Бойлер косвенного нагрева для газового котла: специфика эксплуатации и подключения

Здесь вы узнаете:

• Отличительные черты бойлера косвенного нагрева
• Разновидности газовых котлов
• Что такое одноконтурный котел
• Схемы подключения бойлера к одноконтурному котлу
• Что такое двухконтурный котел

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.

Отличительные черты бойлера косвенного нагрева

Бойлер – это большая бочка, главной функцией которой является накопительная. Он бывает различного объема и формы, но назначение его от этого не меняется. Без бойлера может возникнуть проблема при использовании, например, сразу двух душевых или душа и кухонного крана.

Если бытовой 2-контурный котел мощностью 24-28 кВт выдает на проток всего 12-13 л/мин, а для одной душевой требуется 15-17 л/мин, то при включении любого дополнительного крана возникнет дефицит водоснабжения. Котлу просто не хватит рабочей емкости, чтобы обеспечить горячей водой несколько точек.

Если в доме установлен большой резервуар-хранилище, даже при нескольких одновременно включенных точках водоразбора все будут обеспечены горячей водой

Все накопительные бойлеры можно разделить на 2 большие категории:

• прямого нагрева, создающие запас горячей воды при помощи нагревательного элемента – например, электрического ТЭНа;
• косвенного нагрева, подогревающие воду уже горячим теплоносителем.

Существуют и другие виды бойлеров – например, обычные накопительные водонагреватели. Но косвенно получать энергию и нагревать воду могут только объемные накопители.

БКН, в отличие от энергозависимого оборудования, работающего на электрическом, газовом или твердом топливе, использует тепло, вырабатываемое котлом. Проще говоря, для его функционирования не нужна дополнительная энергия.

Конструкция БКН. Внутри резервуара находится змеевик – стальной, латунный или медный трубчатый теплообменник, выполняющий функцию нагревательного элемента. Тепло внутри бака сохраняется по принципу термоса

Накопитель легко вписывается в систему ГВС, при этом не вызывает проблем в процессе эксплуатации.

Пользователи видят в использовании БКН немало преимуществ:

• агрегат не требует электрического питания и выигрывает с экономической стороны;
• горячая вода всегда «наготове», не нужно пропускать холодную и ждать, когда она нагреется;
• могут свободно работать несколько точек водораздачи;
• стабильная, не падающая в процессе потребления температура воды.

Недостатки тоже имеются: высокая стоимость агрегата и дополнительное место в котельной.

Объем накопительного резервуара выбирают, ориентируясь на количество постоянно проживающих в доме человек. Самые маленькие бойлеры рассчитаны на 2-х потребителей, поэтому при выборе можно отталкиваться от объема в 50 л

По всем характеристикам БКН подходит для того, чтобы его применять в паре с газовым котлом. Более того, это является одним из лучших решений для оборудования системы подготовки горячей воды для частного дома с большим количеством проживающих.

Но котлы бывают разными, поэтому рассмотрим и приемлемые варианты, и те, где могут возникнуть проблемы.

Нюансы устройства обвязки

Проще делать разводку и обвязку, если бойлер КН устанавливают вместе с котлом, насосами другим оборудованием, участвующим в сборке системы ГВС. Врезать дополнительное устройство уже в существующую сеть гораздо труднее.

В любом случае, для нормальной работы приборов придется выполнить ряд правил:

• правильно выбрать место установки – как можно ближе к котлу;
• обеспечить ровную поверхность для монтажа бойлера;
• для защиты от теплового расширения установить мембранный гидроаккумулятор (на выходе нагретой воды), объем которого не менее 1/10 от объема БКН;
• оснастить каждый контур шаровым краном – для удобного и безопасного обслуживания приборов (например, трехходового клапана, насоса или самого бойлера);
• для защиты от противотока на трубах подачи воды установить обратные клапаны;
• улучшить качество воды путем врезки фильтров;
• грамотно расположить насос (или несколько насосов) – ось двигателя должна находиться в горизонтальном положении.

