Устройство, схема и принцип действия бойлера

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

• электрические накопительные нагреватели;
• бойлеры косвенного нагрева;
• газовые бойлеры;
• проточные нагреватели.

Ремонтные особенности накопительного устройства для нагревания воды

Починка нагревателя для воды с накопительным эффектом не самая трудоемкая, потому что в нем отсутствуют движущиеся части. Но и его можно с успехом избежать, если обеспечивать нагревателю качественное и регулярное техническое обслуживание. За счет этого есть возможность ощутимо увеличивать срок эксплуатации бака и ТЭНа. Магниевый анод нужно менять каждый год. Обеспечением технического обслуживания обязательно должен быть заниматься официальный центр от фирмы-изготовителя, устройство которого вы купили.

Получается, что устройство накопительного водонагревателя более предпочтительное, чем проточное, если горячее потребление воды в домовладении весьма высокое. Запасы горячей воды в ней дают возможность не просто мыть посуду, но и вымыться всей семьей в воде с приятной температурой.

Схема работы накопительного водонагревателя

Стандартная схема работы водогрейного оборудования базируется на принципе разделения нескольких водных слоев, отличающихся разным температурным режимом. Отбор горячей жидкости из водонагревателя производится через патрубок горячего водоснабжения.

Такая трубка имеет строго определенную длину, достигающую верхнего, наиболее прогретого слоя. Законы физики не позволяют располагать параллельно водогрейный прибор вертикальной конструкции.

Электрическая схема накопительного водонагревателя

При выборе накопительного бойлера электрического нагрева нужно обращать внимание на его конструктивные особенности, а также учитывать основные правила монтажа водогрейного прибора.

Основные характеристики

Основными техническими характеристиками бойлера являются:

1. Материал изготовления корпуса (эмаль, нержавеющая сталь, пластик).
2. Тип размещения (настенный, напольный, вертикальный, горизонтальный).
3. Номинальное напряжение электрической сети (220 или 380 В).

4. Давление воды (особенно актуально для проточных водонагревателей). При небольшом напоре в водопроводе может испортиться нагревательный элемент

5. Объем бака.
6. Вес.
7. Габаритные размеры (глубина, ширина, высота).
8. Максимальная мощность.
9. Наличие регулятора температуры воды, магниевого анода.
10. Толщина и материал слоя теплоизоляции (самый высокоэффективный – пенополиуретан).
11. Тепловые потери (напрямую зависят от слоя теплоизоляции, чем он толще, тем меньше потери и экономичнее водонагреватель).
12. Тип управления (гидравлическое, электронное, наличие ЖК-дисплея).

Подключение

Как правильно подключить водонагреватель своими руками?

Инструкция предсказуемо зависит от типа прибора.

In-Line проточник ставится в разрыв перемычки, соединяющей системы холодного и горячего водоснабжения. Какая-либо дополнительная обвязка прибору не нужна.

Подключение Atmor In-Line: прибор соединяет собой подводки холодной и горячей воды.

Проточный нагреватель, работающий без избыточного давления, подключается душевым шлангом к смесителю или гибкой подводкой к водоразборному крану.

Временное решение: прибор подключен к шлангу душа вместо лейки. За регулировку напора отвечают краны смесителя.

У меня этот прибор установлен так:

Бойлер требует более сложной обвязки. Дело в том, что устройство накопительного водонагревателя нижнего ценового диапазона не предусматривает какой-либо защиты от сухого включения. Поэтому на входном патрубке бака для воды устанавливаются:

Группа безопасности для накопительного нагревателя — обратный и предохранительный клапаны в одном корпусе.

Схемы подключения бойлера к котлу

Перед тем как подключить бойлер косвенного нагрева, разрабатывают исполнительную схему подсоединения и параметры монтажа БКН. Они зависят от модификации устройства, схемы котлоагрегата и системы теплоснабжения в домовладении.

Наиболее часто применяют комплект подключения бойлера БКН для двухконтурных агрегатов и с трехходовыми клапанами.

Обвязка с насосами циркуляции котловой воды

Схема с 2-мя циркуляционными электрическими насосами применяется для временного нагрева ГВС, например, при сезонной работе БКН и при использовании в выходные дни. Кроме того этот вариант применим, когда задается температура ГВС ниже чем Т теплоносителя на выходе из котла.

