Бойлер для отопления дома — инструкция и эксплуатация

Перед приобретением и монтажом бойлера следует понять некоторые конструкционные особенности и принцип работы самых популярных моделей. Существует много типов подобных установок, способных работать одновременно от системы отопления и альтернативных источников энергии.

Устройство и принцип работы бойлера косвенного нагрева

Чем так привлекательны эти агрегаты, так это возможностью выдать большое количество горячей воды сразу нескольким потребителям. При этом нагрев происходит без дополнительных подключений к электрической сети или газовой магистрали, источником тепла служит все тот же котел, что мы используем для отопления дома. Единственное условие – теплогенератор должен иметь запас по мощности, дабы успевать работать с отопительной системой и водонагревателем.

Надо сказать, что устройство бойлера косвенного нагрева достаточно простое, так что при наличии некоторых навыков его можно сделать самому. По сути, это круглый герметичный резервуар приличной вместительности (не менее 100 л), внутрь которого помещен змеевик из медной трубки. Снаружи бак покрыт теплоизоляционным слоем, не дающим воде в емкости быстро остывать. Подробно устройство водонагревателя показано на схеме:

На рисунке показан обычный косвенный бойлер в минимальной комплектации, более совершенные модели дополнительно оборудованы:

  • вторым змеевиком для подключения альтернативного источника тепла;
  • электрическим ТЭНом для поддержания температуры воды в случае отключения котла;
  • термометром и манометром.

Сам принцип работы бойлера косвенного нагрева заключается в передаче тепла не прямым способом от котла массе воды, находящейся в емкости. Посредником служит теплоноситель, нагретый до температуры 70—80 °С и циркулирующий по медной трубке змеевика. Это позволяет довести температуру воды, предназначенной для ГВС, до 60 °С. С целью исключить электрохимическую коррозию металлического бака внутрь помещен магниевый анод, образующий более активную гальваническую пару медь – магний, нежели медь – сталь.

Также накопительный водонагреватель косвенного типа снабжается патрубком для подключения предохранительного клапана безопасности и датчика температуры, присоединяемого к терморегулятору. На тот случай, когда необходимо обеспечивать моментальную подачу горячей воды к смесителям, бойлер снабжен патрубком для подсоединения обратной рециркуляционной линии.

Подогрев воды

Обычная модель бойлера представляет собой цилиндрическую емкость, внутри которой располагаются элементы, нагревающие жидкость. Чтобы подключить устройство к водопроводным трубам, следует врезать два специальных патрубка. В один вода поступает, а из другого выводится к смесителю. Потому некоторые домовладельцы задаются вопросом о возможности использовать схему для создания своеобразной отопительной системы.

Параметров, которых хватает для снабжения жилплощади горячей водой, недостаточно. Автономного отопления с помощью этого устройства организовать практически невозможно. Чтобы водонагреватель начал отапливать частный дом, он должен обладать высоким процентом мощности. По подсчетам специалистов, для обогрева 10 квадратных метров требуется 1 киловатт тепловой энергии. Если в качестве примера взять дом, площадь которого равняется 100 кв. м, то для обеспечения тепла понадобится прибор с мощностью не менее 10 кВт. А такие модели нигде днем с огнем не сыщешь.

Но вполне можно приобрести бойлер для оснащения теплом небольшого дачного домика. Здесь есть свои подводные камни. Обычно пользователи сталкиваются с такими:

  • Высокий показатель инертности. При вместимости бака бойлера в 100 литров, а ТЭНы мощностью 2 киловатта для нагрева воды до 80 градусов понадобится не менее полутора часов. Циркуляция невозможна, поскольку она требует еще больше времени (а это много использованного электричества).
  • Литраж бака. Некоторые хозяева считают, чем более габаритный бак нагревателя, тем лучше: и воды горячей много, и отапливать параллельно можно. Но это не так. Постоянный нагрев приведет к тому, что у теплоносителя будет разная температура, а само устройство вскоре придет в негодность.
  • Большой расход электроэнергии. Постоянно включенный бойлер требует много энергии. При снятии показаний со счетчиков домовладельцев ожидает неприятный сюрприз. Потому круглосуточное подключение водонагревателя к сети потребует немало денег.

В последнее время вопрос об отоплении частного дома с помощью бойлера встал особенно остро. Прибор присутствует практически в каждой жилплощади, а заниматься покупкой и установкой твердотопливного котла не все горят желанием. Но без него здесь вряд ли можно обойтись – вместе эти агрегаты создают так называемое косвенное отопление.