В целях безопасности нельзя пытаться закреплять тяжелые устройства на гипсокартонных или тонких деревянных перегородках. Подходящими являются стены из бетона и кирпича. Кронштейны или другие виды держателей закрепляют скобами, анкерами, дюбелями.

При установке патрубки направляют в сторону котла (даже если маскируют в задней части или за фальшстеной). Нельзя использовать ненадежное оборудование, например, гофрированные шланги, которые не выдерживают давления и напора воды.

Для нормальной работы накопительного водонагревателя косвенного нагрева в обвязку должны быть включены следующие функциональные устройства:

Разновидности газовых котлов

Газовые устройства с бойлером косвенного нагрева могут отличаться по типу размещения и форме бака.

По принципу размещения: настенные и напольные

Могут быть:

• настенные;
• напольные.

Агрегаты первой категории представляют собой приборы небольшого объёма — до двухсот литров.

Напольный газовый котел в упаковке, с бойлером косвенного нагрева, установлен в специальном помещении.

Их устанавливают при помощи особых кронштейнов на устойчивую стену, которая может без потерь выдержать вес бака с водой. Понятно, что хлипкие перегородки из гипсокартона для этой цели не годятся. Обычно такие устройства приобретает одна маленькая семья в свой частный дом.

Вторые представляют собой вместительные нагреватели воды, рассчитанные на большое количество человек. Такие приборы уже потребуют обустройства специальной котельной.

Обычно их закупают предприятия и владельцы крупных коттеджей и усадеб.

По форме бака

• Горизонтальными: очень громоздкие, зато для них не требуются насосы, они сами поддерживают воду в нужном объёме.
• Вертикальными: отличаются небольшой вместимостью.

При выборе следует учитывать количество человек в семье, а также особенности планировки и наличие свободного пространства на даче или в доме.

Газовый напольный котел, установленный в котельной, и вертикальный расширительный бак небольшого размера.

Горячее водоснабжение на дровах

Для организации ГВС в небольшом загородном доме с сезонным проживанием может подойти дровяная водогрейная колонка титан. Она состоит из печи, вертикального бака для воды, крана и душевого устройства.

Достоинств титана:

• энергонезависимость – возможность использовать любой вид твердого топлива (за исключением каменного угля);
• поддержка определенной температуры воды (у моделей с ТЭНом);
• обогрев помещения, в котором находится.

Для отвода продуктов сгорания потребуется установить дымоход и подключить к нему колонку.

Что такое одноконтурный котел

Одноконтурные газовые котлы служат для нагрева теплоносителя, которым заполнена система отопления. Приготовление воды для горячего водоснабжения одноконтурный котёл не производит. В помещениях, где отапливаемая площадь, порой, превышает триста квадратных метров, используются напольные котлы. Эти отопительные устройства гораздо мощнее, чем настенные.

Настенные одноконтурные отопительные устройства чаще всего используются в квартирах многоэтажек, и могут отапливать площадь до трехсот квадратных метров. Данные котлы гораздо компактнее напольных, и весят чуть больше 40 килограмм. Настенный одноконтурный котёл органично вписывается в интерьер. Также эти настенные устройства более функциональны, нежели их напольные собратья. Мощность самых продвинутых моделей настенных одноконтурных котлов составляет не более 35 киловатт.

Одноконтурный газовый котел не имеет в своей конструкции каких-либо сложных элементов и механизмов. Данный котел состоит из:

• горелки;
• теплообменника;
• блока управления;
• водяного насоса;
• электродвигателя турбины (если котел с закрытой камерой сгорания);
• манометра;
• датчиков;
• запорной арматуры.

Настенные одноконтурные котлы могут комплектоваться расширительным бачком, который спрятан под кожухом котла. Также расширительный бачок может входить в состав и напольного отопительного устройства, которое обладает небольшой мощностью.

Принцип работы одноконтурных котлов

Газовые одноконтурные котлы с косвенным бойлером работают по двум основным схемам подключения. Принцип работы первой заключается в следующем:

1. Здесь главенствует клапан трёхходовой. Непосредственно в выходное отверстие газового котла монтируется насос, который обеспечивает циркуляцию и создает давление. Следующим этапом производится установка трехходового клапана, который соединяют с термостатом бойлера. При нагреве водопроводной воды или другого теплоносителя, его поток направлен на систему отопления, причем приоритетно попадание горячего носителя в змеевик бойлера. Это происходит при помощи дополнительного, второго насоса. И получается, что в этом случае горячее водоснабжение и отопительная система подключены параллельно, и они могут образовать два контура, именно в этой замкнутой цепочке. А уже после бойлера устанавливается дополнительный насос, который помогает регулировать работу термостата. Принцип запуска и остановки процесса тоже регулируется термостатом, а именно, при сильном нагреве происходит принудительное перекрытие подачи топлива, при остывании теплоносителя топливо вновь пропускается, и автоматически поджигается горелка.
2. Если нет двойного контура и приоритет не отдан нагреву горячей воды, бойлер монтируется в общую систему, устанавливается в удобном месте, и нагрев воды происходит наравне со всеми радиаторами.

Способы нагрева воды — проточный из небольшого бака

На рынке появляется все больше комбинированных газовых котлов, т.е. проточных водонагревателей, но при этом оснащенных накопительным баком для горячей воды емкостью несколько десятков литров. Эта комбинация имеет смысл, поскольку позволяет:

• уменьшить частоту запусков котла, так как при низком потреблении воды из бака ее достаточно;
• обеспечивают стабильный поток воды даже при заборе из нескольких точек;
• использовать контур горячей воды для бытовых нужд;
• обеспечить любое количество воды при повышенном потреблении (т.е. подготовленная водопроводная вода).

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.

Справка! Температура котла должна быть выставлена на 5 °C выше требуемой воды в ГВС.

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.

Водонагреватели электрические

Один из вариантов организации горячего водоснабжения (ГВС) в загородном доме является электроводонагреватель, греющий воду с использованием электричества. Они делятся на проточные и накопительные.

Проточные модели нагревают воду сразу, как только пользователь откроет кран. Водонагреватель накопительного типа позволяют пользоваться горячей водой лишь по истечении какого-то времени (продолжительность нагрева зависит от мощности и емкости водонагревателя, а также от заданной температуры).

Водонагреватели затрачивают одинаковое количество энергии на нагрев определённого объема воды до нужной температуры. Но поскольку «проточник» должен нагреть воду быстро, он потребляет единовременно много энергии и во многих загородных домах мощности может не хватать для его работы. Мощные (от 10 кВт) проточные водонагреватели требуют подключения к трехфазной сети напряжением 380 В. С накопительными водонагревателями проще – для ввода в эксплуатацию их достаточно соединить с водопроводом и подключить к обычной однофазной электросети.

Что такое двухконтурный котел

Это отопительное устройство не только нагревает теплоноситель, но также предназначено и для приготовления горячей воды. Двухконтурный котёл имеет более сложное устройство, чем его одноконтурный собрат. Наиболее сложное устройство имеет двухконтурное отопительное устройство, которое оборудовано трёхходовым клапаном.

Существуют двухконтурные отопительные устройства, которые оборудованы парой теплообменников. Один теплообменник отвечает за нагрев воды в системе отопления, а второй нагревает воды для водоснабжения. Самую рациональную конструкцию имеют двухконтурные отопительные устройства, которые оснащены битермическим теплообменником. Такой теплообменник– это два в одном. Внутри битермического теплообменника находится еще один теплообменник, который предназначен для нагрева воды для бытовых целей. Но более популярными моделями считаются котлы с раздельными теплообменниками.