Она выполняется с двумя насосными агрегатами, первый размещают на подающей трубе перед БКН, второй — на контуре для отопления. Циркуляционная линия контролируется электронасосом через термодатчик.

По его электросигналу насос ГВС будет включен в работу только при падении температуры ниже установленного размера. Трехходовой клапан в этом варианте отсутствует, обвязка выполняется посредством обычных монтажных тройников.

Обвязка с энергонезависимым котлоагрегатом

Это схема применяется для энергонезависимого котлоагрегата, работающего с естественной циркуляцией теплоносителя, поэтому, чтобы обеспечить требуемый гидравлический режим и теплоноситель смог циркулировать и через котлоагрегат и радиаторы в комнатах. Эта схема для настенных модификаций, которые допускают установку на уровне 1 м от “О”-отметки в топочной.

Напольные модели в такой схеме будут иметь низкие скорости циркуляции и нагрева. Может сложиться такая ситуация, что необходимого уровня нагрева достигнуть не получится.

Такую схему применяют только для аварийных режимов, когда отсутствует электроэнергии. В обычных энергозависимых режимах в схему устанавливают циркуляционные электронасосы для обеспечения требуемой скорости движения теплоносителя.

Обвязка с 3-х ходовым клапаном

Это наиболее распространённый вариант обвязки, так как он допускает параллельный режим функционирования и отопления и ГВС. Схема имеет довольно простое исполнение.

БКН устанавливается рядом с котлоагрегатом, на подающей линии монтируется циркуляционный электронасос и трехходовой клапан. Вместо одного источника могут использоваться группа однотипных котлов.

Трехходовой клапан выполняет функции переключателя режимов и контролируется термореле. При снижении температурного режима в баке, срабатывает термодатчик, подающий электрический сигнал на трехходовой клапан, после чего он переключает направление движения греющей воды с отопления на ГВС.

По сути, это схема работы БКН с приоритетом, обеспечивающая быстрый нагрев ГВС при полностью отключенных в этот период радиаторов. После достижения температуры, переключается трехходовой клапан, и котловая вода попадает в систему отопления.

Схема с линией рециркуляции

Рециркуляция теплоносителя применяется, когда существует контур в котором должна все время циркулировать горячая вода, к примеру, в полотенцесушителе. Эта схема имеет большие преимущества, поскольку не дает застаиваться воде в трубах. Пользователю услуг ГВС не нужно будет сливать в канализацию значительные объемы воды, чтобы в смесителе появилась горячая вода. Следовательно, рециркуляция экономит расходы на услуги водоснабжения и ГВС.

Современные большие установки БКН поставляются на рынок с уже встроенной системой рециркуляцией, другими словами в них обустроены готовые патрубки для подключения полотенцесушителя. Многие для этих целей приобретают дополнительный небольшой бак, подключаемый к основному БКН через тройники.

Можно ли подключить бойлер к двухконтурному котлу

Это вариант выполняется с применением схемы подключения бойлера косвенного нагрева с гидрострелкой для конструкций с рабочим объемом, превышающим 220 л и многоконтурными схемами отопления, к примеру, в многоэтажном доме с системой “теплый пол”.

Гидрострелка — это инновационный узел современной внутридомовой системы теплоснабжения, который упрощает эксплуатацию и ремонт водонагревателя, поскольку не требуется выполнять монтаж рециркуляционных электронасосов на каждую линию нагрева.

Она повышает систему безопасности, поскольку препятствует возникновению гидроудара, поскольку поддерживает равное давление среды в контурах двухконтурного котлоагрегата.

