Принцип работы бойлера

Конструктивные особенности

Только после получения полной и исчерпывающей информации и детального сравнения можно на самом деле определить какой бойлер или водонагреватель эффективней.

Устройство БКН

Бойлер косвенного нагрева — популярное решение вопроса горячего водоснабжения в домах, отапливаемых одноконтурным котлом или от гелиосистемы. Принцип работы достаточно простой. В аккумулирующей емкости присутствует спираль с постоянно циркулирующим нагретым теплоносителем, поступающим от котла или солнечного коллектора. Змеевик окружен водой, подаваемой в систему ГВС. Схема внутреннего устройства может меняться в зависимости от выбранной модели нагревателя, но основной принцип работы остается неизменным.

Отличие бойлера косвенного нагрева от накопительного водонагревателя в том, что источником тепла выступает не ТЭН, а змеевик с циркулирующим в полости теплоносителем, используемым для отопления. Фактически, отапливая дом, потребитель одновременно нагревает и воду для ГВС.

Конструкция ВНЭ

Электробойлер состоит из двух конструкционных узлов: теплоизолированной сберегательной емкости и трубчатого нагревательного элемента или ТЭНа. Последние выпускаются в двух вариациях:

сухие (защищенные колбой и не соприкасающиеся с водой);
мокрые (непосредственно погруженные в теплоноситель).

Накопительные электрические водонагреватели горячего водоснабжения работают автономно. После нагрева теплоносителя до необходимого предела температура автоматически поддерживается. Горячая вода поступает в систему после открытия крана водоснабжения. Холодная вода заполняет низ сберегающей емкости и вытесняет нагретый теплоноситель. Для работы бойлера необходимо электричество.

Водонагреватели проточного типа

Работают на электричестве и природном газе (колонки). Принцип работы следующий: при открытии крана вода нагревается, проходя через источник тепла.

В газовых колонках присутствует медный змеевик, установленный сверху горелки, подогревающей воду. Проточный электрический водонагреватель работает по схожему принципу, только источником тепла выступает ТЭН. Вода проходит внутри разогретого нагревательного элемента.

Общим недостатком всех проточных водонагревателей считается долгое время ожидания между открытием крана и подачей горячей воды. Отличие проточного водонагревателя от бойлера косвенного или прямого нагрева в том, что устройство работает на фактическое потребление.

Не предусмотрена возможность сохранения горячей воды. Пиковая нагрузка приходится на первые несколько минут использования. За это время нагревательный элемент выходит на рабочую мощность и начинает полноценно греть ГВС.

Особенности

В отличие от обычных водонагревательных устройств у этого прибора патрубок на вход (для холодной воды) монтируется внизу накопительного бака, а на выход (для горячей) — сверху.

Таким образом, циркулировать в замкнутом отопительном контуре жидкость должна с фиксированной температурой, которая и достигается в верхней части бака.

Бойлер косвенного нагрева с подключением к котлу

Главное отличие такого прибора от обычного водонагревателя для отопления — наличие постороннего источника подогрева теплоносителя. Это могут быть солнечные батареи, котёл, центральное отопление.

От такого вспомогательного источника по змеевику, проходящему по внутренней части бойлера, проходит теплоноситель, который, в свою очередь, подогревает жидкость в баке.

Данная система защищена теплоизоляционным слоем.

Проточный водонагреватель

Устройство проточного водонагревателя полностью отличается от схемы принципа действия накопительного оборудования. Этот прибор не имеет емкости для накопления воды, а ее нагрев происходит при постоянном потоке жидкости через нагревательный модуль. В качестве такого модуля используется конструкция из труб с ТЭНами, которые могут располагаться как снаружи, так и внутри конструкции. Лучшим материалом для изготовления нагревательного модуля является медь, но в более дешевых моделях может быть использована нержавеющая сталь или алюминий.

Кроме модуля для нагрева воды в состав прибора входят различные дополнительные устройства. Датчик потока воды необходим для определения минимального напора воды, при котором можно эксплуатировать водонагреватель. Температурный датчик, регулятор температуры (термостат) предназначены для управления режимами работы. Тепловой предохранитель отключает систему при превышении максимально возможных температурах потока воды. На нижеприведенной картинке показана классическая схема электрического проточного водонагревателя в разрезе.

Как работает проточный водонагреватель? Этот процесс будет понятен даже школьнику! Из представленной схемы понятно, что холодная вода попадает в прибор через патрубок, а доступ в нагревательный модуль ей открывает реле давления. При низком давлении водонагреватель функционировать не будет. Регулятор температуры управляет процессом нагрева. Вода, нагретая до необходимой температуры, выводится наружу и подается в смеситель для использования потребителем. К достоинствам проточных электрических водонагревателей можно отнести невысокую стоимость и мгновенный нагрев воды, а к недостаткам высокое электропотребление и особые условия к электропроводке.

Для чего предназначены водогрейные котлы?

Данные агрегаты предназначаются для обогрева зданий с небольшой площадью, частных домов и таун-хаусов. Как правило, такие котлы устанавливаются в тех населенных пунктах, где отсутствует центральное отопление, или же, как вариант, обустройство котельной нецелесообразно. Как бы то ни было, под понятием «водогрейные котлы», причем вне зависимости от конкретной конструкции и модели, подразумеваются приборы, способные вырабатывать тепловую энергию (благодаря своим техническим параметрам) при сжигании того или иного топлива, а затем направлять ее рабочей жидкостью (теплоносителю), в роли которой обычно выступает вода. А когда эта вода, соответственно, циркулирует по трубопроводу контура отопления, то температура в доме поднимается до требуемого значения.

Описание разновидностей

В зависимости от температуры отходящих газов котлы утилизаторы делятся на следующие виды: низкотемпературные (конвекционные 900 °С) и высокотемпературные (свыше 1000°С).

https://youtube.com/watch?v=DUemT5ixtWA

По принципу работы виды бывают такие: паровые (с паросборником и без) и водогрейные.

Котел-утилизатор (водогрейный и паровой) по конструкции бывает двух видов:

• Без топочного отделения. В таком устройстве принцип работы основан на прямом воздействии отходящих газов на теплообменник с водой или паром и получении отопления и горячей воды.
• С топочным отделением. Котел-утилизатор вторично перерабатывает отходящие газы, дожигает и получает больше энергии для нагрева теплоносителя, в этом и состоит принцип его работы. Такие модификации агрегатов обладают достаточным количеством энергии, так что в некоторых случаях их используют для генерирования электроэнергии.

Устройство водогрейного котла на твердом топливе

Основными компонентами данного агрегата являются:

1. Топка: обычно изготавливается из толстых чугунных листов, но иногда вместо них производители используют огнеупорный кирпич.
2. Зольная камера (расположена под топкой и отделяется от нее колосниковой решеткой).
3. Теплообменник (расположен в верхней части топки). Обычно выполняется из чугуна.
4. Водогрейный бак для хозяйственно-бытовых нужд, устанавливается как над топкой, так и сбоку.
5. Патрубок для подключения к дымоходу.
6. Корпус с дверцами напротив топки и зольной камеры. Изнутри утеплен теплоизолятором на основе базальтового волокна с теплоотражающими экранами.
7. В некоторых моделях — вентилятор.

Как сделать змеевик

Змеевик является важной деталью устройства. За его основу можно взять металлическую или металлопластиковую трубу с небольшим диаметром. Как правило, используются медь или латунь, так как они отличаются высоким уровнем теплоотдачи

Диаметр змеевика изготовитель может выбрать по своему усмотрению. Главное условие состоит в том, чтобы его соприкосновение с водой было максимальным

Как правило, используются медь или латунь, так как они отличаются высоким уровнем теплоотдачи. Диаметр змеевика изготовитель может выбрать по своему усмотрению. Главное условие состоит в том, чтобы его соприкосновение с водой было максимальным.

Змеевидная трубка накручивается по спирали на оправку в форме цилиндра. С этой целью применяется бревно или труба с большим диметром. При наматывании змеевика необходимо следить за витками. Они не должны касаться друг друга.

Не делайте навивку тугой, так как снять змеевик с оправки будет очень сложно.

Количество витков на змеевике находится в прямой зависимости от объема и высоты бака. Как правило, на каждые 10 л используется 1,5 кВт тепловой мощности змеевика.

Основные типы водогрейных котлов

Есть немало классификаций, однако зачастую такие котлы разделяют по предназначению, типу используемого топлива и, конечно, по способу установки. Рассмотрим детальнее каждую из классификаций.

Классификация водогрейных котлов по типу используемого топлива

В этом плане приборы делятся на четыре группы, которые приведены ниже.

1. Модели на твердом топливе. Как можно судить из названия, используют в качестве топлива твердые энергоносители – уголь, древесину, пеллеты, отходы деревообрабатывающей промышленности и прочее. Предназначены, как правило, для использования в банях и частных домах, поскольку нуждаются в выделении достаточно большой площади под установку (в том числе места для хранения того самого твердого топлива).

Модели на жидком топливе (в качестве такового может выступать отработка, то есть отработанное машинное масло, солярка или мазут). Что же касается применения, то такие водогрейные котлы используются преимущественно для обогрева частных домов, причем по тем же причинам, что агрегаты предыдущей категории. Отличие заключается в том, что жидкое топливо, в соответствии с ГОСТом, необходимо хранить на определенном расстоянии от отопительного прибора, чтобы не возникали взрывоопасные ситуации.
Модели на газу. Они в качестве энергоносителя используют сжиженный либо природный газ. Что характерно, могут эксплуатироваться не только в загородных домах, но также в таунхаусах и городских квартирах.

Модели на электричестве. Их, как правило, устанавливают в квартирах и не очень просторных коттеджах.

Классификация по предназначению

Здесь все приборы разделены только на две категории.

1. Бытовые водогрейные котлы. Их мощность может быть малой или средней (что намного меньше, чем у промышленных моделей, о которых мы поговорим далее). Используются в тех бытовых помещениях, которые имеют небольшую площадь.

Промышленные водогрейные котлы. Высокомощные устройства, в роли теплоносителя в которых выступает пар. Именно поэтому их еще называют паровыми котлами. Мощность исчисляется мегаваттами и составляет в среднем от 5 до 40 мегаватт, что позволяет справляться просто с огромными объемами работы. Что характерно, за такими котлами постоянно должен следить специализированный оператор, у которого имеются режимные карты, а также подробная инструкция по самостоятельному ремонту. Помимо того, оператор должен переводить агрегат в тот или иной режим работы, проверять все элементы, проч.

Классификация по способу нагрева воды

Здесь также всего две разновидности, ознакомимся с ними.

1. Котлы с накопительными баками. Вода в данном случае прогревается благодаря аккумулирующим бакам, которые, в свою очередь, наполняются по мере ее (воды) использования.
2. Проточные модели. В них вода прогревается во время прохождения до определенной температуры от нагревательного элемента.

Классификация по способу исполнения (монтажа)

Водогрейные устройства могут устанавливать на стену или на пол.

1. Напольные модели. Они являются стационарными, а отличаются тем, что могут функционировать на любого вида топливе.

Настенные модели. Приборы в навесном исполнении, как можно судить из названия, вешаются на стены, а функционировать способны на газу или электрической энергии.

Рассмотрим каждый из вариантов исполнения более детально.

Работа и устройство водогрейного котла

Независимости от модели оборудования, все устройства работают одинаково: теплоноситель нагревается до необходимой температуры и передает тепло отопительной системе.

Различают следующие виды водогрейных агрегатов:

• Газовые.
• Жидкотопливные
• Электрические
• Твердотопливные.

Устройство водогрейного котла конструктивно отличается в зависимости от выбранного вида котла, и, соответственно, в зависимости от используемого топлива, применяют разные горелки. Они могут быть атмосферными встроенными атмосферными или сменными наддувными. Встроенные горелки предусматривают использование только определенного типа топлива. Более удобны сменные горелки, так как они позволяют, в случае необходимости, легко переходить с одного типа горючего на другой.

Жидкотопливные котлы

Данный тип водонагревателей для отопления различается по мощности. Топливом для них служит солярка, иногда мазут. Сразу отметим, что в личных хозяйствах они не получили широкого распространения. Обусловлено это необходимостью где-то хранить дорогостоящее топливо и протягивать от хранилища до котла топливопровод.

Используют их в небольших котельных, в районах, удаленных от газовых магистралей, например, на Севере. Все агрегаты этой категории – напольные, отличаются высоким КПД и могут быть конвекционного и конденсационного типа. Оснащаются исключительно принудительной циркуляцией и дымоудалением, многоступенчатой регулировкой мощности.

Правила эксплуатации

От правильной эксплуатации зависит нагрев. Источник фото: tekras.ru

Для увеличения срока эксплуатации водонагревателя необходимо придерживаться некоторых правил:

1. При монтаже использовать элементы обвязки, рекомендуемые производителем. В зависимости от типа водонагревателя в обвязку могут входить различные элементы.
2. Не использовать устройство накопительного типа без предохранительного клапана. Этот элемент обвязки снижает степень давления на стенки бака при нагреве. Предохранительный клапан устанавливается непосредственно на входной патрубок.
3. Не включать устройство накопительного типа в электрическую сеть при пустом баке. Включение водонагревателя без воды может привести к выходу из строя ТЭНа.
4. Подключать устройство к электрической сети согласно схеме, находящейся в руководстве по эксплуатации.
5. 1 раз в 1 – 3 года чистить накопитель от накипи. При необходимости осуществляется замена магниевого анода.
6. Установить фильтр для дополнительной чистки воды на входе.
7. Устройства проточного типа устанавливать в местах, максимально близко расположенных к точке забора воды.