Двухконтурные газовые котлы хороши тем, что решают все задачи, связанные с приготовлением горячей воды отоплением помещения. Такие отопительные устройства довольно компактны, и органично вписываются в любой интерьер. Конструкция двухконтурного отопительного устройства напоминает конструкцию его одноконтурного собрата, которая ещё дополнена:

• вторым теплообменником (если конструкция котла это предусматривает);
• 3-х ходовым клапаном (если теплообменник не битермический);
• входом и выходом для трубопровода ГВС.

Плюсы и минусы

К абсолютным достоинствам котлов с нагревателями косвенного нагрева относят экономию на электричестве.

Не требуется атмосферная горелка или источник тока, как при устройствах прямого нагрева. Система обогрева выполнит все сама, что значительно уменьшает денежные растраты.

• Продуктивность: резервуар, вместительностью в сто литров, выдаёт приблизительно 400 л горячей воды в час.
• Фактически моментальная подача горячей воды.
• Возможность применения нескольких источников энергии, к примеру, геотермальную систему.
• Демократическая цена.
• Простота в устройстве.
• Скорость прогрева, даже в новых моделях она не будет мгновенной.
• Массивность.

Внимание! Если семья очень высока, то одну комнату нужно будет отдать под бойлерную, вытеснив себя. Небольшие модели проблематику помывки не разрешат.

Размещение двухконтурного котла

Основное предназначение двухконтурных котлов – небольшие дома и квартиры, где оборудование размещаются рядом с кухней, но и не далеко от ванной. Небольшие расстояния — необходимость для такого типа котлов, — чем короче путь горячей воды к потребителю, тем лучше, чтобы не приходилось слишком долго ждать пока пойдет горячая вода.

Специалисты считают, что максимальное расстояние от контура нагрева к крану – 7 метров. Если больше, то все это становится просто расточительным. Обычные же расстояния – от 1,5 до 3 метров. Но в приоритете размещения — кухня, где горячий кран открывается часто.

Внедрение бойлера в контур ГВС

Сначала рассмотрим вариант, когда бойлер внедрен в контур ГВС. С гидравлической точки зрения все выглядит правильно. Трехконтактный механический термостат, помещенный в корпус бойлера, при понижении температуры замыкает цепь электропитания насоса.

Тот, в свою очередь, начинает качать воду, которая циркулирует по контуру между двумя теплообменниками: нагревается от газовой горелки, а затем перемещается в змеевик БКН.

Проще говоря, оба аппарата выполняют свои функции: котел перестает отапливать и начинает нагревать воду для ГВС, а бойлер пытается за счет повышенной температуры горячей воды нагреть содержимое своего «хранилища»

Проблема возникает как раз из-за несоответствия температурных параметров. Предположим, что изначально температура заполнения бойлера +15˚С, а рекомендуемая температура нагрева воды в котле +60˚С – больше не позволяет автоматический ограничитель.

Разница между двумя заданными параметрами в 45˚ значительна, поэтому теплообмен в бойлере происходит достаточно интенсивно. Но температура начинает расти, и когда она достигает значения +40˚С, разница уже гораздо меньше – всего 20˚. Соответственно, и теплообмен замедляется.

Не забываем, что вода продолжает циркулировать между двумя устройствами. К газовой горелке котла начинает поступать не 15-градусный теплоноситель из системы ХВС, как это рекомендовано производителем, а 40-, а затем и 50-градусная нагретая жидкость из бойлера.

В результате температура жидкости моментально влетает до +60˚С, срабатывает датчик, горелка отключается, так как запрограммирована на безопасные для потребителей параметры

В бойлере вода начинает остывать – датчик снова включается, и процесс циркуляции возобновляется. И так постоянно. Это приводит к тому, что вода в бойлере не достигает нужной температуры, а остается недостаточно горячей, что не подходит для бытового использования ГВС.

Процесс взаимодействия двух агрегатов мог бы состояться, если бы горелка котла нагревала теплоноситель до +80˚С, но это запрещено инструкцией для защиты пользователей от ожогов.

