжения для хозяйственных нужд. Один из вариантов решения проблемы – установить газовый котел с бойлером. Монтаж такого агрегата возможен во всех местностях, где есть подключение к магистральному газоснабжению.

Схема бойлера.

Прежде всего, накопительный водонагреватель имеет вид теплоизоляционного бака, имеющего патрубки для перемещения воды. Дно бака обладает антикоррозийным покрытием. Кроме того, в емкости размещен ТЭН, осуществляющий нагрев воды, датчик температуры и магниевый анод, предназначенный для защиты от накипи.

Эти водонагреватели имеют второе название – бойлеры. Как правило, средняя их мощность составляет около 1-2 кВт. Это значит, что для их установки в доме подойдет обычная стандартная электропроводка.

Благодаря тому, что прибор имеет теплоизоляцию, нагретая вода может оставаться теплой на протяжении нескольких суток, не осуществляя ее дополнительный прогрев. Несомненно, это очень удобно даже в случае временного отсутствия электроэнергии в доме. К примеру, объем стандартных накопительных бойлеров составляет 60-80 литров. В результате, при рациональном использовании этой воды хватает от одного до нескольких дней.

Схема бойлера.

Структура накопительного водонагревателя. Кликабельно.

ТЭН прибора имеет змеевидную форму и полностью погружен в бак с водой. Как выяснилось, из всех элементов накопительного бойлера ТЭН является наиболее слабым. Поскольку он больше подвержен износу и требует замены по мере использования. Как правило, периодичность его замены обусловлена жесткостью воды и составляет в среднем несколько лет.

Как уже отмечалось выше, защитную функцию от накипи выполняет магниевый анод. Однако в процессе эксплуатации его следует проверять и, в случае надобности, заменять. Если этим пренебречь, то магниевый анод перестанет функционировать, и на стенках водонагревателя появится накипь. Удалить ее будет практически невозможно из-за формы резервуара. Как правило, баки у накопительных бойлеров чаще всего стальные. К примеру, более дорогие модели бойлеров сделаны из нержавеющей стали, а более дешевые – из стеклокерамики либо имеют эмалированное покрытие.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

Встроенный бойлер позволяет иметь запас горячей воды для бытовых нужд маленькой семьи

Отопительные агрегаты, оснащенные водонагревателем, отличаются между собой по ряду характеристик. Для успешного выбора модели нужно внимательно изучить все значимые параметры.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

Расположение бойлера

Иногда нагреватель воды приобретают отдельно и монтируют по соседству с отопительным агрегатом. В этом случае большое значение имеет подбор оптимального объема емкости под мощность котла. При использовании слишком больших резервуаров жилище будет прогреваться хуже.

Котел со встроенным бойлером – более компактный вариант. Часть генерируемого тепла у них тратится на нагрев воды в бачке и сохранение ее температуры.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

Количество контуров

Для большой семьи нужен котел со встроенным крупногабаритным бойлером

Одноконтурные устройства способны выполнять только одну задачу – обогревать помещение. Чтобы заставить такой котел выполнять две функции одновременно, к нему надо подсоединять внешний бойлер, снабженный теплообменником. Агрегаты с двумя контурами интегрируют в себе 2 узла. Один из них подогревает жидкость для подачи в отопительную систему, другой ответственен за горячее водоснабжение.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

В продаже можно встретить следующие типы двухконтурных устройств:

  • Настенные с проточным теплообменником. Их преимущества – малые габариты, демократичная цена, простота управления и монтажа. Такой агрегат может обслужить 2 водоразборные точки и обогреть жилплощадь до 300 м2.
  • С небольшим (на 40-60 л) бойлером, вмонтированным внутрь. Отапливаемая площадь в этом случае равна предыдущему варианту, но подавать воду возможно в 4 точки сразу.
  • С массивным бойлером на 80 л и более.

Некоторые изделия со встроенным водогрейником укомплектованы всеми необходимыми элементами – система безопасности, монтажные детали. К другим оборудование приходится докупать отдельно.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

Способ установки

Массивное оборудование удобнее ставить на полу

Устройства с бойлером бывают подвесными и напольными. Оборудование первого типа компактнее и легче, его можно разместить в нише в стене. Теплообменник из стали обеспечивает меньший вес. Напольные агрегаты производительнее, имеют прочный чугунный теплообменник. Устанавливать их целесообразно в отдельном помещении. При монтаже нужно соблюдать все указания инструкции, прилагаемой к агрегату.

Разновидности и принцип работы газового котла со встроенным бойлером

Принцип работы

Жидкость для обогрева дома и бытовых нужд подогревается одновременно, проходя по трубам. Температура повышается благодаря работе газовой горелки. В агрегатах применяется механизм приоритетной подачи: когда открывается кран водопровода, система переключается на обеспечение горячей водой. Поскольку используют его недолгое время, серьезного охлаждения воздуха не происходит.

Читайте также:  Как построить угловой камин. угловой камин своими руками

Какие бывают бойлеры и в чем их отличие

Существует несколько видов бойлеров – электрические, газовые, косвенного нагрева, комбинированные, проточные водонагреватели и т. д. Их распространение и популярность в той или иной стране определяется ресурсами, которыми она обладает. Например, Германия, которая одной из первых провела электричество буквально в каждый дом, также первой начала производить и электробойлеры. В Украине так сложилось, что до 2014 года был очень дешевый газ и преобладало газовое водонагревательное оборудование (газовые колонки). Сейчас же бойлеры намного эффективнее, что вместе с подорожанием газа, делает их наиболее привлекательным выбором практически для всех хозяйств, где нужен ГВС.

Накопительный бойлер

В основе конструкции накопительного электробойлера лежит тепловой электрический нагреватель – так называемый ТЭН, терморегулятор и магниевый анод. Последний защищает внутреннюю поверхность бойлера от коррозии, которая происходит вследствие окисления железа выделившимся из воды воздухом. Дело в том, что магний тоже взаимодействует с воздухом, но отличается значительно большей химической активностью. И поскольку основная часть воздуха уходит на разрушение магниевого анода, железный бак остается в относительной безопасности.

Изготавливается в основном из стали (у каждого производителя различная толщина), хотя существуют и модели сделанные из нержавеющей стали. Внутри бак эмалирован (также у разных производителей может быть разная эмаль или даже её смесь). Корпус обязательно утеплен снаружи (между баком и его декоративной обшивкой.

Изготавливаются от 15 до 1500 литров!

Как правило, электрические накопительные бойлеры являются настенными (крепятся на кронштейны или специальные монтажные планки), но встречаются и напольные модели (от 150 и более литров).

Видео: Накопительные водонагреватели и их разновидности

Бойлер косвенного нагрева

Водонагревательные приборы этого типа используют тепловую энергию отопительного контура, поэтому фактически не требуют дополнительных затрат. В резервуар с водой устанавливается змеевик из устойчивого к коррозии материала, через который пропускается горячий теплоноситель из основного (отопительного) контура. Он и нагревает воду в бойлере. Таким образом, нагрев воды происходит как бы вскользь, в процессе отопления дома, поэтому и называется он бойлером косвенного нагрева.

Такой метод нагрева воды не зря признан как самый экономный — ведь, по сути, Вы просто топите дом (будь это газ, твёрдое топливо или электричество), а уж бойлер нагревает воду как "побочный эффект" отопления.

Производятся как в настенном, так и в напольном виде.

Кстати, существуют конструкции бойлеров косвенного нагрева с двумя и даже тремя змеевиками — для работы от двух и больше отопительных аппаратов (например, от твердотопливного котла и солнечной батареи).

Статья по теме: Бойлер косвенного нагрева — всё что нужно знать.

Комбинированный бойлер

В последнее время все более популярными становятся комбинированные бойлеры, позволяющие максимально эффективно использовать тепловую энергию. Комбинированные водонагреватели, пожалуй, наиболее перспективны и позволяют по мере необходимости переходить от одного способа нагрева к другому. В одном устройстве совмещается несколько типов нагревателей (обычно два). К примеру, для нагрева воды могут использовать тепло от твердотопливного котла, а вторым нагревательным элементом будет ТЭН. Таким образом, бойлер считается комбинированным.

То есть зимой можно получать горячую воду от косвенного нагрева (твердотопливный котел), а летом от электричества.

Проточный водонагреватель

Конструкция электрического проточного водонагревателя состоит из небольшой коробки, внутри которой расположен электроТЭН. Данный аппарат в зависимости от вида (напорный, безнапорный) врезается либо непосредственно в водопроводный стояк, либо в месте, где необходима горячая вода (мойка, душ). Количество горячей воды – неограниченно, в отличие от бойлеров, ограниченных объемом накопительного бака. Температура нагреваемой воды варьируется от погодных условий, мощности водонагревателя и напора воды – чем больше напор, тем меньше температура. Однако проточные водонагревателя потребляют очень много электроэнергии, поэтому нужно проверять мощность проводки в доме, чтобы не было короткого замыкания. Более подробно — в видео обзоре.