Бойлеры комбинированного действия

Удачным вариантом являются бойлеры, которые сочетают в себе оба принципа. Они подключаются к контуру отопления, но их конструкция подразумевает и наличие собственного нагревательного элемента. Для примера – схема устройства нагревательного бойлера SMART компании ACV:

Примерная схема бойлера комбинированного нагрева

• В ударопрочном полипропиленовом кожухе (10) установлен стальной наружный бак (8) из листовой тали с надежной пенополиуретановой термоизоляцией (3). Он служит для циркуляции воды из системы отопления, подводимой от котла через патрубки (11).
• Внутри него размещен бак для санитарной воды из нержавеющей стали (9). В него предусмотрен вход воды из ГВС (14) и отвод ее к точкам потребления через трубку (2).
• В верхней части расположена крышка (7) с ручным воздухоотводом (1) – для первоначального заполнения системы.
• Внутри внешнего бака размещен ТЭН мощностью от 2 до 6 кВт (5) – он будет включаться по команде автоматического контроллера, если термостат (4) фиксирует недостаточность нагрева через систему внешнего теплообмена. В летний период, когда система отопления выключена, ТЭН будет являться основным источником тепловой энергии.
• Панель управления оснащена необходимыми устройствами регулировки – температуры нагрева санитарной воды, таймером включения ТЭНа (например, для его использования по льготному ночному тарифу).

Подобная конструкция бойлера является наиболее универсальной, и сочетает положительные качества всех упомянутых выше систем. Пожалуй, единственный недостаток такого водонагревателя – достаточно высокая цена.

Выбирая водонагреватель, просчитайте все за и против каждого варианта, посмотрев на характеристики каждого из них

Важно также обратить внимание на размер выбираемого прибора и продумать место, которое он должен занять

Классификация бойлеров по способу нагрева воды

В соответствии с методом нагрева воды все существующие бойлеры можно классифицировать на накопительные и проточные.

Модели водонагревателей

Накопительные водогрейки

Конструкция накопительного бойлера представляет собой герметичный бак. Сначала емкость наполняется жидкостью, и лишь после этого начинается ее подогрев. Главной характеристикой накопительного бойлера является его объем.

Технические характеристики водонагревателей накопительных Ariston Shape Small

Накопительные водонагреватели, схема

Расход электроэнергии средний. Все современные модели накопительных водонагревателей могут работать в стандартном и ускоренном режимах. Стандартный режим подходит для регулярного использования, ускоренный создан специально для тех ситуаций, когда неожиданно появилась потребность в небольшом объеме теплой воды.

К числу важных преимуществ накопительного бака следует отнести простоту его установки и подключения к системе водоснабжения, удобство эксплуатации, возможность включения в обыкновенную электрическую сеть.

Устройство газового накопительного водонагревателя

Главным же недостатком подобного рода агрегатов является их размер. При этом, чем больше объем бака, тем он тяжелее. Придется не только придумать, куда повесить бочку, но и убедиться, что стена сможет выдержать ее вес.

Электрические накопительные водонагреватели Ariston

Накопительные водонагреватели лучше всего подходят для установки в квартирах и домах, использующихся для постоянного проживания.

Накопительные водонагреватели лучше всего подходят для установки в квартирах и домах, использующихся для постоянного проживания

Проточные водонагреватели

Схема устройства проточного водонагревателя

Правильный выбор водонагревателя

Такие агрегаты лишены ключевых недостатков своих накопительных «собратьев». Проточный водонагреватель – это компактный агрегат, обеспечивающий практически моментальный нагрев воды. Жидкость подогревается в процессе прохождения через бойлер, что избавляет от необходимости ее накапливания и позволяет экономить пространство, необходимое для установки прибора.

Проточный водонагреватель

Главные недостатки проточного водонагревателя – это высокий расход электроэнергии и большие нагрузки на сеть. При этом подобного рода агрегаты требовательны к электропроводке – просто зафиксировать прибор на стене и включить его в розетку в большинстве случаев нельзя.

Устройство электрического проточного водонагревателя

Проточные модели лучше всего подходят для кухонь, дач и домов, не использующихся для постоянного проживания.

Проточный водонагреватель на кухне

Наливной водонагреватель

Наливные электрические водонагреватели

Для участков без водопровода (сада, дачи и т.п.) прекрасно подойдет наливной водонагреватель. Конструкция выполнена в виде емкости средним объемом 15-20 литров. Изделие имеет небольшой вес, что позволяет повесить его практически в любом месте.

Устройство и установка наливного электрического водонагревателя

Принцип использования такого водонагревателя следующий:

• в емкость наливается вода;
• нагреватель включается в электросеть;
• спустя некоторое время (в зависимости от мощности установленного ТЭНа) можно открывать кран и использовать подогретую воду на свое усмотрение.