Еще одна причина, чтобы не использовать БКН и контур ГВС газового котла в паре, кроется в невозможности нагревать воду в бойлере до температуры, превышающей +60˚С. Это связано с санитарными нормами.

Примерно раз в неделю аппарат заполняется горячей водой около 70-75˚С, чтобы в резервуаре не плодилась бактерия легионелла, колонии которой напоминают слизь. Большое количество бактерий в воде приводит к развитию аллергии и других заболеваний

Можно сделать вывод, что всего из-за двух, но существенных причин, схема объединения газового котла и БКН через контур ГВС признана неэффективной и небезопасной. Если у вас уже есть двухконтурный котел, просто пользуйтесь им по прямому назначению: один контур используйте для отопительной системы, второй для ГВС.

Взаимодействие БКН с контуром отопления

Второй вариант – взаимодействие БКН с контуром отопления. Техническое решение отлично работает, если не хватает производительности газового котла, и это единственный эффективный способ подключения БКН к 2-контурному котлу.

Контур ГВС не трогаем, а пользуемся только веткой, отвечающей за отопление – то есть идущей к радиаторам и системе «теплый пол». Трубу, ведущую к бойлеру, необходимо подключить сразу под котлом, после крана

При электронном управлении нужно настроить котел на нагрев воды +70°С – именно такой теплоноситель поступит в бойлер, где и будет происходить дальнейшая регулировка температуры. Термостат, расположенный в бойлере, при понижении температуры будет включать насос, при достижении необходимого значения – выключать.

При механическом управлении газовым котлом все происходит иначе. К термостату котла подключают второй термостат – бойлера, и тогда первым устройством можно управлять с помощью второго. Например, если на втором установить температуру +80°С, то и первый, рабочий, потребует нагрева воды до +80°С, независимо от того, какая температура на нем выставлена.

Когда в бойлере вода нагревается до нужной температуры, второй термостат разрывает цепь, и первый, расположенный на котле, снова становится «главным». Если в этот момент на нем выставлена температура +40°С, то она и снизится до 40.

Солнечные водонагреватели

В настоящее время в сферах отопления и ГВС существует тенденция к увеличению использования систем, которые работают с привлечением альтернативных источников энергии. Система горячего водоснабжения частного дома может быть построена на основе солнечного водонагревателя.

Солнечный водонагреватель – это целая система, основными элементами которой являются солнечный коллектор, который устанавливается на крыше дома и бойлер размещается на крыше или внутри дома.

Существует три типа солнечных водонагревателей:

• прямого нагрева;
• косвенного нагрева;
• сплит-системы.

В первом случае вода, нагреваемая в коллекторе солнечными лучами, поступает в бойлер, а из него – к точкам водоразбора. В схеме с косвенным нагревом в коллекторе нагревается жидкость, которая передает свое тепло воде вбойлере через конденсаторы. Обе эти системы являются энергонезависимыми, но работать могут только в теплые периоды года (бойлернаходится на крыше, поскольку является единой конструкцией с коллектором).

Сплит-система предназначена для круглогодичного функционирования. В ее коллекторе, устанавливаемом на крыше, находится теплоноситель, который передает тепло воде через теплообменник в бойлере, размещаемом внутри дома. Такая система является энергозависимой, поскольку включает в себя насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя.

Эксплуатация и обслуживание

Каждые 2–3 года бойлеру необходим комплекс технического обслуживания по аналогии с электрическими водонагревателями: промывка бака, удаление накипи, замена жертвенного анода при его утонении более чем на 50%, замена прокладок. Инспекцию со снятием технического фланца бака разумно проводить в летний период в комплексе с обслуживанием системы отопления. Промывка химикатами отопительного контура и теплообменника бойлера должна выполняться раздельно с применением соответствующих средств очистки. В остальном же эти устройства весьма неприхотливы.

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.