Бойлер совместим с электрическим котлом (и водяным контуром). Дело в том, что они работают по практически одинаковым принципам и обладают почти схожей внутренней структурой. Часто и тот, и другой аппарат называют «бойлерами».

При желании монтажа обычного водонагревателя как главного элемента для отопления домовладельцы могут столкнуться с проблемой гарантии от компании-производителя. Это обусловлено тем, что прибор используется не по назначению.

Усовершенствованная конструкция

Как улучшить теплообмен? Правильно, необходимо увеличить площадь контакта. Разумеется, материал внутренней трубы также важен, медная труба передает тепло гораздо эффективнее. Но в данной конструкции, ставка делается на экономию, поэтому делаем бойлер косвенного нагрева своими руками из стали.

Читайте также:  Возведение кирпичной печи в бане – основные детали процесса

Для улучшения коэффициента теплообмена, можно применить несколько схем:

  1. Классический вариант мы уже рассмотрели.
  2. «U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
  3. Двойное «U» гарантирует двукратное увеличение КПД
Усовершенствованная конструкция

Важно по п.п. 2 и 3:

Термодинамика — не линейная наука. При увеличении площади обмена в таких несовершенных конструкциях, как бойлер «труба в трубе», коэффициент полезного действия меняется дифференцировано.

  1. Создание дополнительного объема за счет образования своеобразной «складки» во внешней трубе. Позволяет накопить больше воды вторичного нагрева.
  2. Змеевик существенно увеличивает длину устройства, при неизменных габаритах.
  3. Так называемая «турбо» схема. Сложная конструкция первичной трубы (с теплоносителем) увеличивает время прохождения тепла через внешнюю оболочку.

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Электрические водонагреватели считаются самыми востребованными у жильцов квартир и частных домов. Популярность обусловлена простотой монтажа и эксплуатации. На схеме в разрезе показано устройство накопительного водонагревателя. Давайте рассмотрим, как выглядит электрический бойлер изнутри:

Устройство и принцип работы электрического бойлера
  • Рассматривать устройство накопительного электрического водонагревателя начнем с бака. Он бывает круглой или овальной формы. Заключен бак в декоративный кожух. Внутреннее пространство между двумя емкостями заполнено пенополиуретаном.
  • Особенностью устройства электрического водонагревателя является наличие ТЭНа. Элемент установлен снизу бака бойлера на фланцевом соединении.
  • Включением и выключением ТЭНа управляет термостат. Любой водонагреватель накопительный работает без превышения максимально допустимой температуры. У электрических бойлеров этот показатель равен 75оС.
  • Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85оС.
  • Забор горячей воды осуществляется через трубку, конец которой выведен к верхней части бака бойлера. Для подпитки холодной воды снизу бака вмонтирован патрубок.
  • Магниевый анод защищает корпус бака от коррозии. По истечении 2–3 лет элемент разрушается и его нужно менять.
  • О работе водонагревателя сигнализирует индикаторная лампочка.

Разновидности ТЭНов

Устройство и принцип работы электрического бойлера

По принципу действия ТЭНы одинаковы. Нагревательным элементом выступает спираль. А вот по исполнению ТЭНы отличаются и делятся на два вида:

  • Мокрый ТЭН состоит из спирали, герметично запаянной внутри медной трубки. В качестве наполнителя используют кварцевый песок. Он играет роль изолятора и предотвращает прикасание спирали к внутренним стенкам медной трубки. Достоинство мокрого ТЭНа в низкой стоимости. Недостаток – большой размер и низкий показатель электробезопасности. При повреждении медной трубки или прикосновения к ней спирали возникает пробой. В результате человек, пользующийся горячей водой, получает удар током.

    так обычно выглядит мокрый ТЭН

  • Cухой ТЭН по принципу работы аналогичен, но он не контактирует с водой. Спираль заключена внутрь диэлектрической колбы, имеющей оболочку. Последняя и соприкасается с водой. Диэлектрическая колба предотвращает контакт спирали с наружной оболочкой. Сухой ТЭН считается полностью безопасным в плане поражения человека электрическим током. Пробой невозможен. При выходе из строя ТЭНа просто сгорает спираль.

    так выглядит сухой ТЭН

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Накопительный водонагреватель с сухим ТЭНом стоит дороже, но он безопаснее и отличается длительным сроком эксплуатации. Компактные размеры позволяют вмонтировать в бойлер два нагревателя. Самым надежным считается сухой ТЭН, наборной корпус которого сделан из стеатита.

