Что такое бойлер и принцип его работы

Подключение к водопроводной системе

Сливное отверстие нагревателей этого типа независимо от модели обычно находится внизу. Сначала следует собрать и установить так называемую группу безопасности. Это набор клапанов и фитингов, призванный предотвратить различные аварийные ситуации, которые могут возникнуть во время работы прибора.

Вверху устанавливают переходник, который часто называют “американкой”. Далее навинчивают бронзовый тройник. К его нижней части присоединяют обратный клапан, который не дает воде вылиться обратно в водопроводную систему. К боковому ответвлению тройника присоединяют еще один тройник.

На схеме подробно представлено подключение накопительного водонагревателя: стояки горячей и холодной воды, водопроводные краны (1 и 2); запорные краны (3 и 4); обратный клапан (5); сливной вентиль (6)

На него крепят предохранительный клапан на 6 бар, чтобы обеспечить возможность в автоматическом режиме понизить давление внутри емкости, если оно достигло критического уровня.

К этому же тройнику присоединяют специальный компрессионный фитинг для водопроводной трубы. По ней при избыточном давлении из накопителя будет отводиться в канализацию часть воды.

Схема группы безопасности накопительного водонагревателя. Этот комплекс устройств предотвращает опасное опустошение емкости прибора и удаляет избыточную воду, если давление внутри превышает норму

После установки прибора обязательно следует убедиться, что отверстие клапана давления остается открытым, иначе устройство просто не сработает.

Все резьбовые соединения следует уплотнить и загерметизировать. Специалисты рекомендуют отвести на высыхание герметика не менее четырех часов.

На фото наглядно представлены и подписаны элементы группы безопасности накопительного водонагревателя

При установке устройства важно точно соблюдать последовательность их соединения. Для соединения прибора со стояком холодной воды можно использовать стальные, медные, пластиковые или металлопластиковые трубы

При самостоятельном выполнении монтажа чаще всего используют пластиковые трубы, поскольку паять их относительно не сложно

Для соединения прибора со стояком холодной воды можно использовать стальные, медные, пластиковые или металлопластиковые трубы. При самостоятельном выполнении монтажа чаще всего используют пластиковые трубы, поскольку паять их относительно не сложно.

Некоторые используют для этих целей гибкие шланги, но это решение себя не оправдывает. Как показала практика, такие элементы быстро изнашиваются.

Отдельные элементы группы безопасности накопительного водонагревателя соединяются при помощи резьбы. В соответствии с нормами эти места следует уплотнить и обработать герметиком

Понятно, что перед врезкой труб горячую и холодную воду, поступающую в квартиру, следует перекрыть. Между стояком холодной воды и нагревателем следует установить запорный кран, чтобы при необходимости можно было отключить воду, поступающую к устройству. Все соединения тщательно герметизируются.

Теперь нужно подвести еще одну трубу, которая соединит нагреватель с системой горячего водоснабжения в квартире. На этом участке понадобится еще один запорный кран: между стояком горячей воды и нагревателем.

Этот кран должен быть всегда перекрыт, чтобы подогретая вода из бойлера не попадала в общий горячий стояк дома. Снова нужно проследить за уплотнением и герметизацией всех соединений.

Запорный кран для холодной воды между нагревательным прибором и стояками должны быть установлены таким образом, чтобы в закрытом виде он не препятствовал поступлению воды к другим потребителям, отсекая только нагреватель.

А подключение к системе горячего водоснабжения нужно сделать так, чтобы при необходимости можно было восстановить поступление горячей воды с общего стояка на систему в квартире.

На этом подключение к водопроводной системе можно считать завершенным. Некоторые специалисты на этом этапе рекомендуют выполнить предварительную проверку: наполнить емкость водой, а затем слить ее и проследить, не появится ли течь. Такую проверку можно делать только после того, как герметик полностью высохнет на всех соединениях.

Устройство

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

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

Преимуществом бойлеров косвенного нагрева перед другими моделями оказываются:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Зачем нужна бойлерная

Бойлерная нужна для обеспечения горячей водой жителей дома. Процесс нагрева может производиться различными способами, которые выбираются в зависимости от наличия источника тепла, или наибольшей экономической выгоды от использования вида нагрева.

В многоквартирном доме

В многоквартирных домах источником тепла является горячая вода (или пар) из системы центрального отопления (ЦО). Бойлер в многоквартирном доме имеет то же назначение, что и в любом другом месте, но с конструктивной точки зрения он несколько отличается от других видов, являясь обычным теплообменником. Принцип его работы прост: горячая вода из системы ЦО (теплоноситель) пропускается через емкость, внутри которой находится система труб, не сообщающаяся с внутренним объемом этой емкости. Через них протекает холодная жидкость, которая нагревается от теплоносителя и направляется в систему ГВС дома. То есть, теплоноситель используется не только для обогрева помещений, он еще и обеспечивает наличие горячей воды.

