Как работает бойлер косвенного нагрева: устройство и принцип работы
Как бойлер нагревает воду от котла, почему теплоноситель не смешивается с бытовой водой и от чего зависит скорость повторного нагрева.
Бойлер косвенного нагрева создаёт запас горячей воды для душа, ванны, кухни и других точек водоразбора. Собственной горелки у него нет: для нагрева используется энергия котла, теплового насоса, солнечного коллектора или другого источника.
Слово «косвенный» означает, что источник тепла не нагревает бытовую воду напрямую. Энергия передаётся ей через теплообменник, разделяющий два независимых контура.
Что находится внутри бойлера
В большинстве классических бойлеров косвенного нагрева внутри находятся:
ёмкость с водой для бытового использования;
один или несколько теплообменников;
теплоизоляция, уменьшающая потери тепла;
патрубки подачи холодной и разбора горячей воды;
подключения теплообменника;
патрубок рециркуляции — если он предусмотрен конструкцией;
гильза для датчика температуры;
термометр, ревизионный фланец, анод и отверстие для ТЭНа — в зависимости от модели.
В классической конструкции вода для душа и кухни находится внутри самого бака, а по теплообменнику движется технический теплоноситель системы отопления.
Важно: в комбинированных баках и моделях с проточным приготовлением горячей воды устройство может отличаться. Назначение каждого контура необходимо проверять по техническому паспорту конкретной модели.
Работу бойлера можно разделить на несколько этапов.
1. Источник тепла нагревает теплоноситель. Это может быть газовый, электрический, твердотопливный или пеллетный котёл, солнечный коллектор либо тепловой насос. 2. Нагретый теплоноситель поступает в теплообменник бойлера. Его движение обеспечивает насос или другой элемент системы, предусмотренный схемой обвязки. 3. Тепло передаётся через стенки теплообменника. Теплоноситель и бытовая вода не смешиваются: между ними находится металлическая стенка теплообменника. 4. Вода внутри бойлера постепенно нагревается. Более тёплые слои поднимаются вверх, поэтому горячую воду обычно забирают из верхней части бака. 5. Остывший теплоноситель возвращается к источнику тепла. Затем цикл повторяется до достижения установленной температуры.
Таким образом, бойлер не производит тепловую энергию, а принимает её от подключённого источника, передаёт воде и сохраняет благодаря теплоизоляции.
Почему два контура не смешиваются
В бойлере одновременно находятся две разные жидкости:
бытовая вода, которая поступает в душ, ванну, раковину и кухонную мойку;
технический теплоноситель, циркулирующий между источником тепла и теплообменником.
Теплоноситель системы отопления может содержать присадки, продукты коррозии или незамерзающую жидкость. Поэтому он не должен попадать в контур горячего водоснабжения.
Исправный теплообменник передаёт только тепло. Сами жидкости остаются разделёнными.
Что происходит при использовании горячей воды
Когда открывается кран, нагретая вода выходит из верхней части бойлера. Одновременно вместо неё через нижний патрубок поступает холодная вода из водопровода.
Запас горячей воды начинает уменьшаться, а средняя температура в баке постепенно снижается. Датчик фиксирует это изменение, после чего автоматика может:
включить циркуляционный насос бойлера;
переключить трёхходовой клапан;
запустить котёл;
направить тепловую мощность на повторный нагрев воды.
Конкретный алгоритм зависит от котла и схемы обвязки.
Во время водоразбора бойлер может продолжать нагревать поступающую холодную воду. Если источник тепла и теплообменник успевают передавать достаточно энергии, запас восстанавливается быстро. Если расход воды превышает скорость нагрева, температура на выходе постепенно снижается.
Как бойлер поддерживает температуру
Датчик температуры обычно устанавливается в специальную гильзу внутри корпуса бойлера. Он передаёт информацию автоматике котла или отдельному контроллеру.
Когда температура опускается ниже заданного значения, система запускает нагрев. После достижения установленной температуры циркуляция через теплообменник прекращается или источник возвращается к работе на отопление.
В системах с приоритетом горячего водоснабжения автоматика временно направляет основную мощность котла на бойлер. После нагрева воды котёл снова переключается на радиаторы, тёплые полы и другие отопительные контуры.
Почему из бойлера можно получить больше тёплой воды, чем его объём
Объём бойлера показывает, сколько воды находится внутри бака, но пользователи обычно расходуют не воду максимальной температуры, а смешанную воду комфортной температуры.