Видео: Проточные водонагреватели — что это?

Также рекомендуем нашу статью: Проточный нагреватель воды | какие бывают.

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.

Читайте также:  Как оформить камин, рассматриваем самые популярные варианты отделки

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

Теплоаккумулятор для котлов отопления: особенности устройства и подключения

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.

Теплоаккумулятор для котлов отопления: особенности устройства и подключения

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.

Безопасность газового бойлера Аристон

Как и любое газовое оборудование, газовый водонагреватель должен иметь датчики безопасности. При установке газового бойлера непременно должен быть дымоход для вывода продуктов сгорания газа. На современных устройствах есть специальные клапаны и предохранители, которые мгновенно отключают подачу газа, если произошли какие-то нарушения – перестала идти вода, угарный газ попал вместо дымохода в помещение, или если пламя по какой-то причине погасло.

Безопасность газового бойлера Аристон

Обзор газовых бойлеров показывает, что современные водонагреватели оберегают нас от возможной опасности, однако стоит запомнить, что установка газового оборудования – дело большой ответственности и доверять его стоит лишь профессионалам.

Безопасность газового бойлера Аристон

Видео обзор газового бойлера Ariston FAST EVO

Безопасность газового бойлера Аристон

Безопасность газового бойлера Аристон

Схема подключения накопительного бойлера для нагрева воды

Обычно для подключения бойлера приглашают специалиста, чтобы исключить ошибки при монтаже и для беспроблемной эксплуатации оборудования. Однако некоторые люди предпочитают проводить подключение накопительного водонагревателя самостоятельно, тем более что схему монтажа можно найти в инструкции к применению или в интернете.

Схема подключения накопительного бойлера для нагрева воды

В квартирах бойлер в основном ставят в санузлах и ванных комнатах

Перед подключением нужно подготовить соответствующий инструмент и материалы, а именно:

Схема подключения накопительного бойлера для нагрева воды
  • перфоратор или ударная дрель;
  • соответствующие сверла;
  • анкерные болты для крепления;
  • ключи;
  • водяной фильтр;
  • дренажную трубку;
  • гибкие трубки для подвода холодной и отвода горячей воды;
  • предохранительный клапан;
  • электропровод;
  • устройство защитного отключения;
  • газовый шланг и редуктор давления (для газовых колонок).

Общая схема подключения накопительного водонагревателя

Схема подключения накопительного бойлера для нагрева воды

На видео подробно как включить бойлер для нагрева воды

Электрические бойлеры

Огромной популярностью в современных домах пользуются накопительные электрические бойлеры. Они устанавливаются и в частных особняках и в многоквартирных строениях. Объем их бака варьируется от 30 до 100 литров. Такие устройства включаются в систему водоснабжения сразу после магистрального трубопровода и могут снабжать горячей водой несколько кранов. Дополнительными опциями в таких устройствах являются специальные термостаты для непрерывного нагрева или для защиты от замерзания.

Монтаж такого устройства сравнительно прост – как правило сразу за местом подключением сети водоснабжения вашего дома или квартиры в водораздающей системе устанавливается нагреватель. Он может встраиваться параллельно имеющейся системе горячего водоснабжения и позволяет пользоваться горячей водой даже при отключениях магистральной системы.

Накопительный электрический нагреватель имеет сравнительно небольшую мощность теплового элемента, сравнимую с электрочайником. Его можно включать в обычную розетку. Но, тем не менее в домах старой постройки перед установкой накопительного электрического водонагревателя рекомендуется провести ревизию системы электропитания и при необходимости проложить новый провод к розетке от распределительного щитка и отдельного автомата выключения.

Цена бытового накопительного нагревателя может зависеть от множества факторов, например от известности бренда, от его объема, от мощности ТЭНа.

Основным фактором, определяющим цену такого устройства является объем и материал исполнения накопительного бака.

Читайте также:  Готовые идеи дизайна гостиной с камином и телевизором

Минимально необходимый объем накопительного нагревателя на семью из трех человек составляет 50 литров. Но в этом случае утром вам удасться только умыться. Ни о каком приеме душа несколькими домочадцами не может быть и речи. Наиболее оптимальным объемом будет нагреватель на 80 литров. В принципе такой объем позволяет даже с комфортом рпинимать ванну.

Типы электрических водонагревателей

Наиболее экономичный способ нагрева холодной воды — это использование газовой колонки, но в большинстве случаев этот нагревательный прибор просто невозможно установить. В многоэтажных домах чаще всего отсутствуют специальные системы отвода отходов горения природного газа, а многие частные дома и дачи не газифицированы. Поэтому в этом случае монтаж электрических приборов для получения горячей воды не имеет альтернативы. Все электрические водонагреватели делятся всего на два типа: накопительные (бойлеры) и проточные. Ниже мы кратко рассмотрим принцип действия каждого типа по отдельности.

  1. Электрический накопительный водонагреватель (бойлер). Этот прибор чаще всего называют бойлером. Устройство представляет собой простой бак для воды с установленными нагревательными элементами (ТЭНами) и электронными или механическими системами управления. Сама емкость имеет термоизоляцию от внешней среды, что позволяет существенно экономить электроэнергию. Принцип работы накопительного водонагревателя статический. Бак заполняется холодной водой и она нагревается с помощью ТЭНов. Весь процесс нагрева и поддержания необходимой температуры происходит под управлением блока автоматики.
  1. Проточный электрический водонагревательный прибор. Принцип работы проточного водонагревателя динамический. В этом устройстве нет накопительной емкости для холодной воды. Процесс нагрева воды ТЭНами происходит в специальных трубах и змеевиках при постоянном потоке водной среды через эти элементы. Как и в накопительных системах, в проточных водонагревателях реализован принцип механического или автоматического управления с помощью электронного блока. Для быстрого нагрева сильного потока воды до необходимой температуры проточный электронагреватель должен иметь достаточную мощность, что является определенным недостатком.

Эти два типа электрических водонагревателей могут иметь различное исполнение. Существуют приборы с косвенным нагревом, где тепловая энергия передается воде через дополнительный теплоноситель в теплообменном модуле. В этом случае нагревательные элементы подогревают специальную жидкость, которая, в свою очередь, передает тепло холодной воде в теплообменнике. Кроме того, в качестве элементов нагрева могут использоваться не только ТЭНы, но и другие устройства, например, инфракрасные источники.

Но все эти устройства намного дороже, поэтому в основном используются проточные и накопительные водонагреватели с прямым подогревом воды нагревательными элементами сопротивления, то есть ТЭНами. Ниже мы более подробно рассмотрим устройство, принцип работы, преимущества и недостатки обеих типов электрического водонагревательного оборудования. Это позволит вам сделать правильный выбор устройства для бесперебойного обеспечения горячей водой своего жилья, офиса или хозяйственного помещения.

Форма и монтаж водонагревателей

Обычно мы привыкли видеть водонагреватели цилиндрической формы, но на рынке также представлены бойлера прямоугольной формы

— особенно удобно при установке в шкафчик или подставку. Также на рынке имеются водонагреватели с одним узким краем —«слим-бойлера» . Такая конструкция позволяет установить такой бойлер в нишу или тумбу.

При монтаже бойлеров нужно учитывать его вес

который примерно составляет (накопительный бойлер с водой):

  • 30 литров — около 30 кг нагрузки на стену;
  • 50 литров — около 70 кг;
  • 80 литров — до 100 килограмм;
  • 100 литров и более — от 130 кг и больше.

Поэтому на стену вешают бойлера объемом литров до 80

(иногда в 100), при этом установка должна быть произведена в прочную кирпичную кладку основной (несущей) стены или железобетонную панель при помощи анкеров. 100 литровые бойлера устанавливают непосредственно на пол, либо подвешивают на стену делая снизу специальную напольную поддержку (пусть и самодельную — 100 литров кипятка это вам не шутки).

Схема устройства и принцип работы

С помощью генератора высокой частоты (десятки кГц), в индукционной катушке генерируется переменный ток. По законам физики, в этот момент возникает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором. В проводнике, попавшем под действие магнитного поля, возникают беспорядочные вихревые токи. Молекулы начинают хаотичное движение и материал быстро нагревается.

Схема устройства и принцип работы

С помощью такого индуктора можно даже раскалить докрасна металлическую заготовку. Поскольку в трубе протекает вода, избыточного нагрева не происходит.

Генератор можно позаимствовать из варочной поверхности (разумеется, индукционной), либо изготовить самостоятельно.

Схема устройства и принцип работы

Еще один вариант донорства — инверторный сварочный аппарат.

Хотя, учитывая простоту электрической схемы, многие домашние мастера изготавливают подобные генераторы из доступных радиоэлементов.

Схема устройства и принцип работы