В частном доме

В частном доме, не имеющем подключения к системе ЦО, бойлер выполняет функцию нагрева жидкости, используя тепло от котла. Топливом может быть электричество, газ, дрова, уголь, брикеты и т.п.

В данном случае термин «бойлер» применяется по традиции, но не совсем правильно. Точное наименование такого устройства — котел, а помещение для него соответственно — котельная. Если имеется подключение к системе ЦО, то можно установить теплообменник, но такая возможность пока еще редкость в сельской местности.

Установка электрических водонагревателей своими руками

Установка электрического водонагревателя производится в несколько этапов. Вначале выберите место монтажа и обеспечьте безопасное подключение прибора к электросети. Затем закрепите его на штатное место и подсоедините к магистрали.

Выберите место для водонагревателя исходя из следующих соображений:

• На него не должны попадать брызги воды. Модели с защитой IP 24 и IP 25 их не боятся, но если они проточные, размещайте их в местах, куда вода не попадет, например, под мойкой.
• Изделие удобно включать, выключать или переключать на другие режимы. Поэтому электрический водонагреватель в ванной лучше, чем в туалете.
• Устанавливайте аппарат как можно ближе к месту забора воды. Мощные модели, способные обеспечить горячей водой одновременно несколько точек, ставьте возле точки с максимальным потреблением или возле стояка.
• В выбранном месте удобно вести монтаж.
• Для накопительных электрических водонагревателей необходима надежная стена для крепления. Бойлеры емкостью более 50 л крепите только к несущей стене. Баки более 200 л ставьте на пол.
• Поверхность стен для крепления изделия должна быть ровной.

Особое место в подготовке установки приборов занимает контроль состояния электропроводки, к которой подключается прибор. Обязательно проверяйте кабель проточного электрического водонагревателя, потребляющего более 3 кВт. При необходимости протяните для него отдельный трехжильный кабель и подключите через УЗО 10 А к щитку. Устройство обезопасит человека от утечки тока. Не забудьте заземлить электрический водонагреватель. В электросхеме также должен присутствовать автоматический предохранитель на 16А, который защитит прибор от короткого замыкания.

Зависимость сечения питающего кабеля от тока приведена в таблице:

Рассмотрим монтаж электрического водонагревательного для душа (бойлера). Работа выполняется в такой последовательности:

• Нанесите на стене метки расположения отверстий для крепления аппарата. Они должны располагаться в таком положении, при котором после монтажа между баком и потолком останется зазор не менее 15 см. Он необходим для удобства установки бойлера на крюки.
• По разметкам выполните в стене отверстия для дюбелей.
• Забейте в отверстия дюбели и вверните винты, оставив зазор для крепежной планки изделия. Для монтажа используйте только детали, поставляемые с электрическим водонагревателем.
• Установите изделие на крюки.
• На фланец подвода холодной воды (замаркирован синим цветом) установите предохранительный клапан, который снижает излишнее давление в баке. Его наличие обязательно, т.к. при его отсутствии в случае повышения давления электрический водонагреватель может разорвать.
• Закрепите к бойлеру пластиковую трубку, через которую удаленная жидкость направляется в канализацию
• Подсоедините к предохранительному клапану фильтр и трубу подвода холодной воды.
• Подсоедините к бойлеру трубу отвода горячей воды.
• Заземлите изделие.
• Откройте на бойлере кран холодной воды.
• Откройте кран горячей воды в домашней магистрали.
• Дождитесь, пока на выходе из нее пойдет холодная жидкость. Это означает, что бак полностью заполнен.
• Включите изделие. Запрещается включать электрический водонагреватель, если ТЭНы сухие. Это приведет к его поломке.
• Убедитесь, что из крана пошла теплая вода (обычно через 30-40 секунд).
• Проверьте, что давление в баке не превышает 6 атм. Это нормальное значение для прибора. Если в магистрали больше 6 атм, обязательно установите регулятор давления (дополнительно к предохранительному клапану).
• Выключите электрический водонагреватель и дождитесь, когда из крана потечет холодная вода.
• Если все требования соблюдены, прибор готов к эксплуатации.

Плюсы и минусы бойлера

К достоинствам такого устройства относят следующие моменты:

• подключение осуществляется к центральной отопительной системе;
• бойлер можно устанавливать рядом с котлом отопления;
• небольшие затраты на монтаж контура;
• расход энергоресурсов сокращается в несколько раз;
• обеспечение водой нужной температуры.

Недостатки устройства такие:

• чтобы установить бойлер, часто требуется отдельное помещение;
• чтобы большой объем воды нагрелся, необходимо ждать довольно долго, а обогреваться помещение при этом будет не слишком интенсивно;
• на змеевике быстро откладываются различные отложения, поэтому его необходимо очищать раз в год.

Типы бойлеров

Выбор типа обусловлен наличием определенного вида энергии или топлива. Если есть несколько возможностей, то обычно используется наиболее экономичный вариант.

Наиболее распространенными типами нагревателей являются:

• Косвенные. Используется передача тепловой энергии между разными средами.
• Проточные. Нагревается участок трубы. Эффективность зависит от расхода: чем он выше, тем меньшая эффективность у нагревателя — жидкость не успевает нагреваться до нужной температуры. При этом, пользоваться таким устройством можно сразу же, не ожидая, когда нагреется нужный объем, и горячая вода никогда не кончится.
• Накопительные. Нагрев жидкости в емкости определенного объема. Можно создавать любой напор – температура не изменится. Но, когда бак опустеет, придется ждать, пока нагреется новый объем, что требует некоторого времени.

По типу нагревателя устройства бывают:

• Теплообменные;
• Электрические;
• Газовые.

Рассмотрим их внимательнее.

Водонагреватели косвенного типа

Косвенный нагрев используется в теплообменниках. Принцип его действия заключается в передаче тепловой энергии от одной среды к другой без перемешивания. Конструкция бойлера косвенного типа чаще всего представляет собой емкость, в которую подводится холодная вода. Она находится внутри другой емкости большего размера, через которую пропускается горячий теплоноситель. Холодная жидкость забирает энергию теплоносителя и нагревается.

Скорость прохождения теплоносителя настраивается таким образом, чтобы он не слишком остывал и был пригоден для обогрева помещений.

Проточные электрические водонагреватели

Проточные водонагреватели представляют собой устройства, в которых нагревается участок трубы с проходящей через него водой. Для того, чтобы за время протекания жидкости через относительно небольшой участок, ее температура успевала подняться до нормированного значения, требуется достаточно мощный нагреватель. Он нуждается в соответствующей сети и проводке. Этот момент является самым слабым местом электрических нагревателей, так как не везде есть возможность установить мощный аппарат без риска уничтожить электролинию.

Кроме того, при большом расходе воды, она просто не успевает нагреваться. Вариант хорош в условиях ограниченности места, так как проточные водонагреватели имеют компактные размеры и могут быть установлены в небольших помещениях.

Проточные газовые водонагреватели

Газовые водонагреватели в обиходе именуются «газовыми колонками».  Они эффективнее электрических, не требуют больших расходов. Размеры таких устройств весьма компактны, что также говорит в пользу газового оборудования.

Нагрев производится практически мгновенно, расход газа при этом весьма скромен.

К недостаткам можно отнести необходимость подключения к газовой магистрали.

Накопительные газовые нагреватели воды

Газовый нагреватель воды (бойлер) накопительного типа представляет собой бак с водой, которая нагревается при сгорании газа.

Устройства не зависят от наличия электроэнергии, что удобно в условиях сельской местности, где часто происходят отключения по разным причинам.

Одна из особенностей накопительных газовых нагревателей — невысокий расход топлива, что делает их очень экономичными приспособлениями.

Обратная сторона низкого расхода — длительность нагрева, для набора нужной температуры потребуется немного подождать.

Накопительные электрические водонагреватели

Принцип работы электронагревателя похож на устройство газовых накопительных бойлеров, но в качестве нагревательного элемента используются ТЭНы. Они бывают разных типов:

• Сухой (закрытый) тип. Контакта ТЭНа и воды не имеется, нагревательный элемент размещается в керамической трубке, отсекающей его от жидкости.
• Мокрый (открытый) тип. ТЭНы погружены в воду, осуществляют непосредственный нагрев.

Мокрые нагреватели дешевле, но расположение ТЭНа прямо в воде вызывает быстрое образование накипи, существенно уменьшающей эффективность устройства. Приборы сухого типа более долговечны и практичны, но их стоимость намного выше.

Монтажные схемы и решения

Подключать к централизованной подаче устройство нагрева можно одним из двух способов: через группу безопасности или напрямую.

Группа безопасности состоит из набора следующих элементов:

• кран отсечной;
• клапан обратный;
• клапан предохранительный;
• расширительный сосуд.

Вариант №1. Наличие группы безопасности традиционно применяется на бойлерных установках косвенного нагрева, а также когда давление централизованной системы выше граничного параметра рабочего давления бойлера.

Классическая схема оборудования косвенного нагрева. Используются две группы безопасности: 1 – группа безопасности котла; 2 – расширительный сосуд; 3 – группа безопасности бойлерной ёмкости; 6 – циркуляционный насос отопления; 7 – циркуляционный насос бойлера (+)

Вариант №2. Подключение напрямую обычно применимо к оборудованию малой ёмкости, с проточным принципом действия. Прямое соединение допускается также в условиях меньших и стабильных давлений централизованного водопровода. Монтажная схема в любом случае подразумевает установку запорных кранов.

Для того чтобы можно было проводить консервацию и ремонт водонагревательного оборудования, оно оснащается запорной арматурой на входе и выходе из системы (+)

Принцип работы водонагревателя: основные моменты

Существует три основные разновидности водонагревателей. В зависимости от типа конструкции их делят на горизонтальные, вертикальные и универсальные модели. Разница заключается не только в особенностях расположения емкости, но и в принципах функционирования оборудования. Ознакомиться с особенностями установки бойлера вы можете на Рис. 3.

В водонагревателе вертикального типа трубы располагаются особым образом. Так, труба, предназначенная для забора холодной воды, находится внизу водонагревателя. Эта труба имеет рассекатель, который обеспечивает распределение воды по всему баку. Плотность горячей воды изменяется, в результате чего она поднимается в верхнюю часть бака, где по трубке подачи поступает к пользователю. Перемешивание горячей и холодной воды исключено.

Рис.3. Установка бойлера.

Благодаря этому появляется возможность беспрерывного использования бойлера при одновременном доборе им холодной жидкости и ее нагреве. Именно по причине особого расположения трубок вертикальный водонагреватель нельзя устанавливать горизонтально. Поставить его так можно, но следует быть готовым к тому, что производительность бойлера в этом случае снизится в два раза.

При помощи термостата пользователь может установить нужную ему температуру воды. Термостат соединен с нагревательным элементом. При перегреве воды он отключает ТЭН. Если вода начнет падать ниже установленного уровня, термостат включит ТЭН и вода подогреется до нужной температуры.

Очень важным моментом является теплоизоляция бойлера.

Именно благодаря теплоизоляции накопительный бойлер является наиболее экономичным. В случае отключения оборудования от электросети температура воды будет снижаться не более чем на 8°С в день. Так что даже при отсутствии электричества накопительный водонагреватель сможет обеспечивать пользователей теплой водой. После возобновления подачи электроэнергии нагрев воды возобновится в автоматическом режиме.

Схема работы проточно-накопительного водонагревателя.

Автоматически осуществляется в водонагревателе и спуск давления. В трубке подачи воды устанавливается клапан. После того как разница давления в системе подачи воды и внутри бака достигает максимально допустимого уровня, этот клапан открывается и минимизирует разницу. Помимо этого данный клапан позволяет избавиться от воды в баке в случае отключения холодного водоснабжения.

Таким образом, вкратце механизм работы вертикального накопительного бойлера выглядит следующим образом: в емкость поступает холодная вода, после чего термостат включает ТЭН и она подогревается до заданной температуры. По мере расходования жидкости водонагреватель добирает ее из системы водоотведения, после чего она опять подогревается до требуемой температуры.

Обращать внимание на водонагреватели горизонтального типа нужно в том случае, если для установки вертикального не хватает места. Этот прибор имеет несколько другую схему работы

Из-за особенностей конструкции предотвратить смешивание горячей воды с холодной невозможно. Придется постоянно регулировать температуру поступающей жидкости при помощи смесителя, что доставляет множество неудобств.

Выводы и полезное видео по теме

От правильной установки приборов нагрева воды зависит работа ГВС и отопительной системы, поэтому важно учесть все монтажные нюансы. Несколько практических советов представлено в видеороликах

Профессиональные советы:

Рекомендации по самостоятельному монтажу:

Всегда рекомендуется тщательно контролировать ход монтажных работ, руководствуясь параллельно прилагаемой документацией на установку конкретной модели бойлера.

Нередко пользователи монтируют систему, не удосуживаясь взглянуть на прилагаемую схему. Подключить две водяных трубки и вставить вилку в розетку – такие действия для них кажутся обычным делом. Но техника ошибок не прощает.

У вас есть личный опыт установки и подключения водонагревателя? Хотите поделиться накопленными знаниями или задать вопросы по теме? Пожалуйста, оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.