Обвязка газовых котлов

Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:

Обвязка газовых котлов
  • группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
  • расширительный бачок;
  • циркуляционный насос.
Обвязка газовых котлов

В настенных газовых котлах расширительный мембранный бак и группа безопасности уже установлены

Обвязка газовых котлов

Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов. При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя.

Обвязка газовых котлов

Схема обвязки настенного газового котла

Обвязка газовых котлов

В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.

Обвязка газовых котлов

Пример обвязки настенного газового котла (двухконтурного)

Обвязка газовых котлов

В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.

Обвязка газовых котлов

Схемы обвязки напольных газовых котлов

Обвязка газовых котлов

Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.

Обвязка газовых котлов

Схемы обвязки напольного газового котла

На двух схемах классической обвязки котла установлена дополнительная перемычка. Это так называемая «антиконденсационная» петля. Нужна она в больших системах, если температура воды в обратном трубопроводе слишком низкая, она может вызвать образование конденсата. Чтобы устранить это явление и устраивают эту перемычку. С ее помощью к обратному трубопроводу подмешивается горячая вода с подачи, подымая температуру выше точки росы (обычно 40 °C). Есть два основных способа реализации:

В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.

Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.

Внутренний бак

Конструкция внутренней емкости бойлера должна соответствовать критерию повышенной коррозионной стойкости и при этом противостоять постоянным температурным перепадам, поэтому данному элементу производители уделяют немало внимания, разрабатывая новые покрытия бака и применяя способы его защиты.

Стальные баки с покрытием из стеклоэмали или стеклофарфора

Внутренний бак

Такое покрытие получают напылением защитного слоя с последующим его обжигом при высокой температуре (до 850оС). Стеклоэмаль не способна к окислению, поэтому абсолютно не корродирует. К тому же, ее гладкая поверхность противостоит образованию накипи.

Парадоксально, но основной недостаток такого покрытия проистекает из его достоинства – высокая твердость слоя малопластична и со временем постоянные перепады температуры воды приводят к образованию микротрещин в его слое, которые в итоге способствуют разрушению бака.

Производители постоянно ищут новые составы для покрытий такого типа. К примеру, добавление титанового порошка уравняло температурные коэффициенты расширения стеклофарфора и стали, несколько улучшив стойкость слоя к растрескиванию. Немного уменьшить вредное влияние температурного воздействия можно, установив температуру воды в бойлере не выше 70оС, хотя все равно хотя бы раз в месяц придется прогреть устройство максимально, для соблюдения санитарных правил. Другим недостатком стеклофарфорового покрытия бака можно считать увеличенный вес бойлера. Компании, выпускающие водонагреватели с емкостями данного типа, дают гарантию на свою продукцию не более 3 лет.

Внутренний бак

Стальные баки с титановым напылением

Напылением титанового порошка на внутреннюю часть бака достигается отличная коррозионная стойкость. При этом данный тип покрытия имеет высокую прочность и механическую стойкость, имея слабые места лишь на сварочных стыках. Гарантия на устройство с таким баком составляет до 10 лет, что является громадным преимуществом, даже если учитывать его довольно высокую стоимость.

Нержавеющие внутренние баки

Внутренний бак

Такие емкости лишены недостатков двух предыдущих элементов. Нержавеющая сталь, как и титан, способна противостоять влиянию примесей, находящихся в воде, а также коррозии. Есть мнение, что нержавеющая сталь придает воде своеобразный запах и вкус, появляющиеся во время ее нагрева, однако это лишь домыслы, абсолютно не подтвержденные научными исследованиями. Известно, что «нержавейка» не вступает в химическую реакцию с водой. На такие баки изготовители также дают до 10 лет гарантии, однако они являются самыми дорогостоящими. Баки из нержавеющей стали, а также с титановым напылением больше подвержены образованию накипи, нежели стеклофарфоровые, но это нисколько не умаляет их достоинств. Во внутреннем баке установлены трубки подвода холодной воды и отвода горячей, а также электронный блок нагрева и защиты.

Основной процесс

Инструкция по подключению бойлера к электросети будет предоставлена с того места, когда вся отопительная система будет подведена к месту установки агрегата. Все, что Вам остается – повесить водонагреватель на стену и подсоединить его к электропитанию.