Электрическая схема наливного электрического водонагревателя

При необходимости к водогрейке подключается шланг с душевой лейкой.

Технические характеристики наливных электрических водонагревателей

Емкости косвенного нагрева

Если сравнивать конструкции разных водонагревателей, то косвенный бойлер — это самый простой и надежный вариант накопительного бака для ГВС. Агрегат не производит тепло самостоятельно, а получает энергию извне, от любого водогрейного котла. Для этого внутри утепленного резервуара установлен теплообменник – змеевик, куда подается горячий теплоноситель.

Строение бойлера повторяет предыдущие конструкции, только без горелок и ТЭНов. Главный теплообменник находится в нижней зоне бочки, вторичный – в верхней. Соответствующим образом расположены все патрубки, от коррозии бак защищен магниевым анодом. Как функционирует «косвенник»:

1. От котла в змеевик поступает теплоноситель, нагретый до 80—90 градусов (минимум – 60 °С). Циркуляцию через теплообменник обеспечивает насос котлового контура.
2. Вода в резервуаре прогревается до 60—70 °С. Скорость набора температуры зависит от мощности теплогенератора и начальной температуры холодной воды.
3. Водоразбор идет из верхней зоны бака, подача из магистрали – в нижнюю.
4. Увеличение объема воды при нагреве воспринимает расширительный бачок, установленный на «холодной» стороне и выдерживающий давление 7 Бар. Его полезный объем рассчитывается как 1/5 от вместительности резервуара, минимум — 1/10.
5. Рядом с бачком обязательно ставится воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.
6. В корпусе предусмотрена гильза под температурный датчик терморегулятора. Последний управляет трехходовым клапаном, переключающим потоки теплоносителя между ветками отопления и ГВС.

Водопроводные патрубки резервуара условно не показаны

Типовая схема обвязки

Косвенные бойлеры производятся в горизонтальном и вертикальном исполнении, емкость – от 75 до 1000 литров. Бывают комбинированные модели с дополнительным источником нагрева – ТЭНом, поддерживающим температуру в случае остановки теплогенератора либо прогорания дров в топке ТТ-котла. Как правильно обвязать косвенный нагреватель с настенным отопителем, показано выше на схеме.

Насос теплообменного контура включается по команде контактного термостата, установленного в греющей емкости

Далеко не все дровяные и газовые котлы оснащены «мозгами» — электроникой, управляющей нагревом и работой циркуляционного насоса.

Конструкция

Корпус проточного электроводонагревателя обычно представляет собой цилиндр весом порядка 2 кг. Внутри находятся:

Нагревательный элемент

Бывает двух типов:

• неизолированная спираль;
• трубчатый электронагреватель (ТЭН).

Первый вариант — спираль в чистом виде — находится внутри блока из полимерных трубок, который в свою очередь заключен в прочный корпус из того же материала. Внутренний объем прибора с таким нагревателем достаточно мал, также мала и его масса, соответственно, аккумуляции тепла не происходит.

Устройство проточного водонагревателя

По этой причине после отключения питания водонагреватель остывает моментально, так что накипь на его внутренних стенках отложиться не успевает. В основном такие проточники применяются в бассейнах для подогрева воды, но иногда и в бытовых условиях — при наличии в воде большого количества солей жесткости.

ТЭН — это та же спираль, но помещенная в трубку из меди или латуни, заполненную кварцевым песком. Такой вариант более надежен с точки зрения электробезопасности.

Датчик протока либо его механический аналог

Данный элемент обеспечивает подачу питания на нагреватель в тот момент, когда будет зафиксировано движение воды. То есть аппарат включается автоматически, как только пользователь откроет кран. В простых моделях, не оснащенных электронной системой управления, датчика как такового нет.

Вместо него имеется мембрана, механически связанная с выключателем и реагирующая на давление воды. Недостаток такого решения в том, что при малом напоре в трубопроводе нагреватель может и не включиться.

Протоковый датчик

Датчик перегрева

Отключает питание нагревателя, если вода греется слишком сильно. Верхний порог обычно составляет +60 С или +70 С.

Удобно, когда на приборе имеется лампочка-индикатор срабатывания датчика перегрева. Без нее пользователю трудно понять, отключился ли водонагреватель из-за перегрева, либо вследствие неисправности.

Органы управления

С их помощью можно менять мощность нагрева и расход воды. Температура воды на выходе зависит и от того, и от другого. В приборах с электроникой обычно имеется возможность настройки желаемой температуры воды, а регулировку мощности и напора водонагреватель осуществляет сам. Значение температуры может выводиться на дисплей.

УЗО

Оно размыкает цепь в случае обнаружения утечки тока, которая имеет место при поражении пользователя током или при пробое фазы на заземленный корпус или на металлический трубопровод.

Любой имеющийся в санузле электроприбор, особенно контактирующий с водой, нужно подключать через УЗО. Но в случае с «проточниками» по причине их большой мощности производители решили не полагаться на благоразумие пользователей и сами оборудуют их УЗО.

УЗО не защищает цепь и прибор от короткого замыкания или скачков напряжения, как иногда пишут в Интернете. Так что наличие этого устройства не освобождает от необходимости устанавливать автоматический выключатель или предохранитель.

Электрический бойлер

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.

электрический накопительный бойлер

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.

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.

Проточные электрические водонагреватели

Такие устройства используются как правило для подключения одной точки водоразбора. Связано это с тем, что нагревание протекающей воды в большом объеме требует солидной мощности ТЭНа. Это неизбежно повышает расход электроэнергии и зачастую требует отдельной линии электропитания. Самые мощные проточники работают вообще на трехфазовом электричестве, которое в некоторых домах просто отсутствует. Также такие устройства очень требовательны к качеству протекающей воды – они могут очень быстро забиться накипью.

Принципиально такое устройство является трубой, вокруг которой расположены нагревательные элементы, управляемые автоматикой. Несомненным плюсом такого устройства является его компактность – он может устанавливаться буквально на любое свободное место.

Различие по типу управления

Различают нагреватели проточные по типу управления, которое основывается на гидравлике или электронике.

Гидравлический тип управления

Гидравлическое управление свойственно дешевым водонагревателям бытового назначения. Особенностью конструкции проточного нагревателя является наличие блока, состоящего с мембраны и штока. При открытии и закрытии водоразборного крана механизм срабатывает. Шток приводит в действие выключатель, тем самым начиная или прекращая подачу воды.

Усовершенствованным считается гидравлический блок с двумя ступенями, для каждой из которых свойственно свое давление проходящего потока жидкости. При слабом потоке включается первая ступень. С увеличением давления движущейся жидкости блок переходит работать на вторую ступень.

Одноступенчатые проточные водонагреватели комплектуются ТЭНом мощностью до 6 кВт. При слабом потоке жидкости нагреватель не включается, что является огромным недостатком.

Блок гидравлического управления не способен длительное время точно поддерживать заданную температуру воды. Минусом является отсутствие защиты от проникновения воздуха к ТЭНу. Проточные приборы нагрева воды с гидравлической системой управления подключают только к одной водоразборной точке. В противном случае существует угроза возникновения температурных колебаний, наиболее опасных для нагревателей мощностью 9 кВт.

Электронный тип управления

Электронное управление осуществляется за счет датчиков, посылающих сигнал процессору. Регулировка всех параметров происходит автоматически. Датчики следят за температурой, давлением и напором воды. Проточные водонагреватели с электронным управлением бывают двух типов:

• модели с регулировкой только температуры воды;
• модели с регулировкой температуры и напора жидкости.

Электронное управление позволяет использовать проточный электроводонагреватель с несколькими водоразборными точками. Недостатком считается дороговизна электронного блока, но из строя он выходит редко.

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.

Похожие записи:

Изготавливаем дешевые и практичные дорожки из щебня по советам мастеров Механизированная стяжка пола: технология стяжки пола механизированным способом, этапы проведения работ Укладка плитки своими руками: пошаговая инструкция от подготовки поверхности до затирки швов Отделка фасадов частных домов штукатуркой короед, фото вариантов Гипсовая штукатурка ротбанд. инструкция по применению. технические характеристики Как сделать фундамент с подвалом