Бойлер косвенного нагрева позволяет получить горячее водоснабжение, используя систему отопления. Возможность подключения дополнительных источников тепла в некоторых моделях позволяет нагревать содержимое бака за минимальный промежуток времени, а наличие ТЭНа дает возможность поддерживать температуру в заданных пределах.

Виды водонагревателей накопительных электрических

Доброго времени суток, сегодня поговорим о таком важном и нужном в быту приборе как водонагреватель!

Начнем с того, что водонагреватели бывают двух видов: накопительные и проточные.

Проточный водонагреватель электрический: принцип работы

Проточный водонагреватель электрический

Принцип их работы следует из их названия — один вид приборов нагревает воду, накапливая ее в специальной теплоизолированной емкости (накопительный тип).

Накопительный водонагреватель электрический: принцип работы

Второй вид приборов нагревает воду во время ее прохождения через прибор (проточный тип).

Накопительный водонагреватель электрический

Оба варианта водонагревателей могут быть электрическими или газовыми. В этой статье мы будем обсуждать накопительные водонагреватели.

Особенности устройства

Бытовые накопительные котлы имеют достаточно простую конструкцию. По сути, это емкость, в которой расположен элемент, нагревающий жидкость. Для обеспечения подачи горячей воды водонагревательный котел присоединяется к трубе водоснабжения. В емкость поступает обычная водопроводная вода, а на вывод идет подогретая до установленной температуры.

Более мощный водонагревательный котел, применяемый для обогрева комнат частного дома, имеет схожую конструкцию. Единственное отличие – нет постоянной подпитки водой, так как используется теплоноситель, циркулирующий в трубах и радиаторах дома.

Бытовые накопительные водонагревательные котлы, как правило, подключаются к сети с напряжением 220В. Однако при использовании в системе отопления частного дома большой площади, приходится использовать оборудование, подключаемое к трехфазной сети с мощностью 380В.

Все современные электрические накопительные котлы снабжены блоком автоматики. Благодаря этому, удается поддерживать заданную температуру нагрева. При остывании воды до определенного значения, срабатывает датчик и включается нагревательный элемент.

После достижения верхнего предела указанного интервала нагрева, нагревательный элемент отключается. Таким образом, котел не нуждается в постоянном внимании пользователей, все необходимые операции для нагрева жидкости до нужной температуры регулируются автоматически.

Чтобы сократить расходы на оплату коммунальных счетов, накопительные котлы снабжены термостатическим корпусом, в котором вода остывает намного медленнее.

Что представляет собой бойлер?

Под бойлером может пониматься:

• функциональный элемент котла, представляющий собой емкость, в которой временно (перед подачей потребителю) накапливается теплоноситель (чаще всего горячая вода);
• устройство, предназначенное для автономного (без использования котла как основного агрегата) нагрева теплоносителя (опять же, как правило, горячей воды).

Бойлер в первой интерпретации имеет 2 ключевые потребительские характеристики:

• емкость;
• пропускная способность (скорость подачи того или иного объема теплоносителя потребителю).

У бойлера во второй интерпретации данные характеристики могут быть дополнены практически теми же, что свойственны для котла, поскольку рассматриваемый агрегат будет его аналогом с точки зрения функциональности.

Как ухаживать за бойлером

Если поставлен бойлер, то требуется узнать о том, как правильно ухаживать за ним. Для увеличения срока эксплуатации нагревателя воды требуется постоянно заниматься проведением техническим осмотром и производить замену деталей. Крайне часто встречается такая проблема – появляется накипи на ТЭНе. Этого можно избежать, если поставить особые фильтры на входной трубе, или постоянно менять элементы нагревательного типа. Более того, проблемы с баком случаются, если на нем есть много швов, которые и станет проблемными участками из-за образования на них коррозии. Это будет актуально для вертикальных плоских моделей на 80 литров.

Как устроен бойлер для нагрева воды

Накопительные модели призваны греть воду и поддерживать заданную температуру как можно дольше. Для этого предусмотрен бак с двойными стенками. Между ними находится слой теплоизоляции, чаще всего из полиуретана. Чем он плотнее, тем меньше энергии затрачивается для нагрева.

Остальные составляющие:

• ТЭН. В некоторых моделях марки «Термекс» размещают два нагревателя. Это удобно, поскольку можно экономить электроэнергию, отключая один из них. Если ТЭН сломается, то второй продолжит работу.
• Магниевый анод. Устанавливается для защиты нагревателя от накипи и коррозии. Магний предупреждает окисление железа, поэтому со временем постепенно оседает на дно. Также он притягивает накипь, поэтому ТЭН остается чистым. Рекомендуется выполнять замену анода раз в год. Как только деталь разрушается, начинает ржаветь бак.
• Патрубок для подачи холодной воды.
• Трубка горячей воды располагается так, что забор происходит из верхней части бака.
• Предохранительный клапан. Регулирует давление внутри бака.
• Термометр. Его показания видны на внешней части корпуса. С его помощью можно регулировать температуру.
• Термостат. Служит для измерения нагрева воды. Как только отметка достигает заданных значений, он подает сигнал для отключения нагревателя. Внешняя часть находится снаружи (термореле) и позволяет включать и отключать нагрев.
• Индикатор имеет связь с термостатом. Когда он загорается, это значит, что нагрев включен, тухнет — выключен.
• Защитная крышка закрывает ТЭН от контакта с пользователем.
• Специальные кронштейны позволяют крепить бойлер к стене.

Самые популярные марки: «Аристон» и «Термекс». Конструкции приборов практически не различаются.

Что представляют собой паровые котлы высокого давления

Котлы паровые газовые или же газотрубные – это агрегаты высокого давления. Их использование в теплоэнергетике допустимо при необходимой мощности в 360 кВт с рабочим давлением в 1 мегапаскаль.

При превышении давления в паровом котле может случиться взрыв с выбросом пара в большом количестве, приводящий к чрезвычайной ситуации. Сегодня такие системы считаются устаревшими и применяются довольно редко. Современные водонагревательные системы рассчитаны на большую мощность.

Потребность в разработке водотрубных котлов появилась вследствие роста производства и необходимости получения пара в большом количестве. Наличие множества узлов и составляющих в системе считается одним из недостатков данных устройств. Ремонт такого оборудования возможен только в отключенном состоянии.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

В сети публикуется много версий лучших промышленных котлов, благо выбор на рынке очень широк. Однако во многих рейтингах на различных местах присутствуют нижеследующие установки для производства тепла и пара.

Buderus Logano SK655 / SK755

Две линии универсальных котлов: SK655 диапазоном мощностей от 120 до 360 кВт и SK755 – от 420 до 1 850 кВт. Низкотемпературные водогрейные (до 110 °C) агрегаты работающее на солярке, сжиженом и природном газе. Минимальные потери тепла и практически полное сгорание топлива доводят КПД до 93% и минимизируют выбросы в атмосферу. Используются в коммунальном хозяйстве и ТЭЦ. Производитель – Бельгия.

Стоимость: 180 000-1 300 000 руб.

Bosch Unimat UT-M

Универсальные жаротрубные водогрейные котлы трехходовой конструкции, работающие на газе и дизельном топливе. Серия представлена мощностями от 750 до 1 920 кВт, выдает теплоноситель высокой температуры (до 190 °С) при дооснащении экономайзером и конденсационным теплообменником может доводить КПД до 105%. Применяют в городских и районных котельных, могут работать в каскаде и для технологических целей в промышленных предприятиях. Разработаны в Германии, производство в РФ.

Viessmann Vitoplex 100

Немецкие водогрейные котлы мощностью от 110 до 2 000 кВт, двухходовой конструкции достигает КПД 95%. Инновационные горелки позволяют сжигать жидкое топливо (отработанное масло) и газ практически без выбросов в атмосферу. Температура теплоносителя до 110оС. Небольшие размеры, простое управление и удобная для техобслуживания конструкция. Применяется для средних котельных. Цена зависит от комплектации.

Стоимость: 410 000-2 900 000 руб.

ACV R 200

Твердотопливный котел на дровах, выдает мощность 200 кВт, энергонезависимый, с трехходовой открытой камерой сгорания. Также эффективно сжигает торф, топливные брикеты и пеллеты с КПД 80%, при дооснащении может работать на жидком топливе (отработке) и газе. Температура теплоносителя 90оС. Удобен для отопления небольшого производства (отапливает до 1 600 м2) вдали от газовых магистралей, очень устойчив к прогоранию (толстостенный). Производитель Бельгия.

Стоимость: 410 000-1 100 000 руб.

Рынок котлов промышленного назначения заполнен не только импортными разработками, существую отечественные производители, которые выпускают оборудование менее эффективное по некоторым параметрам, но более адаптированы к нашим реалиям по топливу.