Крепление к стене

Основной процесс

Рассмотрим более сложный вариант, когда будет применяться установка бойлера накопительного типа, т.к. монтаж проходного водонагревателя менее трудоемкий (из-за меньшего веса и габаритов изделия). Сначала нужно разметить стену в соответствии с размещением креплений. Для этого отмеряем расстояние, необходимое для установки крепежных ушей, и переносим его на стену. Обязательно используйте строительный уровень, чтобы уши были размещены строго горизонтально.

Любой перекос повлияет на работоспособность агрегата, а следовательно, на его срок службы и эффективность использования. Бак должен быть размещен идеально ровно как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.

Не переживайте за декоративную отделку стен. Если даже уже сделан ремонт в квартире, при аккуратном монтаже Вы не повредите поверхность. Подробную инструкцию по установке и подключению бойлера настенного типа Вы также можете увидеть на видео примере:

Основной процесс

Как установить водонагреватель на стену

Подключение проводов

Когда водонагреватель будет надежно закреплен на стене, требуется самостоятельно подвести к нему электропроводку. Рассмотрим два существующих варианта подключения проводки от счетчика.

Вариант 1 – Питание от розетки

Основной процесс

Такой вариант используется, если мощность агрегата не превышает 3,5 кВт. В этом случае необходимо подвести розетку к месту подключения бойлера к электрической сети, как показано на схеме выше. Минимальное сечение кабеля должно составлять 2,5 (жилы медные). Рекомендуется заблаговременно осуществить расчет сечения кабеля, чтобы он смог выдержать возникающие нагрузки.

Вариант 2 – Питание от щитка

Если Вы приобрели устройство мощностью свыше 3,5 кВт, использовать питание от розетки запрещается, ведь она попросту не выдержит такой нагрузки. В этом случае необходимо подвести к водонагревателю кабель напрямую от распределительного электрощитка, установленного в квартире либо доме.

Основной процесс

Следует обратить Ваше внимание на то, что подключение бойлера к однофазной сети можно осуществлять в том случае, если его мощность составляет не более 4 кВт. Если номинальная мощность выше, обязательно сеть должна быть трехфазной (напряжение 380 Вольт).

После того как Вы определитесь со способом подключения бойлера к электричеству, нужно самому запитать устройство и переходить к следующему этапу. На видео ниже рассматриваются различные схемы подключения водонагревателя:

Электрические схемы монтажа

Установка защиты

Основной процесс

Так как при создании системы отопления Вы будете иметь дело с мощным оборудованием, а также близким расположением воды и тока, необходимо позаботиться о защите бойлера и самого себя.

В первую очередь нужно осуществить подключение УЗО и автоматического выключателя к линии, которая будет обслуживать агрегат. Если питание будет происходить от розетки, устанавливать защитную аппаратуру рекомендуется на распределительном щитке. В том случае, если питание будет происходить напрямую от щитка, устройства защиты должны быть вблизи самого объекта чтобы можно было удобно и безопасно осуществлять его обслуживание. Не забываем о том, что при близком размещении УЗО и АВ необходимо обеспечить защиту устройств от попадания влаги. Для этого рекомендуется помещать изделия в герметичный короб.

В сети 220 В необходимо обязательно подключать электробойлер через двухполюсный автоматический выключатель. Помните важное правило — автоматика устанавливается с верхним подключением вводной фазы и нуля.

Основной процесс

Первый запуск

Когда все электромонтажные работы будут окончены, следует переходить к пуску оборудования. Первым делом необходимо проверить все соединения проводов и труб на целостность и герметичность. Если никаких отклонений не обнаружено, можно приступать к включению электропитания. Для этого сначала открываются задвижки на трубах (холодного и горячего контура), после чего можно включать автомат и УЗО. Настоятельно рекомендуем просмотреть видео инструкцию, в которой весь процесс рассмотрен наглядно:

Видео урок: подключение электрического бойлера к сети и трубопроводу

Схема отопления с бойлером косвенного нагрева

Схема подключения накопительного водонагревателя косвенного нагрева с напольным котлом через гидрострелку выглядит следующим образом:

Для напольных котлов требуется подключение дополнительной автоматики для корректной работы.

Схема упрощается если бойлер косвенного нагрева подключить к котлу Протерм, Вайлант и др.

Схема отопления с бойлером косвенного нагрева

Данный производитель позаботился о своих пользователях как нельзя лучше и продает дополнительный трехходовой клапан (Fugas). Который подключается к встроенной автоматике и позволяет без коллекторов, гидрострелок и пр. сделать полноценную систему ГВС с использованием накопительного водонагревателя косвенного нагрева. При этом все работает очень надежно и четко.

Именно это решение заслуживает большего внимания потому что не требует каких-то особых познаний в программировании, гидродинамике и всём прочем.

Схема подключения бойлера косвенного нагрева к котлам Phroterm (газовым, электрическим) будет выглядеть следующим образом.

Это схема взята из руководства пользования данных котлов. Единственное что не указано на схеме это расширительный бак для бойлера.

В месте где расположена группа безопасности необходимо врезать расширительный бак. Объем расширительного бака должен быть 0,1*объем бойлера т.е. 10% от его литража. К тому же предохранительный клапан необходимо установить не для системы отопления (он рассчитан на давление 3 бара), а для системы водоснабжения с рабочим давлением 8 бар. В продаже есть полноценные группы безопасности для бойлеров косвенного нагрева с уже установленными манометром, предохранительным клапаном и воздухоотводчиком. Их удобно крепить на стене. К ней же ставится расширительный бак.

Еще один нюанс в использовании накопительного косвенного водонагревателя. Его необходимо периодически разогревать до температуры выше 60 гр. по Цельсию. Это предотвратит образования в нем бактерий. Самой опасной считается легионелла. Она очень активно размножается именно в теплой воде. При небольшой концентрации она безопасна для человеческого организма, но при высокой…

Схема отопления с бойлером косвенного нагрева

Взято из Википедии.

Выше 70 °C — Legionella погибает почти мгновенноПри 60 °C — 90 % погибает в течение 2 минутПри 50 °C — 90 % погибает в течение 80—124 минут, в зависимости от штамма48—50 °C — Может выживать, но не размножаться32—42 °C — Идеальный промежуток температур для роста25—45 °C — Промежуток температур, где происходит ростНиже 20 °C — Может выживать, но в состоянии покоя, даже ниже температуры замерзания

Автоматика котла позволяет проводить такую профилактику, однако при неправильном монтаже вы можете плодить эту дрянь у себя в бойлере постоянно. Имейте это ввиду.

Это касается и двухконтурных котлов хотя в меньшей степени. При долгом отсутствии движения воды следует сливать в начале застоявшуюся в канализацию.

Подключение нескольких котлов в одну систему

В регионах, где имеется нестабильная подача газа или электроэнергии прибегают к установке двух котлов, например, твердотопливного и газового. Два агрегата могут работать по разным схемам:

  1. Последовательное подключение – между агрегатами устанавливается термоаккумулятор, в который поступает от твердотопливного котла подогретый теплоноситель. Затем он направляется в систему с газовым устройством, а после расходится потребителям.
  2. Параллельное подключение – в этом случае работа твердотопливного агрегата контролируется датчиками безопасности. Также устанавливается трехходовый клапан, с помощью которого можно отключить любой из агрегатов.

Многоконтурные отопительные системы снабжаются гидравлическими распределителями, компенсирующими разницу давления и балансирующими потоки теплоносителя. Иногда можно организовать систему без гидравлики, тогда давление регулируют балансировочные вентили.

Водонагреватели накопительные электрические

Электрические бойлеры накопительного типа состоят из: корпуса с теплоизоляцией, электрического ТЭНа, анода, блока управления, подводящих коммуникаций. Принцип действия прост: заполненный холодной водой бак нагревает воду определенное количество времени до заданной температуры.

Количество затрачиваемой бойлером электроэнергии – 1,5-2 кВт, что не является предельным показателем для бытовой электрической сети. Поэтому данные приборы можно устанавливать в квартире, на даче. Обязательное условие – наличие заземления.

Используемый внутри системы анод предотвращает, замедляет коррозию нагревательного элемента, внутреннего покрытия бака, принимая на себя основное взаимодействие с водой при окислительной реакции. Тем не менее, регулярное техническое обслуживание, правильную эксплуатацию необходимо соблюдать.

Электрические бойлеры могут быть различного объема (10-200 л) и производительной мощности (1,2-2,5 кВт). Оптимальный выбор зависит от условий дальнейшего использования. Загородные дома, дачи лучше оборудовать приборами мощными, со средним или большим объемом бака (если проживают, постоянно пользуются водой сразу несколько человек). Квартиры вполне достаточно оснастить маломощным прибором небольшого объема, так как температура холодной городской воды выше, чем загородной, на ее нагрев потребуется меньше мощности.