Например, вода может храниться в бойлере при температуре около 55–60 °C, а для душа использоваться при 38–42 °C. В смесителе к горячей воде добавляется холодная, поэтому из 200-литрового бойлера можно получить больше 200 литров воды комфортной температуры.
Фактическое количество зависит от:
температуры воды в бойлере;
температуры холодной воды;
настройки смесителя;
потерь тепла;
перемешивания слоёв внутри бака;
одновременного повторного нагрева.
Важно: повышение температуры увеличивает доступный запас смешанной воды, но одновременно повышает риск ожога. Если вода в бойлере нагревается до высокой температуры, в схеме предусматривают защиту от подачи чрезмерно горячей воды.
От чего зависит скорость повторного нагрева
Большой объём определяет запас воды, но не гарантирует его быстрого восстановления.
Скорость нагрева зависит от нескольких параметров:
мощности котла или другого источника;
температуры теплоносителя;
расхода теплоносителя через теплообменник;
площади и конструкции теплообменника;
объёма бойлера;
начальной температуры поступающей воды;
состояния теплообменника и правильности обвязки.
Система работает по возможностям самого слабого элемента. Мощный котёл не обеспечит быстрый нагрев, если теплообменник способен передать только ограниченное количество энергии. И наоборот, большой теплообменник не раскроет свою производительность при недостаточной мощности источника или слабой циркуляции.
Зачем устанавливают два теплообменника
Бойлер с одним теплообменником обычно подключают к одному основному источнику тепла.
Модель с двумя теплообменниками позволяет разделить источники. Например:
нижний теплообменник подключить к солнечному коллектору;
верхний — к котлу;
использовать разные источники поочерёдно;
при подходящей схеме задействовать оба контура.
Существуют и бойлеры с одним увеличенным теплообменником. Такие модели применяют, когда необходимо передавать большую мощность или работать с низкотемпературным источником, например с тепловым насосом.
В некоторых моделях предусмотрено отверстие для установки электрического нагревательного элемента.
ТЭН может использоваться:
летом, когда котёл выключен;
как резервный источник;
для поддержания температуры;
для дополнительного нагрева при высокой потребности в горячей воде.
Наличие отверстия для ТЭНа, допустимую мощность и способ установки необходимо проверять в техническом паспорте. Самостоятельно устанавливать нагревательный элемент неподходящего типа или мощности нельзя.
Для чего нужна рециркуляция ГВС
Если бойлер находится далеко от ванной или кухни, остывшую воду из труб приходится сначала сливать. Рециркуляция создаёт замкнутый контур, по которому горячая вода периодически или постоянно движется между бойлером и точками водоразбора.
Благодаря этому горячая вода быстрее появляется после открытия крана. Однако рециркуляция увеличивает тепловые потери, поэтому трубопроводы необходимо утеплять, а режим работы насоса — правильно настраивать.
Что необходимо для правильной работы
Самого бойлера недостаточно. Для безопасной и предсказуемой работы система должна быть правильно спроектирована и подключена.
В зависимости от схемы могут потребоваться:
циркуляционный насос;
датчик температуры;
трёхходовой или переключающий клапан;
группа безопасности;
расширительный бак контура ГВС;
обратные и запорные клапаны;
противоожоговый смесительный клапан;
насос и обратный клапан рециркуляции.
Состав оборудования и расположение элементов определяются проектом, характеристиками бойлера и требованиями его технического паспорта.
Итог
Бойлер косвенного нагрева принимает тепло от котла или другого источника, передаёт его бытовой воде через теплообменник и сохраняет подготовленный запас.
Теплоноситель и вода для бытового использования не смешиваются. При водоразборе горячая вода выходит из верхней части бака, снизу поступает холодная, а автоматика запускает повторный нагрев.
Эффективность бойлера зависит не только от объёма. Необходимо учитывать мощность источника, площадь теплообменника, температуру и расход теплоносителя, работу автоматики и правильность обвязки.
Поможем подобрать бойлер косвенного нагрева
Бойлеры S-TANK для систем горячего водоснабжения представлены на нашем сайте.
Мы поставляем оборудование по всей России с помощью транспортных компаний. Наши специалисты помогут выбрать материал и конструкцию бака, рассчитать необходимый объём, подобрать теплообменник и проверить схему подключения.
Заказать бойлер, получить помощь с подбором оборудования и обвязкой можно на сайте или по телефону: